Capteur de pollen automatique, pour quoi faire ?

Capteur automatique de pollen

La capteur Beenose : Mesure des pollens, algorithmes et intelligence artificielle !

Détecter les pollens en temps réel est désormais possible grâce au capteur Beenose ©. Développé en collaboration avec le laboratoire LPC2E (CRNS), notre capteur pollen automatique breveté et basé sur un système optique permet de discriminer les différents pollens présents dans un flux d’air. Grâce à des algorithmes temps réel et à de l’intelligence artificielle, chaque signature optique est alors analysée pour constituer une sorte « d’image » instantanée des différents pollens appelés également Taxons. Cette image est stockée dans une base de données spécifique qui permet des intercomparaisons entre toutes les particules présentes, dont les pollens .

Compter le Nombre grains de pollens

Mais ce n’est pas tout ! Notre capteur de pollen permet également de compter les particules unes à unes pour constituer des concentrations globales ou individuelles de pollens . En se basant sur la littérature scientifique existante, ces comptages sont utilisés pour calculer des concentrations, permettant de calculer des intervalles de risques pour chaque taxon en fonction de leur pouvoir allergisant et de leur quantité. C’est une avancée scientifique majeure en matière de mesure automatique des pollens qui permettra de mieux informer les allergiques et de minimiser les impacts sur la santé publique.

Des capteurs de pollens automatiques déployés en réseaux

Passer des 72 dispositifs historiques non automatiques, en 2021, à plusieurs milliers de capteurs automatiques Beenose © sur le territoire Français.

Contrairement aux méthodes historiques, non automatisées et dont le maillage territorial est faible (72 pour toute le France), nos capteurs sont déployés en réseaux denses ; c’est à dire en proximité immédiate des personnes concernées, à différents endroits des territoires. L’implantation de nos dispositifs de détection des pollens se fait à des hauteurs beaucoup plus proches des populations, là ou le protocole mis en oeuvre pour les capteurs historiques préconise plutôt de les mettre à des hauteurs plus importantes (10 à 30 mètres) et plutôt éloignés des sources d’émissions. Cette répartition dense permet d’être beaucoup plus pertinent en matière d’exposition, d’être également plus proche de ce que nous respirons et donc de disposer d’une information pollinique pertinente.

Importance de la hauteur de la mesure des pollens et densité des points de mesure

En effet, sur un même territoire, les phénomènes de « largage des pollens » et les espèces présentes peuvent être radicalement différents, selon l’endroit où l’on se trouve. Grace à Lify Air et à sa solution Live Pollen, il est désormais possible de suivre l’évolution de la charge pollinique en fonction de l’endroit où l’on se trouve, en temps réel et avec un maillage territorial adapté à la problématique des allergiques. Nous estimons le nombre de capteurs à implanter sur les territoires concernés dans une fourchette de 5 à 30 capteurs en fonction de la taille, de la physionomie et de la densité de population.

Le fait de reconnaître et de compter les différents pollens en temps réel permet de fournir une information locale, quasiment instantanée, permettant par exemple de prendre son traitement, prescrit par son médecin, dès l’exposition, comme cela est recommandé.

Comment ça marche actuellement ?

Depuis les années 70, les pollens sont étudiés et mesurés avec beaucoup d’assiduité. Mais depuis depuis cette époque, on assiste à une augmentation exponentielle de leur présence dans le monde, avec pour cause principale le changement climatique. Là ou l’on pouvait se contenter de connaître les saisons polliniques de façon empirique pour faire de la prévention, le changement climatique a brouillé les pistes induisant des comportement plus erratiques dans la croissance des plantes. A cette époque seulement 7 % de la population était touché par l’allergie aux pollens, aujourd’hui il y en à 25 % et ce chiffre atteindra 50 % en 2050.

Il en résulte un besoin impérieux de détecter le plus précisément possible, le plus tôt possible et le plus localement possible la présence des différents pollens, pour répondre à un besoin de santé publique avéré et en forte augmentation. C’est d’ailleurs en ces termes qu’un rapport de l’ANSES 2014 pose le problème.

Comment les pollens sont-ils monitorés à ce jour ?

Pour « monitorer » les pollens, il existe une méthode principale utilisée dans le monde entier. Elle consiste, grâce à un capteur mécanique, à aspirer les pollens qui viendront se coller sur une bande adhésive. Montée sur un cylindre qui fait un tour sur lui même en une semaine, les bandes adhésives disposent de 7 faces (une par jour), elles même divisées en bandes horaires. Les cylindres sont extraits du capteur au bout d’une semaine pour être confiés à des analystes formés pour reconnaitre les pollens. Cette reconnaissance humaine est réalisée à l’oeil, sous microscope et les différents pollens, appelés « taxons », sont comptés un a un, pour en tirer des comptes polliniques. Cette méthode dont le nom est tiré de celui de son inventeur « Hirst » reste de mise dans tous les pays du monde. En effet, et jusqu’à 2021, personne n’avait relevé le challenge de la reconnaissance automatique grâce à un capteur de pollen automatique.

Avantage et inconvénients de la méthode Hirst

Avantage de la Méthode :
Utilisée depuis presque 50 ans, cette méthode est relativement fiable et éprouvée. Elle offre un recul important qui, grâce à des séries temporelles longues, permet de mettre en évidence l’évolution de la présence des différents pollens depuis de nombreuses années. Elle permet également d’alimenter les systèmes d’information pollinique à l’échelle nationale, via des modèles de prévisions à une échelle approximative départementale.

Inconvénients de la Méthode :

La temporalité : Les cylindres sur lesquels les pollens viennent s’impacter sont analysés une fois par semaine produisant, de fait, un décalage temporel de la mesure et donc pas de temps réel. Ces interventions humaines nécessitent également des ressources humaines formées et extrêmement pointues, qui représentent un coût d’opération important, rendant un déploiement massif de proximité impossible.

La méthode : Même si elle reste la méthode « historique », elle comporte de nombreux biais. En premier lieu, la densité faible du réseau de capteurs (seulement 70 en France, soit moins d’un par département), ce qui est notoirement insuffisant quand on sait que les pollens sont sujets à des phénomènes extrêmement locaux dans leur mode d’émission.

Le positionnement des capteurs, plutôt éloigné des sources d’émissions et à des hauteurs où la densité de pollen est beaucoup moins importante, pose aussi question par rapport au ressenti à hauteur d’homme des allergiques.

Enfin, la méthode induit une marge d’erreur non négligeable et admise dans les mesures en faible densité (aux alentours de 250%) et de l’ordre de 20 % pour les fortes quantités. Cette limite est due à la méthode de comptage partiel des bandes horaires et aux méthodes statistiques utilisées.