Triangulation en temps réel des émissions particulaires et gazeuses sur chantier : croiser capteurs, météo et retours terrain pour attribuer et agir

Enjeu : attribuer des pics courts et multi-sources

Des émissions très variables en intensité et en localisation

Sur un chantier de construction, de terrassement ou de démolition, les émissions atmosphériques sont transitoires (pics de quelques secondes à quelques minutes) et multi-sources : terrassement, chargement/déchargement, circulation d'engins, découpe (sciage/carottage), concassage, opérations de ponçage, manutention de déblais, bétonnage, utilisation de solvants/colles/peintures, etc.

Dans ce contexte, l'objectif n'est plus uniquement de « mesurer », mais de relier un épisode à une zone et une activité avec un niveau de confiance opérationnel, afin d'agir vite et de documenter les décisions (plan de prévention, DUERP, reporting environnemental, relation riverains).

Pourquoi la localisation des émissions est complexe

Transport atmosphérique : vent, turbulence et effets de site

La concentration mesurée en un point est la somme de plusieurs contributions, modulées par la direction et la vitesse du vent, la turbulence (rafales), la stabilité atmosphérique et l'environnement local (écrans, « effet canyon », masques). Un capteur unique décrit une exposition locale, mais ne permet généralement pas de remonter à la source ni de distinguer un apport interne au chantier d'un fond urbain.

Temps de réponse : ne pas lisser les pics utiles

Les gaz (NOx, CO, COV) et les particules (PM10/PM2.5/PM1) présentent des variations rapides. Des moyennes trop longues (par exemple 15 minutes) peuvent lisser les pics alors que ce sont souvent ces épisodes brefs qui déclenchent des plaintes, de l'inconfort, ou des dépassements internes de seuils de gestion HSE.

Cadre réglementaire : poussières et silice cristalline

En France, dans les locaux à pollution spécifique, le Code du travail – article R4222-10 fixe, depuis le 1er juillet 2023, des concentrations moyennes sur 8 heures à ne pas dépasser de 4 mg/m3 pour les poussières totales (fraction inhalable) et 0,9 mg/m3 pour les poussières alvéolaires.

Pour la silice cristalline alvéolaire (quartz), l'article R4412-149 du Code du travail impose une VLEP 8 h de 0,1 mg/m3 (cristobalite et tridymite : 0,05 mg/m3). En cas de co-présence de poussières alvéolaires silicogènes et non silicogènes, la règle de calcul du mélange est définie par l'article R4412-154 (indice d'exposition). Ces repères renforcent l'intérêt d'une détection fine des épisodes et d'une traçabilité robuste.

Le « signal humain » : un déclencheur d'investigation

Une nuisance ne se résume pas à une série temporelle : odeur perçue, irritation, gêne respiratoire, poussières visibles, inconfort… sont des événements contextualisés (zone, tâche, co-activité). Sans mécanisme simple de collecte horodatée et exploitable, l'équipe HSE peut perdre l'information au moment même où l'épisode disparaît.

Principe : triangulation + analyse multivariée en temps réel

Quatre briques complémentaires

Pour passer de la surveillance à l'attribution et au pilotage, l'approche déployée par ELLONA s'appuie sur : (1) un réseau de capteurs multi-paramètres, (2) des mesures météo temps réel, (3) des traitements multivariés (signatures/empreintes), (4) des retours terrain horodatés corrélables.

Réseau multi-points : base physique de la triangulation

Concevoir la géométrie de mesure (pas seulement « multiplier les capteurs »)

La triangulation exige une implantation cohérente avec la nature des sources : surfaciques (pistes, stocks), linéaires (circulation), ponctuelles (poste de découpe, zone solvants). L'objectif est de capter des gradients et des délais de propagation compatibles avec le vent.

Sur chantier, une configuration efficace combine généralement :

• des points « amont/aval » pour estimer un fond et un impact,
• des points en périphérie (limites de chantier, façades sensibles),
• des points proches des opérations à risque (démolition, concassage, zones COV/odeurs).

La valeur ajoutée est la cohérence spatio-temporelle : un épisode réel se propage, et n'impacte pas tous les points de la même manière. Ces différenciels constituent la matière première de l'inférence de source.

Acquisition haute fréquence et synchronisation

Capturer les événements utiles à la décision

Une surveillance orientée « événements » nécessite :

• un horodatage robuste et des flux synchronisés,
• des pas de temps courts (par exemple de l'ordre de la dizaine de secondes selon configuration),
• des indicateurs dérivés au-delà de la moyenne : pente, durée au-dessus d'un seuil, aire sous la courbe, répétitivité.

Ce choix est déterminant pour relier un pic à une tâche (sciage, balayage mécanique, rotation d'engin) et éviter les analyses a posteriori trop incertaines.

Analyse multivariée : signatures d'émission

Exploiter la co-variation des paramètres

Sur chantier, une source émet rarement un seul polluant. Elle génère plutôt un vecteur de signaux (ex. engin thermique : NOx + CO + particules + bruit ; atelier solvants : COV + odeur ; découpe/minéral : PM + dynamique de pics). L'analyse multivariée vise à exploiter ces co-variations pour construire des empreintes et différencier les familles d'émissions.

Opérationnellement, cela se traduit par :

• la classification de signatures (fingerprints) par familles d'événements,
• la détection d'anomalies (écart au comportement attendu),
• la triangulation par cohérence spatio-temporelle (différentiels entre points + délais + compatibilité vent/météo).

Cette approche aide notamment à distinguer :

• un épisode particulaire lié à la circulation sur piste vs une opération de découpe,
• une hausse de COV issue d'un atelier vs un apport extérieur,
• un signal d'odeur corrélable à des COV vs un événement non chimique (poussières remises en suspension, humidité, etc.).

Retours terrain via QR Code : déclencheur corrélable

Transformer une perception en événement exploitable

Les retours terrain (odeur, gêne, poussières visibles, zone approximative) peuvent être collectés via un mécanisme simple (ex. QR Code) permettant une saisie rapide et horodatée.

L'objectif n'est pas de remplacer la mesure instrumentale, mais d'ajouter un marqueur opérationnel : le signalement déclenche une fenêtre d'analyse autour de l'horodatage pour rechercher des co-variations (gaz/PM/météo). Sur des chantiers à co-activités, ce couplage réduit le temps d'investigation et améliore la priorisation des actions correctives.

Dispersion dynamique et réponses correctives

De la cartographie d'impact à la décision HSE

Une modélisation de dispersion prend sa pleine valeur lorsqu'elle est alimentée par :

• des données météo temps réel,
• des concentrations multi-points,
• une estimation de zone/source probable issue de la triangulation.

Les sorties attendues sont : cartographies d'impact, zones de risque, tendances à court terme selon le vent, et alertes paramétrables (seuil, durée, combinaisons multi-paramètres). Les réponses peuvent inclure brumisation, ventilation, captage à la source, adaptation d'horaires, isolement de zone, renforcement du nettoyage humide, ou arrêt temporaire d'une tâche.

Gains, limites et conditions de réussite

Bénéfices concrets sur chantier

Coupler triangulation et analyse multivariée permet de convertir une surveillance « constat » en aide à la décision pour localiser, attribuer et réduire les émissions. Les gains se lisent principalement sur :

• réactivité : détection d'épisodes courts et alertes rapides,
• attribution : probabilité accrue de relier un pic à une zone/activité,
• traçabilité : historique horodaté utile au dialogue riverains/maîtrise d'ouvrage/autorités.

Limites métrologiques et d'interprétation (à anticiper)

Une approche rigoureuse doit intégrer :

• représentativité spatiale : même dense, un réseau reste un échantillonnage ; des repositionnements peuvent être nécessaires au fil des phases,
• incertitudes capteurs : dérive, sensibilités croisées, encrassement, effets température/humidité ; une démarche QA/QC (contrôles, vérifications de cohérence, maintenance) est indispensable,
• attribution probabiliste : on raisonne en niveaux de probabilité ; le journal d'activités et des vérifications terrain renforcent la conclusion,
• spéciation des particules : la mesure temps réel décrit l'intensité et la dynamique d'exposition ; l'identification fine (ex. fraction de silice) peut nécessiter des méthodes complémentaires selon l'objectif (prélèvements, analyses labo, protocoles dédiés).

Perspectives (une ligne)

À moyen terme, ces architectures peuvent évoluer vers davantage d'automatisation (seuils adaptatifs, intégration aux outils chantier) tout en conservant des règles de validation HSE.

Architecture type : capteurs, nomade et supervision

Exemples de briques mobilisables

Selon les objectifs (périmètre, densité de points, indoor/outdoor, mobilité), les solutions suivantes peuvent s'inscrire dans l'architecture de surveillance et d'analyse :

• WT1 Pro : surveillance extérieure multi-paramètres et mise en réseau,
• WT1 Lite : déploiement extérieur tout-en-un,
• POD2 : qualité d'air intérieur (bases vie) et densification des points,
• Dustkair : mesure nomade au plus près des voies respiratoires (particules fines, suivi d'exposition),
• EllonaSoft : centralisation, analyse temps réel, alertes, corrélations multivariées, intégration des retours terrain et exploitation des données.

Conclusion : mesurer, attribuer, corriger et prouver

Un levier HSE pour réduire l'exposition et les nuisances

Sur les chantiers, la maîtrise des émissions atmosphériques exige désormais une approche événementielle et spatio-temporelle. En combinant un réseau multi-points, la météo, une analyse multivariée et des retours terrain horodatés, il devient possible d'identifier plus vite des sources probables, d'agir plus juste (brumisation, captage, organisation) et de documenter les actions et leurs effets.

Pour dimensionner une architecture adaptée à votre chantier (densité de points, seuils d'alerte, protocole QA/QC, exploitation HSE), contactez ELLONA et demandez un devis sur la base de vos contraintes opérationnelles et réglementaires.