Mesurer la qualité de l'air : 10 KPI pour améliorer la qualité de l'air sur le lieu de travail
- Analyse avancée, Industrie 4.0
- IoT, surveillance, capteur
- 9 min de lecture
Daniel Pellegrini
La pandémie COVID-19 a pris les entreprises par surprise et les a confrontées à de grands défis. Aujourd'hui encore, l'économie se bat contre les conséquences de la pandémie et les pertes de chiffre d'affaires qui en découlent en Suisse et à l'étranger. L'incertitude de la planification, à laquelle de nombreuses entreprises sont encore confrontées aujourd'hui, est notamment source de grandes inquiétudes quant à de nouvelles pertes de chiffre d'affaires. Après les nombreuses absences de collaborateurs dues à la pandémie, il est d'autant plus important de les protéger aujourd'hui. Pour le retour au travail, il est donc nécessaire de déduire la bonne stratégie des expériences faites et de garantir la protection des employés.
Dans cet article, nous discuterons de la stratégie que nous pouvons tirer de l'expérience de la pandémie afin de créer un environnement de travail plus sain et plus efficace, ainsi que des possibilités qui s'offrent à nous du point de vue de l'environnement et de l'ingénierie environnementale. Aux exigences légales déjà existantes en matière de santé et de sécurité au travail (par exemple EN 13779) s'ajoutent des réglementations sur la distance minimale, la quarantaine et la traçabilité des chaînes d'infection. La qualité de l'air, en particulier, est un indicateur décisif du respect des réglementations et de la protection des collaborateurs.
Nous présentons une approche de solution pour améliorer l'environnement de travail en améliorant constamment la qualité de l'air tout en respectant les directives européennes. Cette approche présente l'avantage d'économiser des coûts d'énergie et de personnel grâce à l'utilisation intelligente de locaux équipés de capteurs. Notre prototype permet de présenter la qualité de l'air ainsi que les indicateurs clés de performance (KPI) pertinents pour l'entreprise. Avec les bons KPI, il est ainsi possible de développer la stratégie optimale pour le retour au travail et l'aménagement futur du lieu de travail - une situation gagnant-gagnant pour les entreprises et leurs employés.
Table des matières
- La qualité de l'air, une nécessité en période de pandémie
- Industrie 4.0, capteurs et actionneurs - des instruments pour améliorer la qualité de l'air
- KPIs pour l'amélioration de la qualité de l'air
- La solution : le tableau de bord de la qualité de l'air de s-peers AG
- Conclusion
- En savoir plus sur l'IoT ?
La qualité de l'air, une nécessité en période de pandémie
De nombreux facteurs ont une influence sur la qualité de l'air. Il appartient à différentes instances, telles que l'OMS ou l'Agence fédérale de l'environnement, de les évaluer et de les classer.
Qu'est-ce qui conditionne une bonne qualité de l'air ?
Selon l'OMS, l'air pollué est l'une des principales causes de maladie. La qualité de l'air est déterminée par les impuretés contenues dans l'air.
Les questions suivantes se posent à cet égard :
- Comment améliorer fondamentalement la qualité de l'air ?
- Quelles sont les solutions qui existent déjà ?
- Comment bénéficier d'un air de grande qualité ?
- Comment obtenir un air de qualité ?
Dans le contexte du changement numérique, le monitoring est devenu un outil précieux pour une meilleure utilisation des KPI. Des indicateurs précis et fiables sont indispensables, en particulier pour le contrôle de gestion et le management. Les indicateurs montrent entre autres le succès financier de l'entreprise, ils aident à identifier rapidement les tendances et les incertitudes et à réagir en temps utile. Les indicateurs peuvent également être un instrument de gestion important pour l'amélioration de la qualité de l'air sur le lieu de travail et contribuer ainsi au succès de l'entreprise.
Existe-t-il une interface entre la qualité de l'air et le succès de l'entreprise ?
La pandémie Covid 19 (2020-2021) a eu un impact énorme sur les performances économiques de nombreux pays et de leurs entreprises. L'avenir incertain face à la pandémie ainsi que des comportements de consommation imprévisibles ont fait le reste (voir figure 1).
De nombreux éléments laissent à penser qu'il peut y avoir un lien entre la qualité de l'air et le succès des entreprises. La possibilité d'optimiser littéralement l'ambiance de travail peut avoir un effet positif sur les chiffres clés de l'entreprise.
Selon la base de données en ligne Statista (voir figure 1), l'absence des travailleurs due à la pandémie a été l'une des principales raisons de la baisse ou de la stagnation des chiffres des entreprises, avec 24 %. Selon bitkom, près d'un quart des salariés travaillaient à l'époque dans un bureau à domicile. Grâce à la technologie moderne, cela était en majorité tout à fait possible. Mais avec le ralentissement de la contagion et une meilleure gestion de la pandémie, les employés retournent peu à peu à leur poste de travail. Afin de garantir un environnement de travail sain et d'éviter tout risque de contagion pour leurs collaborateurs, il est donc conseillé aux entreprises de préparer les postes de travail de manière optimale, en tenant compte également des exigences accrues en matière de qualité de l'air.
Selon un rapport de l'Oxford University Press, de nombreux éléments permettent de conclure qu'il peut y avoir un lien entre la qualité de l'air et le succès des entreprises. Selon ce rapport, 790.000 personnes meurent prématurément chaque année en Europe à cause d'une mauvaise qualité de l'air, notamment de maladies cardiaques ou pulmonaires. La possibilité d'optimiser littéralement l'ambiance de travail et de promouvoir la santé sur le lieu de travail peut avoir un effet positif sur les chiffres clés des entreprises.
Industrie 4.0, capteurs et actionneurs - des instruments pour améliorer la qualité de l'air
La quatrième révolution industrielle(Industrie 4.0) propose différentes approches pour relier les interfaces entre l'homme et la machine. La numérisation constitue la base des interconnexions à l'aide de systèmes électroniques qui peuvent transmettre des données précises via des interfaces de communication. Des systèmes semi-autonomes peuvent ainsi être créés à l'aide de composants électroniques, tels que des capteurs et des actionneurs. Les données nécessaires à l'amélioration de la qualité de l'air sont mesurées et enregistrées à l'aide de capteurs.
Les valeurs pertinentes pour la qualité de l'air sont
- température [°C]
- Humidité de l'air [%]
- Pression atmosphérique [kPa]
- Charge de CO₂ [ppm]
- Composition de l'air [%]
- Circulation de l'air [h]
- Pollution par le NO2 [µg/m³]
- Pm5 [t]
- Pm10 [t]
La plupart de ces valeurs peuvent être lues à l'aide de capteurs et transmises ensuite à un système pour évaluation. D'autres valeurs, comme la circulation de l'air, peuvent être déduites ou calculées à l'aide de capteurs. Le traitement ultérieur de ces données se fait à l'aide de microcontrôleurs intermédiaires, de micro-ordinateurs ou de systèmes de cloud computing.
Les systèmes peuvent avoir différentes fonctionnalités : D'une part, les systèmes peuvent être utilisés pour le monitoring. Il en résulte des analyses de tendances ainsi que des modèles de planification et de prévision. D'autre part, les systèmes peuvent commander des actionneurs qui aident à respecter les valeurs cibles/limites de manière automatisée. Une possibilité supplémentaire d'extension d'un système de capteurs est le raccordement à un actionneur pour atteindre les valeurs cibles de manière autonome ou semi-autonome. Un actionneur peut par exemple être un moteur qui ouvre une fenêtre en cas de charge élevée en CO₂ ou qui active le compresseur de climatisation en cas de température trop élevée.
KPIs pour l'amélioration de la qualité de l'air
L'utilisation d'indicateurs clés de performance permet non seulement de définir des valeurs cibles pour la liaison capteur-actionneur, mais aussi de les utiliser pour le suivi. Les KPI ont notamment la possibilité d'établir un lien direct entre la qualité de l'air et le succès de l'entreprise. Ci-dessous, nous présentons différents KPI qui aident une entreprise à améliorer la qualité de l'air :
KPI | Unité | Description | Valeurs cibles |
Pollution de l'air par le CO₂ | % | Pourcentage de CO₂ dans l'air ambiant/local | < 0,1 |
CO₂-Charge de travail du personnel | ppm | Charge de CO₂ d'une pièce en ppm (parties par million) | 1.500 (intérieur) |
Humidité de l'air | % | Humidité relative mesurée par l'humidité de l'air ambiant | 40 - 60 |
Température | °C | Température de l'air ambiant | 19 - 21 |
Pression atmosphérique | hPA | Pression de l'air à l'intérieur (par exemple pour les laboratoires, les salles blanches, etc.) | ~ 1013 |
Humidité/Temp. | %/°C | Relation entre l'humidité de l'air et la température | 2,5 |
Indice de qualité de l'air(I/A) | * * * | Indice de qualité des feux de signalisation pour indiquer la qualité de l'air intérieur/extérieur | * |
Circulation de l'air | 1/h | Intervalle de brassage de l'air ambiant par heure | > 0,5 |
CO2/volume de la pièce | g/m3 | Rapport de la masse de CO₂ dans l'air ambiant par volume de la pièce | *** |
Indicateur de la qualité de l'air | %/jour | Valeur indiquant en pourcentage une qualité de l'air élevée par jour | > 90 |
Tableau 1 : 10 KPI comme indicateur de la qualité de l'air
*** varie en fonction des caractéristiques de la pièce - pertinent pour une répartition inégale du CO₂ dans la pièce
La solution : le tableau de bord de la qualité de l'air de s-peers AG
Pour cette application, s-peers AG a créé un environnement de test qui permet de mettre à disposition de manière décentralisée et en temps réel des données sur la qualité de l'air provenant de bureaux situés à différents endroits. Il est ainsi possible de réguler la qualité de l'air dans les lieux de travail en faisant réagir le collaborateur aux influences internes. Un rapport sur l'état actuel d'un environnement de travail peut être transformé en un scénario prédictif par une algorithmisation ciblée. Les données peuvent être intégrées dans le reporting standard de l'entreprise, comme dans le prototype (figure 2), ou être mises à disposition séparément, par exemple sur l'Intranet.
Dans le Management Reporting, outre les chiffres clés de l'entreprise (Sales, Costs, Margins, etc.), des informations sont fournies sur les données d'environnement (Ambiend Data, Headcount). Une représentation conforme à l'IBCS visualise les données en fonction de l'application. Les éléments du tableau de bord sont interactifs et affichent les chiffres clés détaillés ainsi que l'emplacement des capteurs en actionnant les éléments (voir figure 3).
En sélectionnant un site, un rapport sur la qualité de l'air s'affiche en temps réel pour ce site, comme dans la figure 4. Dans cet exemple, toutes les pièces sont équipées d'un capteurde CO2, de température et d'humidité. Le tableau de bord indique l'état actuel de la qualité de l'air sous la forme d'un système de feux tricolores (rouge, jaune, vert). Des valeurs limites individuelles sont déjà enregistrées et la qualité de l'air peut ainsi être surveillée en permanence.
Les données enregistrées peuvent également être consultées via le tableau de bord. En outre, le tableau de bord permet d'afficher un historique des données environnementales dans le temps, ce qui permet de déterminer une tendance sur l'évolution future (voir figure 5).
La création d'un tel environnement surveillé par des capteurs peut être réalisée à l'aide d'un petit nombre d'outils. Un environnement ainsi que des valeurs cibles ou limites pour les différents KPI sont d'abord définis. En fonction de l'utilisation, il est également possible de définir un potentiel d'économie financière - par exemple dans le sens d'uncertificat de CO2. Les valeurs limites ou les valeurs cibles peuvent être marquées en couleur et donnent ainsi des informations sur l'état actuel de l'environnement surveillé dans les différentes pièces (voir figure 5). Ensuite, des capteurs, comme le Nubo Air de Sensirion AG, sont systématiquement placés et connectés à un réseau. Grâce à une interface, le capteur peut communiquer avec différents systèmes cloud ou informatiques et transmettre des données en temps réel.
Il est prouvé qu'une bonne qualité de l'air a un impact sur les performances et la productivité des collaborateurs ; l'idéal serait une faible teneur enCO2 dans l'air ambiant et un environnement moyennement humide à température constante (voir tableau 1).
En moyenne, une personne émet environ 1 kgde CO2 par heure. Pour vingt personnes dans une salle de réunion, cela peut générer environ 80 kgde CO2 dans l'air ambiant jusqu'à la pause déjeuner. Une étude de l'Agence fédérale allemande pour l'environnement indique qu'une salle de classe moyenne dépasse ainsi une valeur de 1000 ppm deCO2 jusqu'à 89 % de l'heure scolaire et une valeur de 2000 ppm deCO2 jusqu'à 32 % de l'heure scolaire. Selon la norme EN13779, la qualité de l'air intérieur est jugée insuffisante lorsque la concentration de CO₂ dépasse 1400 ppm. A cela s'ajoutent les pollutions de l'air ambiant extérieur, comme celles dues au trafic routier ou aux travaux de construction. Lavaleur du CO2 dans la pièce augmente alors rapidement, ce qui peut entraîner une perte de concentration et une fatigue des collaborateurs. Cela augmente à son tour le risque de maladie et constitue un risque pour le collaborateur et donc pour l'entreprise. Un lieu de travail optimisé pour les pandémies est donc nécessaire pour les collaborateurs.
Le modèle en quatre étapes
Pour ce faire , s-peers recommande une procédure simple en quatre étapes, qui peut être étendue en fonction des besoins.
- Étape 1 - Connexion des capteurs : La température, leCO2 et l'humidité de l'air sont enregistrés à l'aide de capteurs pour les paramètres environnementaux. La température est d'abord le principal indicateur du climat intérieur. Une valeur d'humidité inférieure à 60 % rend la température plus agréable, car l'air chaud retient beaucoup plus d'humidité. L'étape suivante consiste à mesurer lateneur en CO2, principal indicateur de la qualité de l'air dans la pièce. Celui-ci indique que la pièce est soit surpeuplée, soit insuffisamment aérée lorsque la valeur limite est dépassée.
- Niveau 2 - Intégration des rapports : l'intégration des valeursde CO2, de température et d'humidité mesurées dans le paysage de rapports de l'entreprise facilite le contrôle de la qualité de l'air dans les différentes pièces. Les réunions avec trop de personnes peuvent par exemple être évitées ; les collaborateurs peuvent suivre en direct dans le système si une pièce doit être aérée. Les données sur la qualité de l'air peuvent être mises à disposition dans toute l'entreprise, un système de feux de signalisation avec les valeurs limites enregistrées assure une représentation visuelle claire.
- Niveau 3 - Analyse des données : des représentations graphiques sont générées pour les valeurs limites enregistrées des KPI. Le système demande par exemple au collaborateur d'ouvrir les fenêtres. Des calculs ciblés et des scénarios futurs permettent d'anticiper les heures de pointe. Il est ainsi possible de demander aux collaborateurs souffrant de problèmes de santé de mieux se connecter à une réunion en ligne plutôt que d'y participer personnellement. Les jours de maladie liés à une phase (p. ex. épidémie de grippe, Covid-19) peuvent être évalués et, dans certaines circonstances, recommander de réduire le nombre de collaborateurs dans les bureaux afin de minimiser la probabilité de contagion. En outre, le modèle prédictif peut recommander des heures d'aération définies en tenant compte de l'occupation des locaux. Les capteurs indiquent lorsque la qualité de l'air est à nouveau bonne et les fenêtres peuvent être fermées.
- Niveau 4 - Automatisation : à l'avenir, toutes les connexions de capteurs seront complétées par des actionneurs. Un système connecté permet d'ouvrir les fenêtres de manière autonome dès que l'humidité de l'air augmente. Si l'humidité extérieure est élevée, la climatisation est activée. En cas detaux de CO2 élevé - à l'intérieur ou à l'extérieur - des filtres à air peuvent être activés de manière automatisée jusqu'à ce que la qualité de l'air se situe à nouveau dans une plage optimale. Tant les données météorologiques que les données actuelles sur le trafic peuvent aider l'entreprise à convertir l'énergie de manière efficace.
Conclusion
Un système de contrôle de la qualité de l'air complet peut être mis en place avec peu de moyens et en utilisant les dix KPI recommandés. Les avantages d'un environnement d'air contrôlé à l'aide d'indicateurs clés de performance peuvent être observés en peu de temps. Les collaborateurs bénéficient d'un environnement propre et restent ainsi performants tout au long de la journée de travail.
A moyen terme, des économies d'énergie peuvent être réalisées grâce à la mesure de la qualité de l'air. Des processus de ventilation efficaces et l'activation à la demande d'appareilsde régulation de l'humidité oudu CO2 peuvent être mis en œuvre en tenant compte de l'emploi du temps des collaborateurs. Unenvironnement CO2 surveillé réduit le nombre de jours de maladie,le CO2 étant un indicateur de l'encombrement des locaux ou d'une pollution atmosphérique accrue.
À long terme, l'utilisation d'un paysage de capteurs numérisés peut constituer une entrée rapide et avantageuse dans l'environnement I4.0. D'autres systèmes peuvent être connectés à l'environnement système et de nouveaux contextes peuvent être intégrés (par exemple, les systèmes de filtrage sur les machines, les aspirations, les temps de repos des machines, etc.)
Il est possible d'éviter les phases d'évolution élevée de la maladie en occupant stratégiquement les bureaux pendant l'épidémie de grippe qui revient chaque année. Tout bien considéré, il apparaît que les influences environnementales dans un environnement contrôlé peuvent contribuer de manière significative à l'amélioration des performances au travail (par exemple, la productivité). En outre, le fait que les coûts énergétiques puissent être réduits aussi bien dans les bureaux que dans les locaux de production a un effet positif. Il vaut la peine de jeter un coup d'œil sur sa propre gestion de la qualité de l'air ambiant.
s-peers AG reste attentif à ce sujet important et passionnant. Nous nous réjouissons de pouvoir échanger sur la mise en œuvre d'un plan par étapes pour améliorer "l'ambiance" dans votre entreprise. D'ici là, restez en bonne santé !
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