Ces étudiants qui respirent l’air du temps

Thomas Chauvot de Beauchêne et Sébastien Monnet ne s’arrêtent jamais : membres de l’équipe qui vient de remporter les Trophées EIP 2016 avec le projet Orbit, ils ont produit en un temps record un boitier qui permet à tout un chacun de visualiser la pollution de l’air qu’il subit, notamment en vélo. Pour aller plus vite, ces 2 promo 2016 se sont adjoints les services de Jennifer Wong, étudiante au parcours scientifique, versant biologie. Se présentant pour l’instant sous forme de proof of concept (POC), il est prêt à être déployé.

Le pitch

Air in the City est un boitier modulaire très simple à installer qui contient une carte LoRa, un GPS, des capteurs de pollution et enfin, un Arduino, d’où les briques logicielles open source. Embarqué par exemple sur un vélo, ce petit boitier Air in The City envoie ses données en temps réel via le réseau LoRa, réseau dédié à l’Internet des objets proposé par Bouygues Telecom. Un site web (*) est à disposition pour voir ces niveaux de pollution, ceux-ci étant cartographiés par l’intermédiaire d’un tableau de bord.

Voir ce qu’on respire

« Notre solution est modulaire, nous explique Sébastien, on a voulu la rendre exploitable autant que possible, en l’intégrant sur un vélo de type Velib’ par exemple. Avec le GPS et les capteurs de pollution, on peut suivre l’utilisateur lors de son parcours et du coup, « mapper » (cartographier) la pollution qu’il a traversée pendant son déplacement ».

Gros potentiel

« On peut s’affranchir du GPS aussi, si on positionne le boitier sur du mobilier fixe. On peut même supprimer les moyens de communication tel LoRa et simplement le coupler à un téléphone si l’utilisateur veut l’embarquer dans son sac à dos par exemple, et utiliser son téléphone pour transmettre les données puis avoir une visualisation en direct de la pollution qu’il a respirée ».

Un cycliste, un peloton

« On peut même faire remonter ces données par toute une flotte de personnes, avec un aspect communautaire qui rentrerait dès lors en jeu. On peut agréger tous les utilisateurs et leurs mesures, par exemple sur une journée en particulier ».

Air in the City everywhere

« On a d’ailleurs conçu Air in the City dans l’idée d’avoir une grande flotte de capteurs, confirme Thomas… C’est la raison pour laquelle on a utilisé ces réseaux de télécommunication : avec les ondes radio, on peut mettre ces dispositifs où l’on veut : sur des toits d’immeuble, des voitures, des trains, partout… Il n’y a pas d’infrastructure à déployer pour installer ces boitiers. Comme ils sont géolocalisés, si besoin, cela se fait tout seul, il suffit de le transporter ».

D’où vient cette idée pas folle

Sébastien nous raconte la genèse du projet : « on était tout proche de l’ouverture de la COP 21. Pour moi qui suis un utilisateur quotidien de Velib’, venant à l’école en vélo en suivant les bus, je sais qu’il y a de la pollution mais je ne peux pas savoir quelle est la teneur en polluants. Je me rends bien compte que l’air est pollué mais c’est impossible à visualiser… Du coup, on a eu cette idée avec Thomas de monter un petit boitier qui pourrait mesurer cette pollution ».

Dr Spot

« Ensuite, en en discutant à l’école, on est rentré en contact avec Lionel Laské du Spot Bouygues qui nous a dit qu’il y avait un réseau en cours de déploiement chez Bouygues – LoRa – et qu’on pouvait potentiellement l’utiliser pour transmettre nos données collectées puis les exploiter pour représenter la teneur en polluants dans l’air ».

Benchmark et état de l’art

Thomas nous confirme qu’ils ont aussi « rencontré des personnes de Sigfox qui nous ont prêtés une carte pour prototyper avec leur technologie. Cela nous a permis de tester deux grands acteurs du domaine des communications machine-to-machine, à savoir Sigfox et LoRa ». Une vraie démarche professionnelle…

Technos émergentes

Sébastien l’avoue facilement : « on était intéressé par prendre en main ces 2 technologies émergentes et ce benchmark nous a permis de révéler les points forts et faibles de chacune, notamment la capacité de transmission : LoRa a des capacités plus fortes, 50 octets. Après, ce réseau est pour l’instant moins déployé ». « Et plus difficile à prendre en main », ajoute Thomas.

SDK

« Elle n’est pas tout à fait la même en effet, confirme Sébastien, Sigfox a mis en place des cartes de prototypage rapide, ce qui n’est pas encore le cas pour LoRa. En revanche et grâce à Lionel, on est en contact direct avec des ingénieurs de Bouygues Telecom et cela a constitué une aide précieuse pour le développement de notre premier prototype ».

50 c’est mieux que 10

« Le grand intérêt de LoRa, c’est sa capacité de 50 octets : plus on peut transmettre de données, plus on peut être précis sur ce que l’on mesure. On a un meilleur échantillonnage, donc une meilleure représentation de la teneur en pollution, notamment sur les particules ».

Particules non élémentaires

Les 2 particules « traitées » par Air un the City, sont les PM10 et les PM2,5. « PM10, ce sont toutes les particules d’une taille inférieure à 10 micromètres, pareil pour les PM2,5 : toutes celles dont la taille est inférieure à 2,5 micromètres et c’est ce que, principalement, les voitures émettent, précise Thomas. Ce sont ces PM2,5 que l’on va mesurer si on veut connaître jusqu’à quel point on respire des gaz d’échappement (de voiture). Ce que l’on veut mesurer, ce sont les éléments qui ont un impact sur notre santé, ce que l’on respire au quotidien ».

In the air

Même si la COP 21 s’achève bientôt, cette question va rester dans l’air du temps comme des particules dans l’air pour longtemps…

(*) : « Pour information les données affichées ne sont que des données de test afin d’éprouver la plateforme, le nombre d’appareils en fonctionnement à ce jour étant trop faible pour avoir un représentation significative de l’environnement », pour reprendre les mots de Sébastien.