air-Q Radon — technologie brevetée pour la mesure du radon
Le radon libère des particules radioactives, appelées rayonnement alpha. Ce gaz noble dangereux est, après le tabagisme, la deuxième cause la plus fréquente de cancer du poumon. Il remonte du sol ou du terrain de construction, peut même traverser les murs des maisons, et reste imperceptible pour les sens humains. Avec le nouveau air-Q Radon, vous détectez ce gaz radioactif dans votre appartement, votre maison ainsi que sur votre lieu de travail. L’air-Q radon intègre en outre jusqu’à 10 capteurs supplémentaires et fonctionne comme un appareil de mesure de l’air intelligent. Acheter l’air-Q radon — 379 €
Qu’est-ce que le radon ?
Le radon est un gaz noble radioactif d’origine naturelle, issu de la désintégration de l’uranium dans le sol. Il est incolore, inodore et insipide, et peut pénétrer dans les espaces intérieurs par des points non étanches dans les bâtiments (par exemple des fissures dans les fondations). Il existe deux isotopes pertinents du radon — le radon-222 et le radon-220 (thoron) — tous deux détectés par le module de mesure air-Q Radon.
Le radon peut particulièrement s’accumuler dans les caves mal ventilées. Une exposition à long terme à des valeurs de radon élevées augmente le risque de développer un cancer du poumon.
Les directives de l’UE fixent la valeur limite légale à 300 Bq/m³, l’OMS dès 100 Bq/m³. En général, moins on s’expose au radon, mieux c’est.
1. Module air-Q Radon breveté
Lors de la désintégration du radon, un rayonnement alpha (particules α) est émis. Celui-ci est constitué de noyaux d’hélium (2 protons, 2 neutrons) et possède une très faible portée (quelques centimètres dans l’air), mais un fort pouvoir ionisant.
Après plusieurs années de développement, nous avons pu mettre au point notre propre module de mesure du radon. Le radon y est quantifié par la détection d’impulsions lumineuses d’un matériau scintillateur. Les particules α sont alors détectées indirectement via leur interaction avec le scintillateur, qui produit des éclairs lumineux lors de l’impact de rayonnement ionisant ; ces éclairs sont comptés et ainsi mesurés. Le scintillateur est utilisé dans une chambre de mesure perméable aux gaz mais opaque à la lumière. Les éclairs lumineux sont détectés par un capteur de photons moderne et hautement sensible, appelé SiPM (Silicon Photomultiplier), capable de détecter même des photons individuels. Le nombre d’éclairs lumineux (correspondant aux événements de désintégration du radon) par unité de temps renseigne sur la concentration de radon et est converti en becquerels par mètre cube. Le module radon développé fait l’objet d’une demande de brevet (EP23176915.9 / 4 471 462).
2. Étalonnage du module de mesure du radon
Nos modules radon sont calibrés individuellement dans notre usine à l’aide d’appareils de mesure contrôlés selon les exigences du DAkkS (Deutsche Akkreditierungsstelle, l’organisme allemand d’accréditation) dans un laboratoire d’étalonnage (Sarad). Les références d’étalonnage ont ainsi été contrôlées et calibrées pour 300, 3 000 et 30 000 Bq/m³. Tous les air-Q suivent un cycle de mesure complet de plusieurs jours et reçoivent des valeurs de calibrage individuelles pour la sensibilité et la ligne de base. Le contrôle est effectué selon des procédures strictes et normalisées afin de garantir leur précision, leur répétabilité et leur linéarité.
3. Défis de la mesure du radon
a. Rapidité et précision de la mesure vs taille du capteur
Un becquerel correspond à un événement de désintégration radioactive par seconde. L’unité de mesure habituelle est le becquerel par mètre cube — ainsi, l’Office fédéral allemand de radioprotection (Bundesamt für Strahlenschutz) fixe une valeur limite de 300 Bq/m³. Habituellement, les appareils de mesure du radon doivent être nettement plus compacts, voire transportables, de sorte que la mesure s’effectue dans un volume nettement inférieur à 1 mètre cube (cube de 1 x 1 x 1 mètre) — par exemple 200 cm³ (0,0002 m³). Si l’on souhaite mesurer avec un capteur à petite chambre de mesure, le temps de réponse, la résolution de mesure et la précision diminuent en conséquence. Le défi consiste à développer une chambre de mesure ou un procédé de mesure permettant une mesure en temps réel de haute qualité et comparable. C’est pourquoi, pour l’air-Q Radon, nous avons opté pour une chambre relativement grande. De plus, le module de mesure fonctionne avec une ventilation passive optimisée de la chambre de mesure, afin de pouvoir fournir des valeurs de mesure en un temps relativement court, qui réagissent également rapidement aux conditions environnementales telles que l’aération.
Pour illustrer combien de désintégrations par volume de mesure doivent être détectées, nous avons établi ici un aperçu. Ainsi, 50 Bq/m³ correspondent à 3 000 désintégrations radioactives par mètre cube, mais seulement 0,6 désintégration par minute.
Désintégrations radioactives par volume de mesure et par minute
Concentration de radon → désintégrations/minute (1 m³ · 200 cm³)
50 Bq/m³ — 1 m³: 3.000 · 200 cm³: 0,6
100 Bq/m³ — 1 m³: 6.000 · 200 cm³: 1,2
300 Bq/m³ — 1 m³: 18.000 · 200 cm³: 3,6
1.000 Bq/m³ — 1 m³: 60.000 · 200 cm³: 12
b. Algorithme de moyennage nécessaire pour la mesure dans de petits volumes
Les désintégrations radioactives sont des processus statistiques. Il existe donc une certaine probabilité d’événement de désintégration. En cas de faible exposition au radon, une désintégration radioactive de plus ou de moins dans un petit volume de mesure peut signifier une multiplication ou une division par deux de la valeur mesurée (et donc une possible surestimation ou sous-estimation de l’exposition réelle au radon). Un mécanisme de moyennage est donc nécessaire pour obtenir une courbe de mesure continue. En même temps, un moyennage entraîne une capacité de réponse moins bonne. Un mécanisme sophistiqué est donc nécessaire. Pour l’air-Q Radon, un filtre de Kalman adapté a été utilisé.
Le filtre de Kalman de l’air-Q aide à calculer des estimations aussi précises que possible à partir de quelques points de mesure. Il combine les valeurs et tendances passées avec les valeurs mesurées actuelles. Chaque nouvelle mesure est utilisée pour améliorer l’estimation précédente. Le filtre fonctionne par étapes et met continuellement à jour son estimation avec chaque nouvelle information.
c. Mesure du radon et du thoron
La plupart des appareils de mesure du radon sont conçus / calibrés pour le radon 222. C’est l’isotope de radon le plus fréquent et, en pratique, le plus grand danger pour la santé.
Les matériaux de construction pouvant contenir du thorium peuvent émettre du thoron (radon 220). Cela concerne par exemple l’enduit d’argile, la pierre ponce, le gypse naturel, le tuf ou le ciment aux cendres volantes. Le thoron s’échappe alors à la surface et se désintègre extrêmement rapidement en raison de sa courte demi-vie (55 secondes). Il ne peut donc s’éloigner que de quelques centimètres du matériau pendant ce laps de temps et n’est mesurable qu’à proximité immédiate des matériaux de construction mentionnés. Le module de mesure air-Q Radon ne permet pas de distinguer le radon 222 du radon 220, qui sont indiqués ensemble comme valeur mesurée « radon ».
Qualité certifiée
La norme WELL est un système d’évaluation international pour la certification des bâtiments, développé et réglementé par l’International Well Building Institute (IWBI) aux États-Unis. C’est la première norme de ce type à se concentrer exclusivement sur la santé et le bien-être des personnes dans les bâtiments et à établir des exigences élevées à cet égard. L’air-Q répond aux exigences élevées que WELL impose à la mesure de la qualité de l’air et est certifié par l’IWBI.
Nos partenaires pour le développement des capteurs
Avec de nombreux partenaires, nous développons l’analyseur d’air air-Q et l’application air-Q afin d’améliorer la santé et les performances des personnes. Nos partenaires de développement sont particulièrement importants, avec qui nous travaillons quotidiennement sur de nouvelles solutions pour une respiration et une vie saines et conscientes.
