Le nez électronique d’un drone flaire la puanteur d’une station d’épuration

Le nez électronique d'un drone flaire la puanteur d'une station d'épuration

Un nez électronique sur un drone recueille l’air pour la mesure des odeurs. Crédit : Maria Deseada Esclapez

Des chercheurs espagnols ont conçu un nez électronique portable (nez électronique) qui est presque aussi pointu qu’un nez humain pour flairer la puanteur des usines de traitement des eaux usées. Couplé à un drone, le nez électronique léger peut mesurer la concentration de différentes odeurs, prédire l’intensité des odeurs et produire une carte des odeurs en temps réel de l’usine pour la gestion. La méthode paraît le 16 novembre dans la revue iScience.

Classiquement, l’odeur d’une station d’épuration est mesurée par olfactométrie dynamique, où un panel humain hume et analyse les sacs d’air collectés à partir de la station. Bien que la méthode ait été considérée comme l’étalon-or, le processus est coûteux, lent et peu fréquent, ce qui ne permet pas aux opérateurs de répondre rapidement aux problèmes ou d’identifier la racine de la puanteur.

« J’habite à deux kilomètres d’une station d’épuration, et de temps en temps, vous ne pouvez même pas ouvrir la fenêtre parce que l’odeur est horrible », explique l’auteur principal Santiago Marco de l’Institut de bio-ingénierie de Catalogne. « Nous ne devons pas sous-estimer l’impact sur la qualité de vie des personnes qui entourent ces installations, et il y a aussi des conséquences physiques et psychologiques d’être exposé aux mauvaises odeurs. »

Pour mieux surveiller les émissions d’odeurs des stations d’épuration, Marco et son équipe ont conçu un nez électronique portable pour la surveillance et la visualisation des données en temps réel à l’aide de l’intelligence artificielle (IA). L’équipe a collecté des sacs d’air dans une plante et a entraîné le nez électronique à détecter des produits chimiques piquants tels que le sulfure d’hydrogène, l’ammoniac et le dioxyde de soufre, qui sentent respectivement les œufs pourris, l’urine et les allumettes brûlées. Le nez électronique est également équipé d’un capteur de dioxyde de carbone, un indicateur de l’activité bactérienne. En laboratoire, le nez électronique fonctionnait presque aussi bien que le nez humain.

Les chercheurs ont ensuite attaché le nez électronique de 1,3 kilogramme (2,9 livres) à un drone et l’ont envoyé dans le ciel dans une usine de traitement des eaux usées de taille moyenne dans le sud de l’Espagne entre janvier et juin. Survolant différentes installations de l’usine, le « drone renifleur » aspire de l’air via un tube de dix mètres (33 pieds) et analyse l’air dans une chambre de capteur.







Un nez électronique sur un drone captant l’air pour la mesure des odeurs au-dessus d’une station d’épuration. Crédit : Maria Deseada Esclapez

« Ce qui est délicat avec la mesure des odeurs, c’est qu’il s’agit d’une perception humaine, et ce n’est pas bien défini », explique la co-auteur Maria Deseada Esclapez de Depuración de Aguas del Mediterráneo, une entreprise de services d’assainissement et d’assainissement. « Nous essayons non seulement de quantifier des composants particuliers ou individuels de l’émission, mais aussi de prédire l’intensité des odeurs perçues par les humains. »

Les résultats ont démontré que le nez électronique sur un drone était réalisable pour la surveillance des odeurs des eaux usées. Lors de l’analyse des mêmes échantillons d’air lors d’un test sur le terrain, 10 des 13 mesures du nez électronique correspondaient aux évaluations du panel humain. Aidée par la mobilité du drone et l’algorithme d’IA, l’équipe a également cartographié la concentration temporelle et spatiale des odeurs et, pour la première fois, a prédit l’intensité de l’odeur à partir des mesures des drones.

« Nous sommes extrêmement satisfaits des résultats, mais nous avons besoin de plus de validation et de rendre l’appareil plus robuste pour une exploitation réelle de l’usine », déclare Marco. L’équipe prévoit de réduire le poids supplémentaire du nez électronique et de développer un processus standardisé pour la méthode. Ils prévoient également d’optimiser davantage l’appareil contre l’influence de la température, de l’humidité et d’autres conditions environnementales pouvant affecter la précision.

« Le travail peut également avoir des implications pour d’autres installations comme les décharges, les usines de compostage ou même les grandes fermes avec des bovins et des porcs qui sont également connus pour produire tous les types de mauvaises odeurs », explique Marco.

« Nous sommes impatients de voir quel impact ce travail aurait sur l’industrie », ajoute Esclapez.


« Éplucher l’oignon » pour éliminer les odeurs à proximité des stations d’épuration


Plus d’information:
iScience, Burgués et al. : « RHINOS : A light portable electronic nose for real-time odor quantification in waste treatment plants » www.cell.com/iscience/fulltext … 2589-0042(21)01342-0 , DOI : 10.1016/j .isci.2021.103371

Citation: Le nez électronique d’un drone renifle la puanteur d’une station d’épuration (2021, 16 novembre) récupéré le 16 novembre 2021 sur https://techxplore.com/news/2021-11-electronic-nose-drone-wastewater-treatment.html

Ce document est soumis au droit d’auteur. En dehors de toute utilisation équitable à des fins d’étude ou de recherche privée, aucune partie ne peut être reproduite sans l’autorisation écrite. Le contenu est fourni seulement pour information.