Depuis quelques années, la transition vers une société décarbonée est devenue un enjeu de société majeur dans la lutte contre le changement climatique. Il existe également une tendance croissante à l'acquisition et à l'analyse de données provenant de divers capteurs environnementaux à l'aide de l'Internet des objets (IoT). La construction de ces systèmes de surveillance environnementale basés sur l'IoT nécessite non seulement de collecter des informations à partir de capteurs environnementaux existants, mais également de résoudre divers problèmes, notamment l'intégration de nouveaux capteurs et l'amélioration de la qualité des données collectées.
Le système de surveillance est basé sur Conprosys, un dispositif d'information qui peut facilement collecter les données nécessaires à l'IoT, les traiter et les visualiser même à distance. Ce système de surveillance de l'environnement utilise le contrôleur M2M CPS-MC341-ADSC1-931, mais n'importe quel modèle de la série de contrôleurs M2M ou de la série de passerelles M2M peut être utilisé.
Le capteur environnemental Omron (2JCIE-BU01) utilisé dans ce système est alimenté par un port USB. Il peut mesurer l'environnement et transmettre des données via une communication USB ou Bluetooth.
Gestion de l'indice de chaleur (WBGT) pour prévenir les coups de chaleur
L'indice de chaleur (wet bulb globe temperature, ou WBGT) est l'indice mis en place aux États-Unis en 1954 pour prévenir les coups de chaleur. Cet indice est désormais reconnu comme une ligne directrice efficace pour les environnements de travail et a été intégré en tant que norme internationale dans la norme ISO 7243. Au Japon, la norme industrielle japonaise (JIS) Z 8504 est répertoriée comme « Environnements chauds - Estimation du stress thermique sur l’utilisateur », sur la base de l'indice WBGT (température du bulbe humide).
Contrairement à la température de l'air, le WBGT est une valeur numérique qui évalue globalement la température, l'humidité, la chaleur rayonnante (chaleur émise par le sol, les bâtiments et le corps) et le débit d'air. Les valeurs sont exprimées en degrés Celsius, la même unité que la température de l'air.
Un thermomètre WBGT est un appareil précis pour déterminer la valeur WBGT, mais le ministère japonais de l'environnement propose également un site Internet de prévention des coups de chaleur avec des informations spécifiques au site. De plus, les valeurs WBGT peuvent également être calculées à l'aide d’un tableau de relations si la température et l'humidité sont connues.
Gestion de l'indice d'inconfort pour assurer le confort de l'environnement de travail
Même à des températures élevées comme en été, les environnements secs peuvent être confortables tandis que les environnements humides peuvent être inconfortables. Il peut également être très inconfortable d'utiliser des climatiseurs les jours de pluie à haute température, comme pendant la saison des pluies au Japon. Le degré de chaleur ressenti par le corps humain dépend non seulement de la température mais aussi du vent et de l'humidité. Une simple quantification de cette température ressentie physiquement s'appelle l'indice d'inconfort.
Le nombre de personnes qui se sentent mal à l'aise augmente progressivement si l'indice d'inconfort dépasse 70, la moitié des personnes se sentant mal à l'aise si l'indice dépasse 75 et la plupart des personnes se sentant mal à l'aise si l'indice dépasse 80. Cependant, parce que la chaleur et l'humidité ressenties dépendent physiquement non seulement sur la température et l'humidité, mais aussi sur la vitesse du vent et d'autres conditions, l'indice d'inconfort ne correspond pas nécessairement à l'expérience physique du corps.
Mesures de ventilation pour prévenir les nouvelles infections à coronavirus
Le ministère japonais de la Santé, du Travail et du Bien-être (MHLW) recommande d'éviter les « trois C » (espaces fermés, lieux surpeuplés et lieux de contact étroit), de porter des masques et de se laver les mains et de se gargariser fréquemment comme contre-mesures contre les infections du coronavirus. Les changements dans le style et les habitudes de travail, y compris la promotion du télétravail et le recours à la vente à emporter, mettent en évidence les effets de la pandémie sur notre vie quotidienne.
Ces changements sont le résultat de l'attention portée aux mesures de ventilation pour maintenir les environnements intérieurs hygiéniques afin de minimiser l'exposition dans les espaces fermés avec une mauvaise ventilation. Comme norme pour une bonne ventilation, le MHLW a proposé une concentration de CO2 ne dépassant pas 1 000 ppm. Étant donné que le CO2 n'est pas visible dans les bureaux et les salles de réunion où les employés se réunissent, la mesure de la concentration de CO2 avec un capteur de CO2 est nécessaire pour assurer des mesures de ventilation appropriées.
La concentration intérieure de CO2 ne doit pas dépasser 1000 ppm dans les bâtiments (selon les normes du MHLW pour la gestion de l'environnement et de la santé des bâtiments) ou 1500 ppm dans les établissements d'enseignement (selon les normes du ministère de l'Éducation, de la Culture, des Sports, des Sciences et de la Technologie pour l'environnement scolaire et la santé). L'American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers recommande également une concentration ne dépassant pas 1000 ppm.
Ces normes ont été établies sur la base des effets négatifs des niveaux élevés de CO2 sur le corps humain. Bien que même des concentrations de CO2 d'environ 2000 ppm ne soient pas toxiques, des concentrations supérieures à 1500 ppm peuvent provoquer de la somnolence et de l'inconfort, ce qui peut avoir un impact significatif sur l'efficacité du travail. À des concentrations supérieures à 3 000 ppm, des maux de tête, des étourdissements et des nausées ne sont pas rares, et à des concentrations supérieures à 5 000 ppm, une perte de conscience peut survenir. Le contrôle de la concentration de CO2 grâce à une ventilation adéquate est considéré comme efficace non seulement pour prévenir les nouvelles infections à coronavirus, mais aussi pour augmenter la concentration dans les environnements de travail afin d'améliorer les performances de l'entreprise.
Connexion de Conprosys et des capteurs environnementaux
Le système de surveillance de l'environnement présenté ici utilise des capteurs environnementaux fabriqués par Omron. Ces capteurs environnementaux sont connectés à un appareil Conprosys via une communication USB pour acquérir des données de mesure.
Les préparatifs pour la mesure comprenaient l'enregistrement d'un programme réalisé à l'aide de la fonction SDK étendue pour communiquer avec les capteurs environnementaux sur une carte SD qui a ensuite été insérée dans l'unité Conprosys.
Le capteur environnemental comprend également un capteur sur le côté pour mesurer l'éclairement. Un câble d'extension connecté au port USB de l'appareil Conprosys est utilisé afin que le capteur environnemental puisse être positionné et installé dans n'importe quelle direction. Lors de l'obtention de l'éclairement d'un bureau, par exemple, le capteur doit être installé de manière à ce qu'il soit orienté vers le haut.
Configuration du logiciel (exemples de programmes de script)
La collection d'exemples de programmes de script VTC met en évidence les connaissances nécessaires pour utiliser l'IoT avec les appareils Conprosys. Les instructions simples permettent aux utilisateurs d'explorer et d'utiliser facilement les programmes téléchargeables de différentes manières.
Les scripts « Système de surveillance de l'environnement » peuvent être téléchargés à partir des exemples de programmes de script Conprosys VTC. Il suffit de suivre les instructions de l'exemple de tâche pour configurer le programme dans Conprosys. Une fois l'écran de surveillance affiché, les valeurs des données environnementales mesurées s'afficheront à l'écran.
Personnalisation de l'écran IHM (visualisation)
L'écran d'exemple est conçu pour afficher autant de données mesurées que possible. Cela peut rendre difficile la détermination des données à prioriser pour la gestion. La personnalisation de l'exemple d'écran permet aux utilisateurs de créer un écran qui facilite la concentration sur les données pour maintenir un environnement de travail confortable.
Les produits Conprosys combinent du matériel qui peut être utilisé en toute confiance grâce à une fiabilité supérieure et une alimentation stable qui assure un fonctionnement efficace même dans les applications industrielles. Le logiciel offre de plus des fonctions pratiques pour utiliser l'IoT dans divers endroits. Les appareils Conprosys peuvent être facilement utilisés pour la surveillance et comme passerelle vers les services cloud rapidement après l'installation.
