Capteur CO2 NDIR ou double faisceau : lequel choisir ?

Résumé pour choisir une technologie CO2

NDIR standard ou double faisceau

Le NDIR transmissif envoie une lumière infrarouge dans une cellule de mesure et déduit la concentration de CO2 de la lumière absorbée par le gaz. Un modèle monocanal standard confronte le signal de mesure à son modèle de calibration. Un modèle double canal ajoute une référence optique qui peut aider à corriger, au fil du temps, les changements de la source lumineuse, du détecteur ou du trajet optique.

Ce canal de référence favorise la stabilité optique à long terme; il ne certifie pas la précision de l'appareil complet. La calibration, le traitement du signal, la circulation d'air dans le boîtier, la conception thermique, la pression, la plage de fonctionnement et la manipulation comptent aussi. Il faut comparer les chiffres dans les conditions d'usage, pas seulement le nombre de faisceaux. La présentation des principes de mesure du CO2 de Sensirion décrit les deux architectures NDIR.

NDIR ou détection photoacoustique du CO2

Les deux sont des mesures optiques directes du CO2. Le NDIR transmissif mesure la lumière qui atteint un détecteur après avoir traversé le gaz. Le NDIR photoacoustique pulse la lumière infrarouge et mesure l'onde de pression produite lorsque le CO2 absorbe cette énergie. La méthode photoacoustique permet une cellule beaucoup plus petite et des modes à faible consommation, mais ses performances dépendent toujours du module et de son intégration dans l'appareil.

Par exemple, le SCD30 est un module NDIR transmissif double canal, tandis que le SCD41 est photoacoustique. Les chiffres suivants sont les spécifications des modules dans des conditions définies par le fabricant, pas des promesses interchangeables pour tous les moniteurs.

Sources : les fiches produit VisiblAir liées ci-dessus ainsi que les fiches primaires SCD30 et SCD4x de Sensirion. Une expression comme ±(30 ppm + 3 % de la lecture) est additive : à 1 000 ppm, la tolérance annoncée vaut ±60 ppm dans les conditions de la fiche. Il faut aussi distinguer précision, répétabilité, temps de réponse, plage calibrée et dérive.

Correction automatique de la ligne de base ou vérification manuelle

L'auto-calibration, souvent appelée ASC ou ABC, n'est pas une comparaison continue avec une référence de laboratoire. Elle déduit une ligne de base de l'historique. Sensirion indique que l'ASC du SCD30 suppose que la plus faible concentration observée représente 400 ppm; le réglage par défaut du SCD4x exige lui aussi une exposition régulière à de l'air voisin de 400 ppm. Un lieu constamment occupé ou peu ventilé peut ne jamais remplir cette condition, tandis qu'une mauvaise valeur de recalibration forcée décale volontairement toute la courbe.

N'utilisez la correction automatique que si l'exposition exigée à l'air frais est réaliste. La vérification manuelle consiste à comparer un moniteur stabilisé à une concentration connue ou à une référence calibrée dans les mêmes conditions; une recalibration forcée ne doit suivre que si cette référence est valide. La note de calibration du SCD30 explique les hypothèses de l'ASC et de la recalibration forcée. Pour le contrôle par l'utilisateur, suivez le guide pas à pas de vérification de la calibration CO2.

Pour mieux comprendre les mauvaises lignes de base, leurs effets sur les alertes et les données historiques ainsi que la configuration des produits VisiblAir, lisez comment fonctionne l'auto-calibration d'un capteur CO₂ et quand la désactiver.

Compensation de pression et effets du placement

La densité d'un gaz varie avec la pression ambiante : la pression ou l'altitude compte donc même si l'élément de mesure reste stable. L'interface SCD4x accepte la pression ambiante en direct ou une altitude configurée; Sensirion recommande fortement la compensation en direct lorsque la pression varie beaucoup. Le SCD30 prend aussi en charge la compensation de pression. Il faut consulter la documentation de l'appareil fini pour savoir s'il fournit ces données au module.

Le placement détermine si l'air échantillonné représente la pièce. Évitez le souffle direct, les fenêtres ouvertes, les jets d'air, les appareils de chauffage, le soleil direct et les fortes turbulences. Les guides d'intégration du fabricant préviennent aussi que l'air piégé ralentit la réponse, que l'électronique voisine crée des gradients thermiques et que les fluctuations de pression dans une gaine peuvent ajouter du bruit. Il faut donc évaluer le moniteur complet et son installation. Consultez les guides primaires d'intégration du SCD30 et du SCD4x.

Durée de vie attendue et causes courantes de dérive

Sensirion annonce une durée de vie de 15 ans pour le module SCD30 et plus de 10 ans selon un profil intérieur simulé pour le SCD4x. Ces chiffres décrivent les modules dans leurs conditions de fonctionnement; ils ne garantissent pas que chaque moniteur fini, batterie, écran ou boîtier durera aussi longtemps.

Les causes documentées de décalage, de dérive ou de lecture dégradée comprennent la manipulation brutale et le transport, les contraintes mécaniques, une référence invalide pour l'auto-calibration ou la recalibration forcée, le dépassement des limites de température ou d'humidité sans condensation, les variations de pression non compensées, les forts débits d'air ou vibrations, les gradients thermiques, le soleil direct et une mauvaise exposition à l'air ambiant. Une variation n'est pas forcément du vieillissement : écartez d'abord l'occupation, la ventilation, la météo, le placement et le temps de réponse.

Liste pratique pour choisir

• Pour décider de ventiler : exigez une mesure directe en ppm et calculez la tolérance aux concentrations importantes pour votre usage.
• Pour une surveillance continue : vérifiez les hypothèses de calibration, la gestion de la pression, le placement, la journalisation et l'entretien; le NDIR double canal favorise la stabilité optique, mais n'est qu'un facteur.
• Pour un usage compact ou contraint en énergie : le NDIR photoacoustique peut convenir; vérifiez ensuite la plage, le mode de mesure, la stratégie de batterie et la fiche de l'appareil fini.
• Pour les tendances COV : une sortie MOX peut convenir, mais ce n'est pas du CO2 direct. La fiche BME680 de Bosch, par exemple, exclut le CO2 des gaz détectés directement par son élément MOX.

Choisir selon la façon de mesurer

Le principe de détection n'est qu'un élément du choix. Lorsqu'ils sont configurés pour le CO2, ces modèles actuels utilisent une mesure directe par NDIR double canal; ils se distinguent surtout par leur alimentation, leur connectivité et leur usage.

Contrôles ponctuels portatifs

Le Modèle D fonctionne sur batterie intégrée et conserve les données localement en CSV; il convient aux études de locaux et aux inspections sans Wi-Fi.

Voir le Modèle D pour les contrôles portatifs

Tendances intérieures connectées

Le Modèle E-Lite ajoute le Wi-Fi, l'historique infonuagique et le CO2 optionnel aux mesures des PM et des COV pour une surveillance intérieure continue.

Voir le Modèle E-Lite pour la surveillance connectée

Installations Ethernet ou PoE

Le Modèle O réunit CO2, PM, COV et NOx avec Wi-Fi ou Ethernet filaire; le PoE optionnel peut simplifier une installation permanente.

Voir le Modèle O pour Ethernet et PoE

Comparer les modèles et disponibilités Demander un devis pour plusieurs unités