Surveillance environnementale multicapteur et analyse prédictive en aéroport : enjeux, protocoles et bonnes pratiques

Pourquoi l'aéroport est un cas d'école

Un environnement multi-sources et multi-contraintes

Les infrastructures aéroportuaires concentrent des émissions atmosphériques et des nuisances difficiles à isoler : panaches d'aéronefs sur le cycle LTO (Landing and Take-Off), fonctionnement des APU (Auxiliary Power Unit), opérations d'assistance en escale (GSE, Ground Support Equipment), dégivrage, maintenance, production d'énergie et traitement d'air des bâtiments, trafic routier côté ville, logistique fret, etc.

À cette complexité s'ajoutent des exigences de sûreté (accès côté piste), de santé au travail (zones d'exposition), de continuité d'exploitation et d'acceptabilité locale (riverains). L'enjeu technique ne se limite pas à mesurer : il s'agit de discriminer des signatures multi-paramètres, de relier un épisode à des causes opératoires et météorologiques, puis de produire des éléments suffisamment robustes pour décider (actions correctives) et documenter (reporting, communication, retour d'expérience).

Cadre réglementaire et référentiels utiles

Air ambiant : objectifs, surveillance et information

Pour l'air extérieur, la référence européenne est la Directive 2008/50/CE sur la qualité de l'air ambiant et un air pur pour l'Europe, disponible sur Directive 2008/50/CE. En France, elle est notamment relayée par le Décret n° 2010-1250 du 21 octobre 2010 et par des textes précisant l'organisation et les modalités de surveillance.

Pour les dispositifs nationaux de surveillance, on peut s'appuyer sur les critères de conception/implantation de points de mesure décrits dans les textes officiels (par exemple, exigences de micro-implantation, représentativité, hauteur de prélèvement, éloignement des obstacles et sources immédiates).

Bruit : cartographie, indicateurs et plans d'action

Le bruit dans l'environnement est cadré au niveau UE par la Directive 2002/49/CE, qui structure notamment la production de cartes de bruit stratégiques et de plans d'action. En contexte aéroportuaire, cette logique est importante pour articuler mesures, modélisation, information et priorisation des actions.

Bruit au travail : seuils d'action et valeur limite

Pour la protection des travailleurs exposés au bruit, les repères à connaître incluent les valeurs d'action et la valeur limite (Lex,8h) synthétisées par l'INRS – réglementation bruit (80 dB(A) et 85 dB(A) comme valeurs déclenchant l'action, 87 dB(A) comme valeur limite en tenant compte des protections), ainsi que les niveaux de crête (dB(C)).

Limites terrain : mesurer ne suffit pas

Épisodes courts et forte variabilité

En aéroport, les événements pertinents sont souvent courts (secondes à minutes) et fortement pilotés par le vent, la stabilité atmosphérique, la configuration des pistes, les files de roulage, l'usage APU, les séquences de dégivrage et les pics de trafic routier. Les dispositifs à faible fréquence ou les campagnes ponctuelles peuvent sous-échantillonner ces épisodes, réduisant la capacité à expliquer une plainte, à démontrer un dépassement bref ou à prouver l'efficacité d'une mesure de réduction.

Polluants communs et confusion des sources

Des polluants « communs » (NOx, particules, COV) peuvent provenir simultanément d'aéronefs, d'engins d'assistance, de chaudières, de parkings ou de l'axe routier urbain. Sans approche multi-paramètres corrélables (gaz + particules + odeurs + bruit + météo + contexte opérationnel), il reste difficile de séparer un épisode côté piste d'un fond urbain ou d'objectiver l'origine d'une nuisance en limite de site.

Odeurs : des mélanges rarement instrumentés

Les gênes olfactives (dégivrage, kérosène, solvants de maintenance, déchets, restauration) sont fréquentes mais rarement suivies en continu. Une mesure limitée à quelques gaz (par exemple H2S/NH3 uniquement) ne caractérise pas correctement des mélanges odorants complexes. Lorsque l'objectif est de quantifier une odeur de manière normalisée, la référence européenne est la norme EN 13725 (olfactométrie dynamique, expression en unité d'odeur européenne par m3). En exploitation, des capteurs de « signature » (MOS/MOX, TVOC) peuvent servir d'indicateurs et d'outils de classification, à condition d'être intégrés dans un protocole d'interprétation et de confirmation (campagnes analytiques ciblées en cas d'épisodes critiques).

Chaîne multicapteurs : du capteur à la décision

Objectif : attribuer, alerter, agir

Une surveillance opérationnelle vise une chaîne complète : mesure haute fréquence ? QA/QC ? fusion des données (météo + opérations) ? attribution probabiliste ? alertes ? actions et RETEX. L'enjeu est de produire un signal exploitable par l'exploitation, la HSE et l'environnement, pas uniquement des séries temporelles.

Étape 1 : cadrage et cartographie fonctionnelle

Segmenter les sources et définir les récepteurs

Le cadrage consiste à segmenter les sources en familles opérationnelles : aéronefs (LTO, roulage, APU, essais moteurs), dégivrage (glycols + additifs), GSE/engins (diesel/électrique), infrastructures fixes (chaufferie, CTA, groupes froid), trafic routier, zones déchets/restauration, ateliers solvants, etc.

Les récepteurs se définissent selon l'usage : zones passagers (qualité d'air intérieure), postes de travail (HSE), limites de site et zones riveraines (acceptabilité), et points sensibles (écoles, établissements de santé), sans oublier les zones à contrainte technique (ventilation, corrosion, confinement).

Étape 2 : design réseau et implantation

Densité, pas de temps, redondance

Bonnes pratiques généralement retenues en milieu très dynamique :

• Haute fréquence (ordre de grandeur : 10 s) pour capturer les pics courts (démarrages, essais moteurs, panaches de roulage).
• Réseau distribué côté piste et côté ville pour séparer gradients et contributions.
• Points sentinelles en limite de site + points « sources probables » (dégivrage, maintenance, voies de circulation).
• Météo co-localisée (direction/vitesse du vent, température, humidité) pour interpréter la dispersion.
• Redondance (point de référence) pour contrôler les dérives et assurer la continuité.

Étape 3 : mesures multi-paramètres utiles

Construire des signatures discriminantes

La discrimination ne repose pas sur un seul polluant, mais sur une signature (gaz + particules + odeurs + bruit + contexte). Exemples de combinaisons utiles :

• NO/NO2/O3/CO : combustion, trafic, essais moteurs, effets d'oxydation.
• CO2 : traceur d'activité/combustion et indicateur de confinement en intérieur.
• TVOC/PID : solvants, kérosène, opérations de maintenance, épisodes liés au dégivrage selon les cas.
• PM10/PM2.5/PM1 : remise en suspension, combustion, abrasion (freinage/roulage), activités au sol.
• Odeurs (MOS/MOX) : détection d'empreintes de mélanges avec classification multivariée.
• Bruit : niveaux et détection d'événements pour corrélation avec des pics atmosphériques.

Étape 4 : QA/QC et traçabilité métrologique

Stabiliser le réseau dans le temps

En exploitation, la performance tient à la qualité de la métrologie et de la documentation :

• Etalonnage / ajustements : zéro/span ou co-localisations périodiques selon les capteurs (électrochimiques, NDIR, PID, optiques).
• Gestion des dérives : effets température/humidité, vieillissement, compensation logicielle documentée.
• Cohérence inter-stations : tests croisés multi-capteurs et détection d'anomalies instrumentales.
• Traçabilité : versioning des calibrations, journal de maintenance, métadonnées d'implantation.

Étape 5 : attribution des sources et prédiction

Fusion de données, empreintes et dispersion

Une approche opérationnelle combine généralement :

• Empreintes multi-variées (fingerprints) : classification de motifs gaz/PM/odeurs/bruit alimentée par une bibliothèque de signatures locales.
• Corrélation météo : roses de pollution, secteurs de vent, fenêtres temporelles alignées sur l'exploitation (dégivrage, pics GSE, flux routiers).
• Modélisation de dispersion : pour projeter l'impact vers les récepteurs et tester des scénarios. À titre d'exemple, l'EPA décrit le modèle AERMOD comme un modèle gaussien stationnaire intégrant la turbulence de la couche limite, largement cité dans les pratiques de modélisation.
• Analytique prédictive : détection précoce de configurations à risque (changement de vent + hausse TVOC + signature odeur), avec estimation d'impact probable en limite de site.

Point de méthode : l'attribution en environnement multi-sources reste le plus souvent probabiliste. Les capteurs de signature (TVOC, MOS/MOX) doivent être complétés, quand l'enjeu l'exige, par des investigations analytiques ciblées (par exemple GC/MS) sur des épisodes sélectionnés.

Étape 6 : alertes et remédiation opérationnelle

Passer de la mesure à l'action

Pour limiter les faux positifs et rendre l'alerte actionnable :

• Alertes multi-critères : seuils + dérivées temporelles + reconnaissance de signatures.
• Alertes contextualisées : zone, durée, secteur de vent, source probable et niveau de confiance.
• Chaînes d'action : consignes d'exploitation, adaptation de procédures, déclenchement d'investigations, consignation automatique pour RETEX.
• Couplage perception : collecte structurée de signalements (agents/riverains) pour corrélation et amélioration continue des modèles.

Apport des référentiels internationaux

OACI : émissions, bruit et qualité de l'air

Au niveau international, l'OACI encadre la protection de l'environnement via l'Annexe 16 (bruit des aéronefs et émissions des moteurs). Pour la qualité de l'air aéroportuaire, le Doc 9889 – Airport Air Quality Manual fournit un cadre méthodologique (inventaires, mesures, modélisation, atténuation). À noter : il existe des éditions récentes de ce manuel via les canaux OACI. ([store.icao.int](https://store.icao.int/en/airport-air-quality-manual-doc-9889?utm_source=openai))

Solutions de mise en uvre avec ELLONA

Capteurs, mobilité et supervision temps réel

ELLONA conçoit et déploie des solutions d'analyse des contaminants gazeux/particulaires et de mesure des émissions d'odeurs, ainsi que des logiciels et matériels d'autosurveillance permettant un suivi en temps réel des paramètres environnementaux.

Selon les zones aéroportuaires (côté piste, périphérie, bâtiments), une architecture typique peut s'appuyer sur :

• WT1 Pro : surveillance extérieure multi-paramètres pour capter des épisodes rapides et croiser avec la météo.
• WT1 Lite : surveillance extérieure simplifiée, adaptée à des points sentinelles ou compléments de maillage.
• POD2 : suivi de la qualité d'air intérieur (IAQ) dans des zones passagers ou de travail, utile en approche « exposition ».
• EllonaSoft : supervision, alertes, reporting, API et analytique multi-variée pour relier mesures, contexte et actions.

Bonnes pratiques et limites à intégrer

Ce que l'analytique prédictive apporte réellement

Bien paramétrée, l'analytique prédictive aide à : détecter précocement des configurations à risque (météo + activité), anticiper un impact sur une limite de site, prioriser les investigations, et produire des KPI opérationnels (occurrence/durée d'épisodes, contribution par secteur de vent, exposition par zone).

En revanche, elle ne remplace pas une démarche d'ingénierie : l'attribution n'est pas une « preuve absolue » en environnement multi-sources. La robustesse dépend du QA/QC, de la qualité des métadonnées (opérations), et de la capacité à confirmer certains épisodes par des moyens analytiques adaptés.

Une ligne sur les perspectives

À moyen terme, l'amélioration continue passe par l'intégration plus fine des données d'exploitation et la combinaison de modèles physiques (dispersion) et statistiques, afin d'augmenter la fiabilité de l'attribution et la performance des alertes.

Conclusion : mesurer, attribuer, agir en continu

Gagner en réactivité, traçabilité et acceptabilité

En aéroport, une surveillance environnementale réellement opérationnelle doit être distribuée, multi-paramètres et haute fréquence, puis couplée à des mécanismes d'attribution (empreintes, météo, dispersion) et à une logique d'action (alertes, remédiation, RETEX). Cette approche permet de mieux qualifier les épisodes rapides, de prioriser les actions (APU, GSE, flux, ventilation), de renforcer la protection des travailleurs et d'objectiver le dialogue avec les riverains.

Pour structurer ou renforcer votre dispositif (capteurs, supervision, alertes, reporting), sollicitez ELLONA pour une étude de besoin et une proposition technique adaptée à votre plateforme aéroportuaire.