Les principales caractéristiques des NDIR sont résumées dans le tableau 8.

<table><caption>Tableau 8 - Principales caractéristiques des NDIR</caption><tr><td>Application(s)</td><td>Détection de COV : suivi de la qualité de l'air intérieur</td></tr><tr><td>Avantage(s)</td><td>Précis, sensible, peu sensible aux interférences, durée de vie longue</td></tr><tr><td>Inconvénient(s)</td><td>Cette technique ne permet pas de déterminer la quantité exacte de molécules volatiles.<br/>Peu d'application possible : détection des COVs uniquement<br/>Imprécis avec les COVs de faible poids moléculaire</td></tr><tr><td>Prix</td><td>Environ 1000€</td></tr></table>

## 5.4.3 Méthodes sensorielles

### 5.4.3.1 Olfactométrie dynamique

L'olfactométrie dynamique est une méthode dite normée (norme NF EN 13725), et donc de référence. Elle mobilise un jury d'observateurs appelé jury de nez. Chaque membre du jury est mis en présence d'une atmosphère odorante et note l'intensité perçue. Cette intensité est déterminée par comparaison avec une gamme de références ; Les réponses de l'ensemble du jury sont regroupées, et analysées (traitement statistique) pour donner une valeur à l'intensité odorante.

Cette technique permet aussi la mesure du seuil olfactif, à savoir le facteur de dilution à appliquer à un effluent pour que ce dernier soit détecté comme odorant par 50% des membres du jury. Cette méthode est onéreuse, nécessite de réaliser un échantillonnage sur site puis des analyses au laboratoire (mobilisation d'une équipe de panélistes formés, équipements (Figure 26) et ne fournit que des résultats ponctuels. En outre, on observe des écarts importants entre les réponses des différents panélistes, qui, même s'ils sont intégrés lors des traitements statistiques, engendrent une incertitude non négligeable.
<figure><img src="image_63.png" /><figcaption>Figure 26 – Laboratoire d'olfactométrie</figcaption></figure>

L'olfactométrie dynamique permet de mesurer des odeurs « moyennes » (issues d'un échantillon prélevé pendant quelques minutes sur site). Ces odeurs peuvent être inférieures au seuil de perception alors que des pics odorants sont bien perceptibles (Otte and Nicolas, 2005).

En revanche l'olfactométrie a l'avantage de prendre en compte les phénomènes d'inhibition et d'exacerbation des odeurs dus aux interactions entre molécules odorantes et la muqueuse olfactive et beneficie de la sensibilité du nez humain.

Le bureau d'étude et laboratoire OLENTICA a développé une méthode permettant d'évaluer l'acceptabilité des odeurs sur la base de la concentration d'odeur mesurée conformément à la norme EN 13725. Cette notion d'acceptabilité permet ensuite de déterminer le potentiel de nuisance des sources odorantes pour une gestion plus précise des pollutions olfactives.

5.4.3.2 Olfactométrie de terrain

L'olfactométrie de terrain permet de déterminer l'étendue du panache odorant, donnée primordiale pour l'évaluation des nuisances olfactives. La variation de la source d'émission, les conditions météorologiques et topologiques impactent directement la dispersion des composés odorants. Deux méthodes normées encadrent l'olfactométrie de terrain depuis 2016 :

* Méthodologie de maillage (NF EN 16841-1)(CEN/TC 264 2016a)

* Méthodologie de panache (NF EN 16841-2)(CEN/TC 264 2016b)

Ces deux méthodes font appels à un jury de nez formés, et dont les critères de sélection se basent sur la sensibilité des membres du jury au n-butanol.
La méthode de maillage est une méthode statistique qui détermine la distribution de la fréquence d'heures odorantes, dans une zone d'évaluation et pour des conditions météorologiques locales. Sur le long terme, cette méthode permet de déterminer l'exposition des habitants à une odeur identifiée sur une zone dévaluation précise fixée avant le début de la mesure (Merlen, 2017). Cette opération se fait soit de manière statique avec des jurés qui se positionnent sur des perpendiculaires à la direction du vent depuis la source odorante étudiée (Figure 27), soit de manière dynamique en se déplaçant en zigzag de façon à rentrer puis à sortir de la zone du panache odorant (Figure 28). Cette méthode permet d'avoir des éléments rapidement et pour un coût nettement plus abordable que l'olfactométrie dynamique. Elle nécessite néanmoins l'installation d'une station météo au niveau de la source pour vérifier notamment les conditions de vent (vitesse, direction, variation de la direction) pendant les heures de mesure. Les jurés qui interviennent dans l'environnement sont sélectionnés comme pour l'olfactométrie (sensibilité dite normale vis-à-vis du n-butanol) et sur la capacité à distinguer l'odeur étudiée (reconnaissance de l'odeur). Cette nouvelle méthode permet de cartographier la présence d'odeurs sous certaines conditions météorologiques, et représente un réel complément par rapport aux observations de terrain faites sans une approche aussi rationnelle (J-M Guillot, s.d.).

<figure><img src="image_64.png" /><figcaption>Figure 27 : Olfactométrie de terrain par maillage
(Merlen, 2017)</figcaption></figure>

<figure><img src="image_65.png" /><figcaption>Figure 28 : Olfactométrie de terrain par recherche de panache odorant</figcaption></figure>
<table><caption>Tableau 9 - Principales caractéristiques de l'olfactométrie (RECORD 2020)</caption><tr><td>Application(s)</td><td>Surveillance des nuisances olfactives autour des zones industrielles, sur site.</td></tr><tr><td>Avantage(s)</td><td>Performance, modélisation, reproductibilité</td></tr><tr><td>Inconvénient(s)</td><td><ul><li>Problèmes si appliqués aux substances toxiques, ou émanant une odeur nauséabonde (contrôle qualité) ;</li><li>Coûteux ;</li><li>Demande une compétence technique importante ;</li><li>Compliqué dans la mise en place ;</li><li>Problème de résolution temporelle ;</li><li>Disponibilité des nez humains.</li></ul></td></tr><tr><td>Prix</td><td>Relativement élevé</td></tr></table>

### 5.4.4 Méthode senso-instrumentale

#### 5.4.4.1 Chromatographie en phase gazeuse couplée à l'olfactométrie

La chromatographie en phase gazeuse (GC) couplée à l'olfactométrie met en œuvre à la fois un instrument (le chromatographe) et un détecteur humain. En effet, le flux sortant de la colonne du chromatographe est divisé en deux courants :

* Le premier est dirigé vers un détecteur physique (détecteur à ionisation de flamme, spectromètre de masse ou autre) et génère un chromatogramme ;

* Le second courant est amené vers le nez d'un évaluateur qui décrit ses perceptions olfactives en fonction du temps, et produit ainsi un olfactogramme.

<figure><img src="image_66.png" /></figure>

En superposant les deux résultats, on peut repérer les signaux du chromatogramme correspondant à des composés odorants.
<figure><img src="image_67.png" /><figcaption>Figure 29 - Principe du couplage de la chromatographie en phase gazeuse et de l'olfactométrie (source : Sensigent)</figcaption></figure>

<table><caption>Tableau 10 - Principales caractéristiques de la chromatographie en phase gazeuse couplée à l'olfactométrie</caption><tr><td>Application(s)</td><td>Identification de molécules odorantes<br/>Quantification de molécules odorantes</td></tr><tr><td>Avantage(s)</td><td>Précision, répétabilité, sensibilité</td></tr><tr><td>Inconvénient(s)</td><td>Coûteux, non portable</td></tr></table>

### 5.4.5 Implication des riverains

#### 5.4.5.1 Le principe

Une manière d'apprécier l'exposition et la nuisance olfactive est d'impliquer les riverains. Si l'enquête ponctuelle ou le relevé des plaintes s'avèrent être des outils précieux, l'approche la plus fiable est probablement celle des riverains-vigies. Les vigies constituent un panel de personnes choisies dans la population, en général des bénévoles, qui s'engagent à porter des jugements sur la nuisance odorante à intervalles réguliers et étalés sur de longues périodes, de quelques mois à une année voire plus. Il s'agit d'utiliser les habitants d'une région concernée, dans leur environnement, et de leur poser une série de questions simples sur la perception de l'odeur, par exemple deux fois par jour et tous les jours sur l'année. Si les réponses sont suffisamment objectives, exhaustives et fiables, cette méthode a l'avantage de collecter non seulement les épisodes-odeur, mais également tous les cas où l'odeur n'était pas perceptible.

Sans devoir participer à une formation poussée tel que les jurys de nez d'experts, les volontaires issus des riverains ou employés par l'entreprise polluante peuvent, après avoir reçu une information détaillée sur les nuisances olfactives et une formation courte sur l'évaluation des odeurs ressenties, participer à des mesures sensorielles. Les informations ainsi recueillies concernent le caractère hédonique de l'odeur, la gêne ressentie, l'intensité de l'odeur et sa nature. Le vocabulaire des riverains sur la nature des odeurs spécifiquement ressentie dans leur zone est souvent assez consensuel par le fait qu'ils y
sont très accoutumés. Outre les relevés journaliers, les riverains peuvent effectuer des observations selon leur envie ou à la suite d'un évènement olfactif particulier. Ils peuvent être également facilement mis en alerte. Ces données « à haute résolution temporelle » sont très pertinentes lorsqu'il s'agit d'identifier des corrélations avec des données météorologiques, des activités de maintenance ou des régimes de fonctionnement des installations considérées dans l'étude. Il faut veiller dans ce type d'étude à l'objectivité des participants, qui ne doivent pas être en conflit d'intérêt avec le maitre d'ouvrage de l'étude ou l'entreprise polluante ; il faut également assurer un suivi permanent et veiller à garder un niveau de motivation suffisant. Des rencontres régulières entre riverains et gestionnaire de l'étude doivent être effectuées régulièrement. Les données issues de ces études peuvent facilement être intégrées à un modèle du fait du nombre important de données.

## De nouveaux référentiels pour la description des odeurs (Merlen, 2017)

Face à une odeur, notre cerveau tend à rechercher dans quelle situation une telle odeur a pu être déjà rencontrée, et produit ainsi des évocations personnelles. Ces évocations hautement subjectives ne permettent pas une description partagée des odeurs. En effet, la description des odeurs nécessite la mise en place et l'utilisation d'un référentiel commun pour aboutir à une description partagée des odeurs, et pour objectiver les mesures des odeurs. Une description précise, objective et répétable entre individu devient possible.

La qualité de l'odeur est définie par proximité avec des substances connues. On la détermine donc au moyen d'une liste de référents choisis, en corrélant l'odeur apprise à son référent. Ainsi, l'individu n'a pas pour objectif d'identifier l'odorant responsable de l'odeur mais d'associer l'odeur perçue à l'odeur la moins éloignée d'un référent. De nombreux référentiels existent, ils peuvent être « universels », ou plus restreints à un domaine (agro-alimentaire, environnement) ou à un produit (vin, pétrochimie).

En 1983, Jaubert et al. Propose un référentiel : le champ des odeurs. Ce dernier définit un lexique de termes

communs pour décrire une odeur à l'aide de 45 référents répartis dans un espace multidimensionnel structuré. Atmo Normandie a par la suite développé un référentiel, désormais de référence, moins lourd à mémoriser et centré sur les odeurs environnementales : le Langage des nez®. Il se compose de 24 référents odorants, dont le nombre peut augmenter pour s'adapter à des secteurs d'activité plus spécifique (Figure 29).

Les 24 référents odorants sont positionnés dans un espace en 3 dimensions. Cet espace s'organise autour de « noyaux » aux caractéristiques odorantes marquées. Un référent est plus ou moins proche d'un noyau en fonction des similitudes odorantes avec celui-ci. À l'inverse, il s'en éloigne et peut tendre vers un autre noyau si ce référent possède plusieurs « facettes » odorantes.

<figure><img src="image_68.png" /><figcaption>Figure 30 - le langage des nez® (Merlen, 2017)</figcaption></figure>
### 5.4.5.2 L'exemple du Havre

Le Havre est entouré d'une zone industrielle active depuis les années 1970. Cette zone comprend une usine Renault, une raffinerie Total, un grand port etc. La ville du Havre et les villes environnantes ont connu une activité portuaire et industrielle croissante. Cependant, comme pour beaucoup de villes adjacentes à des zones industrielles (cf. Rotterdam), cette croissance s'accompagne de l'émission d'odeurs nauséabondes qui perturbent la vie des citoyens, et qui constituent un frein important tant au niveau de la qualité de vie, qu'au niveau du développement économique.

<figure><img src="image_69.png" /><figcaption>Figure 31 - Carte de la zone industrielle du Havre (Merlen, 2017)</figcaption></figure>

Il n'est pas possible de mener des analyses chimiques en permanence. Ainsi, un réseau de nez s'est développé grâce à Atmo Normandie. Ce réseau est composé de près de 200 riverains et experts industriels qui étudient et rapportent la nature, l'intensité et le caractère hédonique des odeurs présentes dans l'air ambiant grâce au langage des nez®. La figure ci-dessous illustre le portrait olfactif universel de Notre Dame de Gravenchon, en Normandie, en France, montrant l'évolution du caractère de l'odeur de 2001 à 2012.

<figure><img src="image_70.png" /><figcaption>Figure 32 : Portrait olfactif de Notre Dame de Gravenchon 2001-2012 (Merlen, 2017)</figcaption></figure>
### 5.4.6 Modélisation

On a vu ci-avant qu'il n'était pas forcément évident d'évaluer sur le terrain les odeurs et leurs nuisances. Si une mesure par olfactométrie à la source peut être relativement simple, une mesure dans le milieu récepteur requiert plus de moyens et d'expertise. Un recours à la modélisation peut alors se justifier. La modélisation, va permettre à partir des débits d'odeurs à la source, de la topographie d'une zone d'étude et de paramètres météorologiques, d'estimer la dispersion d'un panache odorant et de désigner des zones de concentrations d'odeur et des zones de bruit de fond. Les logiciels de modélisation sont des outils décisionnels importants pour accompagner les industries et les collectivités dans le pilotage de leurs installations en vue de limiter l'impact des odeurs ou de déterminer les valeurs limites d'émissions à la source n'engendrant aucune nuisance olfactive.

Les modèles sont basés sur l'utilisation de modèle gaussien, eulérien ou à bouffées gaussiennes. Plusieurs paramètres sont à prendre en compte lors de la sélection d'un modèle : la situation géographique, les objectifs de l'étude (impact olfactif ou dimensionnement de la source), les données et la puissance de calcul disponibles et les ressources financières allouées pour l'étude. (Merlen, 2017)

Le modèle gaussien est le modèle le plus utilisé du fait de sa simplicité à mettre en place. Il est particulièrement intéressant pour les sites sans relief, à l'inverse des modèles eulériens pertinents pour les sites accidentés. Les modèles à bouffées gaussiennes prennent mieux en compte les variations des conditions météorologiques et des émissions. Cependant, il existe plusieurs situations dans lesquelles la modélisation de la dispersion est difficilement applicable, par exemple en raison de la difficulté de caractériser de manière appropriée le taux d'émission d'odeur provenant de la source, en raison de sa configuration (source diffuse) ou de la discontinuité des émissions. En outre, il convient de toujours garder à l'esprit les limites de la modélisation de la dispersion, puisqu'un modèle mathématique, aussi sophistiqué soit-il, ne doit jamais être interprété comme une «vérité», mais tout au plus comme une bonne représentation de cause à effet de phénomènes particuliers, impliquant un degré d'incertitude intrinsèque, nécessitant donc une validation.

Les nez électroniques peuvent alimenter ces modèles en fournissant des données en continu, à proximité ou à distance de la source d'émission en fonction des besoins

La figure 33 ci-après illustre les données d'entrée et de sortie des modèles de dispersions.
<figure><img src="image_71.png" /><figcaption>Figure 33 - Principe des modèles de dispersion (RECORD 2020) (basé sur rapport OMNISCIENTIS)</figcaption></figure>

<figure><img src="image_72.png" /><figcaption>Figure 34 - Exemple de modèle de dispersion (porcherie) (Rapport OMNISCIENTIS)</figcaption></figure>

### 5.4.7 Des méthodes complémentaires ?

Les différentes méthodes présentées ci-avant présentent chacune des avantages et des inconvénients. Ainsi, l'olfactométrie dynamique permet la caractérisation des sources d'émissions d'odeurs. Cependant, elle présente divers biais liés à la sélection du jury (âge, sexe, état psychologique, conditions de vie). De plus, elle est ponctuelle et ne permet pas l'identification des composés chimiques responsables de l'odeur.
Les techniques instrumentales présentent d'autres avantages et inconvénients. Ainsi, les méthodes online permettent d'identifier et quantifier les molécules présentes dans un échantillon de gaz mais elles ne sont pas mobilisables sur site et sont ponctuelles et coûteuses.

Les réseaux de capteurs sont moins onéreux, peuvent être installés sur site et fournir des données en continu ou à haute fréquence temporelle mais leurs performances (sensibilité, spécificité, robustesse, répétabilité) sont plus ou moins limitées en fonction des conditions environnementales.

Par conséquent, il semble judicieux d'adopter une méthode combinant plusieurs de ces procédés choisis pour leur complémentarité en fonction des objectifs visés (Figure 35).

<figure><img src="image_73.png" /><figcaption>Figure 35 : Interaction entre les différentes méthodes mobilisables pour la surveillance des odeurs
(RECORD 2020)</figcaption></figure>

### 5.4.8 Positionnement des nez électroniques en fonction des secteurs d'application

En fonction des secteurs d'application, les nez électroniques peuvent présenter des avantages ou des inconvénients par rapport aux autres technologies et méthodes existantes. Les avantages et inconvénients présentés dans cette partie sont synthétisés sous forme d'un tableau SWOT en fin de chapitre.
### 5.4.8.1 Avantages

Les nez électroniques sont les seuls instruments capables d'évaluer et de caractériser une odeur, et ainsi d'en comprendre l'origine. Ce sont aussi les seuls appareils capables de mesurer la concentration d'une odeur (Capelli et al. 2014) même si le terme de « mesurer » est abusif comme nous l'avons vu. Ils peuvent néanmoins fournir un résultat en UO/m³ après calibration avec des mesures olfactométriques.

En effet, la mesure au laboratoire de composés odorants (chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse) ne rend pas toujours compte de l'odeur qui en résulte, surtout lors de mélanges complexes.

L'olfactométrie dynamique, bien qu'étant la seule méthode de référence (CEN/TC264 2003) pour quantifier la concentration des odeurs (en unités d'odeur par m³), a aussi ses limites. C'est une méthode d'analyse ponctuelle, relativement lourde à mettre en œuvre et coûteuse. Bien que normée, elle est caractérisée par une forte incertitude. Elle n'est parfois pas très adaptée aux mesures des odeurs au niveau des récepteurs ni à l'évaluation de l'exposition aux odeurs car les concentrations d'odeur à ce niveau sont souvent faibles et les odeurs difficilement distinguables au sein de l'air ambiant (Capelli et al. 2014).

Les nez électroniques permettent en outre d'obtenir des résultats rapidement voire en temps réel, en continu et sur le terrain. Ils ne nécessitent pas l'intervention de personnel formé aux techniques de laboratoire. Ils peuvent aussi être intégrés à une chaîne de production.

Les nez électroniques peuvent être couplés à des robots mobiles, permettant ainsi de mesurer les odeurs et leur distribution spatiale (Capelli et al. 2014). L'olfaction mobile robotisée semble ouvrir un nouveau champ d'application prometteur pour les nez électroniques. Ils peuvent également être couplés à la modélisation de la dispersion des odeurs, méthode intéressante pour la plupart des activités responsables de l'émission d'odeurs.

### 5.4.8.2 Inconvénients

La sensibilité des nez électroniques fait souvent débat. Elle dépend en premier lieu du type de capteurs, des conditions environnementales (la sensibilité déterminée au laboratoire sera différente de celle mesurée *in situ*), des molécules cibles mais elle dépend surtout du contexte et ne sera pas la même si on parle de détection d'un gaz simple ou d'une odeur. Ce dernier élément est souvent source d'ambiguïté. Un capteur peut avoir un seuil de détection de l'ordre du ppb et être considéré à ce titre comme sensible, et proche du seuil de détection humain (par exemple pour l'H₂S) ; en général, le seuil de détection du capteur est supérieur au seuil de détection humain et quand le capteur non sélectif du nez le détecte, cela peut correspondre à une concentration d'odeur de plusieurs centaine d'uo/m3, et donc à une sensibilité médiocre en terme de mesure d'odeur.

Les nez électroniques sont en général moins spécifiques que le nez humain (Guillot et Luillery 2017). En effet, les capteurs qui entrent dans la composition des nez électroniques, mêmes s'ils sont nombreux
et complémentaires ne peuvent rivaliser avec la grande diversité des récepteurs olfactifs de l'épithélium humain.

Les nez électroniques nécessitent de mettre au point des algorithmes de reconnaissance des odeurs. Cette phase d'apprentissage implique la mise à disposition d'un jeu de données d'apprentissage et du temps pour que l'appareil puisse reconnaitre et classer les odeurs cibles. Le soin apporté à cette étape conditionne la spécificité et la fiabilité des résultats.

Les phénomènes de dérive représentent un frein majeur à l'utilisation des nez électroniques en milieu industriel. Ils sont la principale cause de la baisse de la répétabilité, la robustesse et la spécificité des résultats au cours du temps. Les principaux facteurs sont l'humidité, la température ambiante, la présence d'autres gaz, odorants ou non (Capelli et al. 2014; Loutfi et al. 2015), le développement de moisissures (Wilson 2018). En entrant en compétition avec les molécules à la surface des capteurs, les molécules d'eau ou de certains gaz parasites impactent sévèrement les résultats et sont la cause fréquente des écarts entre les résultats des nez électroniques obtenus au laboratoire et sur le terrain. Ces phénomènes de dérive obligent à des re-calibrations périodiques des appareils ou la mise en place de systèmes d'alerte quant à la fiabilité des résultats. Ils aboutissent aussi parfois à l'installation du nez électronique dans un laboratoire mobile sur le site étudié.

Il existe aussi des facteurs internes pesant sur la robustesse et la fiabilité des nez électroniques : les variations de la structure cristalline des matériaux (taille et orientation des matériaux), les variations de concentration des nanoparticules, le contact et l'épaisseur des matériaux ou encore la précision de conversion des données analogiques émises par les capteurs en données digitales.

Les nez électroniques peuvent aussi être victime d'« empoisonnement » (Capelli et al. 2014). Les capteurs à polymères semi-conducteurs sont particulièrement sensibles et peuvent être inactivés par certaines classes de COV comme les composés soufrés, les acides organiques ou encore les pesticides polaires (Wilson 2018).
# SYNTHESE DE LA PARTIE 5.4

## Les technologies dites concurrentes et leurs applications

Les technologies traditionnellement employées pour la surveillance des odeurs qu'elles soient instrumentales ou non apparaissent finalement plutôt comme des outils complémentaires des nez électroniques. Le choix des technologies à privilégier dépend des objectifs visés, des moyens disponibles et des contraintes environnementales du site à surveiller.

### Analyse SWOT

#### Forces

* Caractérisation des odeurs

* Mesure des odeurs (attention !)

* Portatif

* Pas de problème de subjectivité

* Mesure en temps réel

#### Faiblesses

* Limite de détection trop élevée pour de nombreuses applications

* Dérive temporelle

* Problème de répétabilité

* Longue mise en place

* Besoin d'accompagnement

* Sensibilité à l'humidité et à la température

* Coût relativement élevé

#### Opportunités

* Nombre croissant de problème de nuisances olfactives

* Besoin réel d'un outil de suivi en temps réel

* Peut s'intégrer dans une méthode globale de gestion des odeurs

* Nouvelles normes et réglementation à venir

#### Menaces

* Concurrence importante dont des méthodes de référence

* Apparition d'une nouvelle génération de capteurs spécifiques
# 6 Étude de cas

Trois études de cas d'application ont été réalisées sur la base d'entretiens menés avec les membres du COPIL de l'étude et d'autres personnes confrontées à des situations comparables. Une quatrième étude de cas, concernant le contrôle des odeurs sur la chaine de production de RENAULT avait été envisagée. Cependant, il est apparu rapidement que ce cas était en fait très théorique, l'organisation de la chaine de production en flux tendu ne permettant pas d'intégrer de test olfactif sur les pièces avant leur montage.

## 6.1 Détection et mesure des odeurs sur site industriel

### 6.1.1 Définition du besoin

Les industriels dont les activités induisent des nuisances olfactives cherchent à

* Détecter des odeurs inhabituelles ou dépassant un seuil dans l'air ambiant afin de pouvoir prévenir les plaintes du voisinage et agir pour minimiser l'impact olfactif (neutralisation, modification de l'activité responsable de l'odeur) ;

* Détecter et mesurer les odeurs à l'émission que ce soit lorsqu'ils ont des contraintes règlementaires ou pour mieux prévenir les nuisances dans l'air ambiant.

L'olfactométrie dynamique permet de détecter, caractériser et mesurer la quantité d'odeur d'un échantillon. C'est la méthode de référence mais c'est une technique ponctuelle, couteuse, incapable de fournir un résultat en temps réel.

Une mesure instrumentale présente théoriquement de nombreux avantages :

* Détection et mesure en continu ;

* Fourniture des résultats en temps réel ;

* Maillage plus ou moins dense du site (dans le cas des dispositifs à bas coûts) ;

* Déclenchement d'une alarme ;

* Couplage avec des données météorologiques afin d'identifier la source de l'odeur ;

* Possibilité de traiter des échantillons toxiques pour la santé humaine.

Les mauvaises odeurs dans l'environnement constituent une réelle préoccupation pour le public comme en témoigne le très grand nombre de plaintes concernant les nuisances olfactives au voisinage d'élevages, de stations d'épuration ou encore d'entreprises diverses comme celles des secteurs agro-alimentaires, de la papeterie ou encore pétrochimiques.

L'une des difficultés importantes rencontrée lors de l'analyse de l'odeur est son caractère hautement subjectif qui nécessite notamment une analyse multidimensionnelle. Plus que les aspects physiologiques et physico-chimiques de l'odeur, c'est surtout sa représentation psychologique chez l'individu qui constitue la particularité de la nuisance olfactive dans l'environnement. Elle peut être évaluée selon différentes caractéristiques :
* La fréquence d'apparition de la nuisance ;

* L'intensité de l'odeur ;

* La durée de l'odeur ;

* Le caractère hédonique ou offensif de l'odeur ;

* La particularité du récepteur : c'est-à-dire la position sociale, économique ou encore culturelle de l'individu (un éleveur supportera mieux l'odeur d'un élevage qu'un citadin).

En matière de qualité de l'air, la nuisance olfactive se distingue également par ses échelles spatiales et temporelles réduites. Il s'agit effectivement d'une pollution qui reste en général locale : elle concerne le plus souvent des riverains situés à quelques kilomètres au maximum autour de la source, sauf lorsque le panache odorant est émis à partir d'une cheminée élevée ou que les composés odorants présentent un seuil de détection très bas (exemple : mercaptan). Du point de vue temporel, alors que la toxicité est plutôt évaluée sur base de concentrations moyennes horaires ou journalières, la gêne olfactive, elle, est davantage liée aux pics d'émissions. Ainsi, même si, en moyenne sur une heure, la concentration de l'odeur reste inférieure au seuil de perception, l'individu percevra les pointes de concentration, même très brèves, et les enregistrera comme autant d'épisodes de gêne. La réglementation et les calculs de dispersion atmosphérique devront donc tenir compte de cette contrainte.

## 6.1.2 Les nez électroniques sont-ils adaptés ?

Les différents essais conduits (voir les retours d'expérience ci-dessous) montrent que les nez électroniques souffrent de :

* Un manque de sensibilité (qui les rend inadaptés aux mesures dans l'air ambiant) ;

* Un défaut de spécificité surtout dans l'air ambiant et d'autant plus que les conditions sont variables et les odeurs recherchées sont en faible quantité ;

* Un défaut de répétabilité ;

* Un défaut de robustesse et, en conséquence, d'une faible durée de vie.

Ces limites semblent liées à la technologie elle-même plutôt qu'à un fabricant même si un même produit peut donner des résultats différents selon les conditions environnementales.

Ils constituent néanmoins des outils utiles dans des conditions bien précises illustrées par les trois exemples ci-dessous et en complément des mesures olfactométriques et/ou de composés odorants par des techniques analytiques plus robustes.
### 6.1.2.1 Retour d'expérience de SUEZ

**Contexte** : Les activités de la société, en particulier le compostage ou le séchage thermique des boues à grande échelle, sont potentiellement à l'origine de nuisances olfactives importantes. De gros investissements ont été réalisés pour gérer les odeurs et des efforts de R&D ont permis de tester plusieurs nez électroniques.

* Alpha MOS pendant 6 mois à 1 an ; I-NOZ (entre 2013 et 2015) ;

* Actuellement FIDOR A fourni par ODOMETRIC. Ce nez électronique est composé de 6 capteurs MOS (3 dédiés aux COV, 1 aux composés pétrochimiques, 1 aux solvants organiques et 1 à l'ammoniac) et de 2 cellules électrochimiques dédiées à l'H₂S et l'ammoniac). Les tests réalisés sur 6 mois ont montré montre une bonne corrélation (R²=0.97) avec les résultats obtenus par olfactométrie.

**Points positifs** : dans les conditions testées (niveau d'odeur important, typologie d'odeur constante), les résultats sont comparables aux résultats obtenus par olfactométrie.

**Points négatifs** : Les principales limites constatées sont la sensibilité et vulnérabilité aux conditions extrêmes. En effet une odeur dont la quantité est inférieure à 300 UO₇/m³ n'est souvent pas détectée. Les nez électroniques sont plutôt réservés à un usage à proximité de l'émission (sortie de cheminée), ce qui nécessite souvent une protection contre la condensation. La surveillance et l'entretien des nez électroniques, donc la présence de personnel dédié, est également cruciale pour garantir la fiabilité des résultats. Lorsque les conditions ne sont pas réunies, les capteurs CAIRPOL (Groupe ENVEA, Poissy, France), intégrant des PID et des cellules électrochimiques, permettent de mesurer avec précision les principaux gaz odorants (H₂S, CH₄S, NH₃, COV non -méthaniques, SO₂, NO₂) avec une sensibilité de l'ordre du ppb ou ppm. Il est possible d'intégrer les résultats obtenus par ces capteurs et de les corréler aux résultats d'olfactométrie pour créer ainsi un « indice d'odeurs » précis, fiable et sans entretien.

Le choix d'un nez électronique doit être raisonné et bien correspondre au contexte. Le FIDOR A a été proposé sur un site où la quantité d'odeur est importante même dans l'air ambiant et parce que du personnel sera disponible pour assurer l'entretien. Si ces deux conditions n'étaient pas réunies, l'usage d'un nez électronique risquerait d'être décevant.
### 6.1.2.2 Retour d'expérience de TOTAL

**Contexte** : Les besoins de détection et de mesure des odeurs concernent les émissions atmosphériques, issues des cheminées de raffineries, chargées en COV, particules et composés soufrés et la gestion de la qualité de l'air ambiant des sites industriels. Il n'y a pas d'obligation règlementaire de suivi ni de contrôle du niveau d'odeur dans ce secteur industriel.

Nez électroniques ou capteurs testés :

* Alpha MOS pendant 6 mois en 2002 : Les défauts de spécificité et de répétabilité observés ont conduit à juger les résultats insatisfaisants ;

* WatchTower 1 (WT1) (RUBIX S&I, Toulouse, France) : en cours de test actuellement ;

* Capteurs CAIRPOL (Groupe ENVEA, Poissy, France), intégrant des PID et des cellules électrochimiques : ces capteurs permettant de mesurer avec précision les principaux gaz odorants ($H_2S$, $CH_4S$, $NH_3$, COV non-méthaniques, $SO_2$, $NO_2$) avec une sensibilité de l'ordre du ppb ou ppm donnent des résultats fiables et intéressants. Ils ont pu être testés rigoureusement dans une chambre d'exposition ;

* Nez électronique Aryballe Technologies en 2017 : Le nez a permis de discriminer des odeurs issues d'émissaires différents (spécificité encourageante) mais uniquement pour des niveaux d'odeurs élevés (bien perceptibles au nez humain) et à proximité de la source (<10m).

**Points positifs** : A ce jour, aucun des nez électroniques testés, ne sont satisfaisants pour la surveillance de l'activité TOTAL. Le test actuellement en cours de la Watch Tower 1 (RUBIX &I, Toulouse, France) sera peut-être plus convaincant.

**Points négatifs** : Les principales limites constatées sont la sensibilité, la spécificité surtout dans l'air ambiant et vulnérabilité aux conditions extrêmes.

Compte-tenu de l'absence d'obligation règlementaire de suivi des odeurs, les capteurs CAIRPOL donnent actuellement les résultats les plus satisfaisants. Les résultats fournis peuvent être intégrés aux évaluations olfactives fournies par un réseau de nez humains constitué de personnel volontaires et formés au langage des nez. Les données issues d'un réseau constituent un excellent moyen de communication et favorisent une meilleure compréhension et acceptation des activités industrielles et des nuisances qui les accompagnent.
### 6.1.2.3 Retour d'expérience du Port de Rotterdam

**Contexte** : Le Port de Rotterdam est équipé de nez électroniques fournis par Comon Invent (Delft The Netherlands). L'expérience a été lancée par la Rijnmond Environmental Protection Agency (DCMR) en 2009 et a été jugée suffisamment satisfaisante pour être pérennisée. De plus le Port s'est porté acquéreur du réseau qui compte maintenant 250 nez électroniques, répartis sur plusieurs communes hébergeant de nombreuses activités industrielles et commerciales.

**Principe technique** : Chaque nez électronique contient 4 (parfois 8) capteurs de type MOS et des capteurs de température et d'humidité relative. Chacun est connecté par un réseau sans fil à un ordinateur distant où les signaux sont intégrés et analysés en temps réel. L' « empreinte olfactive » obtenue est comparée aux empreintes enregistrées dans une base de données (BDD) grâce à un logiciel. Ces empreintes olfactives de référence ont été créées et enregistrées à partir de vapeur de fuel, d'huiles, plus ou moins riches en composés soufrés... Elles ne sont pas spécifiques du site. Une alarme est déclenchée lorsque l'empreinte émise varie et qu'elle est associée aux empreintes de composés malodorants (résultat donné en termes de probabilité). Le dispositif est complété d'un bateau équipé d'un nez électronique et d'une équipe mobile qui interviennent sur le terrain en cas d'alarme lorsque la localisation de la source de l'odeur est compliquée.

**Points positifs** : Ce réseau permet une surveillance en continu et en temps réel d'un vaste territoire où les sources potentielles de pollutions olfactives (chimiques) sont nombreuses. Il ne détecte ni ne mesure une odeur mais déclenche une alarme qui permet aux gestionnaires du port de réagir au plus vite. Les données fournies ne sont pas publiques contrairement aux données acquises par des techniques de référence (PID, GC-MS...) qui équipent une quinzaine de sites.

**Points négatifs** : Les principales limites constatées sont la précision et la répétabilité des mesures<fnref n="7" />. Le logiciel dédié à l'interprétation des données, en particulier la modélisation des panaches et la triangulation des sources, pourrait également être amélioré.

<figure><img src="image_74.png" /></figure>

<footnote n="7">⁷ Un autre projet porté par la DCRM, actuellement en cours de développement, prévoit de mesurer les odeurs de restaurant dans la ville. Une vaste BDD spécifique a été constituée en croisant les mesures par nez électronique et par olfactométrie. Les essais menés *in situ* ont montré que les nez électroniques ne peuvent pas distinguer ni quantifier les odeurs en ville. Les odeurs seront donc échantillonnées à proximité de la source pour être analysées par le nez électronique au laboratoire.</footnote>
Ce retour d'expérience illustre bien les avantages et les limites des nez électroniques. Le succès du réseau du Port de Rotterdam repose sur le bon usage qui a été fait des données fournies par le réseau et la puissance financière du Port qui assume le coût du dispositif pour des résultats non règlementaires ni même publics. La DCRM se félicite aussi de la bonne gestion des alarmes qui entrainent des actions efficaces et de la bonne gestion des plaintes (environ 3000/an toutes origines confondues) en parallèle des dispositifs de mesure. Plus globalement, les nez électroniques proposés par Common Invent semblent essentiellement utilisés comme des outils d'alerte basés sur la modification du signal. L'identification de l'odeur par comparaison à la BDD est fournie à titre indicatif. Le discours commercial de la société semble cohérent avec les capacités techniques de l'appareil ce qui contribue certainement à la satisfaction des utilisateurs que nous avons interrogés.
## 6.2 Détection et mesure des odeurs dans des espaces partagés

### 6.2.1 Définition du besoin

Les odeurs des espaces partagés sont émises en continu et/ou à l'occasion de pic d'intensité et de fréquence variable. Leur nature et leur ton hédonique sont également variables. Cependant, certaines odeurs (nourriture, alcool, cigarette, odeurs corporelles, urine et déjections, animaux, moisissures liées à la climatisation), principales sources de nuisance, peuvent être ciblées.

Le but des industriels ou prestataires de services concernés est de détecter les nuisances olfactives pour y remédier le plus efficacement et rapidement possible afin de garantir *in fine* le confort et la satisfaction de leurs clients.

Une mesure instrumentale présente théoriquement de nombreux avantages :

* Détection et mesure en continu ou régulièrement/fréquemment ;

* Fourniture des résultats en temps réel ;

* Déclenchement d'une alerte permettant le déclenchement automatique de processus (ventilation par exemple) ou le signalement qu'une intervention est nécessaire ;

* Dispositifs à bas coûts, le nombre de site étant généralement important ;

* Dispositifs discrets et peu encombrants ;

* Maintenance simple (pouvant être effectué par du personnel formé mais non spécialisé) et peu fréquente ;

* Seules certaines odeurs, dépassant un seuil donné, peuvent être ciblées.

### 6.2.2 Retours d'expérience

Les essais réalisés par la SNCF sont actuellement en cours et aucun résultat n'est disponible. Le choix s'est porté sur la technologie développée par RUBIX. Les premières difficultés rencontrées concernent l'alimentation de l'appareil et la transmission des données qui nécessite l'installation d'un routeur 4G sur la rame qui sera équipée.

Les essais pratiqués par RENAULT (NeOse Pro d'Aryballe en avril 2019) se sont montrés décevants du fait de :

* Un manque de sensibilité responsable d'une limite de détection élevée (ce problème a nécessité l'utilisation d'un concentrateur) ;

* Un défaut de spécificité d'autant plus que les conditions sont variables (véhicules différents) et les odeurs recherchées sont en faible quantité (l'utilisation d'un concentrateur a également amélioré la spécificité de l'appareil) ;

* Un défaut de répétabilité.

On retrouve donc les mêmes limites qui ont été observées pour un usage dans l'air ambiant.
### 6.2.3 Les nez électroniques sont-ils adaptés ?
Lesquels plus particulièrement?

Le RUBIX POD (Rubix) et le NeOse Pro (Aryballe) sont bien les 2 seuls produits que nous avons identifiés et qui sont potentiellement adaptés à un usage dans un espace partagé comme un habitable de voiture ou un wagon de train. Ces marchés sont, de plus, clairement visés par les constructeurs.

Le tableau 11 ci-dessous liste les caractéristiques techniques les plus importantes pour l'usage visé et précise lequel des 2 produits est le plus performant.

Pour les espaces partagés comme les toilettes des wagons pour lesquels les odeurs concernées sont vraisemblablement moins variables, il semble pertinent de réaliser une analyse GC couplée à l'olfactométrie afin d'identifier les molécules odorantes responsables des odeurs. Si cette analyse permet d'identifier quelques molécules odorantes dominantes, alors, l'utilisation de capteurs spécifiques (cellules électrochimiques, PID) semble pertinente.

<table><caption>Tableau 11 : Performances comparée du RUBIX POD (Rubix) et le NeOse Pro (Aryballe)</caption><thead><tr><th></th><th>RUBIX POD</th><th>NeOse Pro</th></tr></thead><tbody><tr><td>Coût</td><td>-</td><td>+</td></tr><tr><td>Discrétion/Encombrement</td><td>-</td><td>+</td></tr><tr><td>Déclenchement d'une alerte</td><td>+</td><td>+</td></tr><tr><td>Prise en charge de la perception des usagers à travers une application smartphone</td><td>+</td><td>-</td></tr><tr><td>Sensibilité</td><td>Variable en fonction des odeurs</td><td>Variable en fonction des odeurs</td></tr><tr><td>Spécificité</td><td>?</td><td>- si odeur trop faible ou variable</td></tr><tr><td>Possibilité d'associer 3 capteurs électrochimiques de gaz au choix</td><td>+</td><td>-</td></tr><tr><td>Facilité de maintenance</td><td>?</td><td>+</td></tr><tr><td>Durée de vie</td><td>+</td><td>Inconnue (même si améliorée avec les MOEM par rapport aux biocapteurs)</td></tr></tbody></table>
# 7 Limites et perspectives

## 7.1 Limites actuelles

Cette analyse repose sur la lecture attentive d'articles scientifiques académiques, de livres blancs, d'outils de communication de concepteurs de nez électronique ou encore d'articles de presse.

Au cours de cette étude, plusieurs points particulièrement marquants sont apparus :

* Un écart entre les promesses des nez électroniques et leurs capacités lorsqu'ils sont testés en conditions réelles ;

* Un discours commercial souvent optimiste et très axé sur l'analogie avec l'olfaction

* Le fait que les principes et caractéristiques techniques restent souvent évasifs donnant l'impression que le nez électronique est une « boite noire » ;

* L'abondance d'articles scientifiques (papiers blancs ou articles de revue à comité de lecture) vantant les capacités des nez électroniques et leurs multiples applications potentielles<fnref n="8" /> qui contraste avec la difficulté à obtenir des retours d'expérience même infructueux voire l'impossibilité d'identifier des utilisateurs en routine.

Ces constats nous ont poussés à réaliser une analyse critique de la bibliographie, qui est extrapolable aux discours commerciaux auxquels nous avons été confrontés. Vraisemblablement mu par la même analyse, Boeker a publié un article en 2014 dans la revue *Sensors and Actuators B: Chemical* dont nous nous sommes largement inspiré pour ce chapitre, tant il est toujours d'actualité.

### 7.1.1 Les biais induits par l'analogie avec le sens de l'olfaction humain

Un composé volatil est dit odorant parce qu'il est détecté par nos récepteurs olfactifs et qu'il transmet donc un signal à notre cerveau qui l'identifie l'odeur et l'associe à une émotion. C'est la seule chose qui distingue un composé odorant d'un composé non odorant. On comprend donc qu'un nez électronique ne puisse pas faire la distinction entre un composé volatil odorant et un composé volatil non odorant. Or ce biais intrinsèque des nez électroniques est souvent passé sous silence ou rapidement balayé par les constructeurs.

La sensibilité des nez électroniques est souvent comparée à la sensibilité du sens de l'olfaction humain et on lit souvent que l'appareil est aussi sensible que le nez humain. Ceci peut être vrai pour certaines odeurs mais dans un grand nombre de situation, les nez électroniques ne peuvent détecter des odeurs dont le niveau est inférieur à 200 UO<sub>E</sub>/m³, ce qui signifie qu'il aura fallu diluer 200 fois l'échantillon pour

<footnote n="8">⁸ Le nez électronique Cyranose 320 (Sensigent, USA) est cité dans 148 articles traitant des applications agroalimentaires et industrielles des nez électroniques, parus entre 2000 et 2018.</footnote>
que la moitié d'un panel de nez humains ne le détecte plus. Ce niveau peut atteindre 1000 $UO_E/m^3$ pour des odeurs auxquelles le nez humain est très sensible comme l'H<sub>2</sub>S. Cette information n'est parfois pas évidente à concevoir car de telles concentrations d'odeur correspondent à des concentrations chimiques de l'ordre du ppm et c'est cette information qui est mise en avant alors que dans le domaine de la détection d'odeur et en fonction des composés, elle n'est pas pertinente.

Il est fréquent d'entendre parler de quantification des odeurs dès lors que le nez électronique fournit un résultat en $UO_E/m^3$. Les nez électroniques ne sont pas capables de quantifier (au sens de la norme européenne) une odeur de manière autonome. Cette quantification exprimée en $UO_E/m^3$ est le résultat d'une corrélation entre l'intensité du signal et la mesure olfactométrique réalisée par un jury de nez humains. On comprend alors que la précision de cette mesure dépend directement du nombre de mesures olfactométriques qui auront été réalisées pour construire la corrélation. Ceci n'est jamais souligné. Il est également rarement précisé que les mesures olfactométriques, même si elles constituent la méthode de référence sont elles-mêmes sujettes à une incertitude importante (les résultats donnés par plusieurs panélistes peuvent différer de 50%). Cette incertitude est donc au moins reportée, et plus vraisemblablement majorée par la corrélation.

De même que la quantification d'une odeur par un nez électronique est le résultat d'une corrélation, l'identification d'une odeur est plutôt le résultat d'une classification par un ou des algorithmes de traitement des données. L'emploi fréquent du terme de « reconnaissance » ou d' « identification » est trompeur et minimise les incertitudes inhérentes aux traitements statistiques des données, autant que celles liées à la présence et la proportion de gaz non odorants. Cette notion d' « empreinte » est mal choisie et abusive.

La spécificité des nez électroniques est plus rarement mise en avant. Le système olfactif humain repose sur environ 400 récepteurs différents, chacun étant assez spécifique et capable de fixer uniquement quelques molécules. Ces récepteurs sont présents à la surface des quelques 10 à 30 millions de cellules sensorielles qui tapissent notre épithélium. Les quelques capteurs intégrés dans les nez électroniques ne peuvent fournir une réponse aussi spécifique que le sens de l'olfaction humain même lorsqu'ils sont mis en oscillation (cf. RUBIX POD, RUBIX S&I, France) ou quand leur température varie (cf OdorCheckerOutdoor ou OdorCheckerSpot, 3S GmbH, Allemagne).

### 7.1.2 Les déceptions liées aux caractéristiques techniques des nez électroniques

Les caractéristiques techniques affichées apparaissent établies et fiables mais sont rarement reproductibles en pratique.

Les limites de détection affichées pour un nez électronique sont données pour des gaz spécifiques et pour les COV. Ces limites sont en général déterminées dans des conditions idéales de laboratoire et ne sont pas forcément reproductibles en conditions réelles. Les nez électroniques intègrent des capteurs non spécifiques, par définition capables de détecter une large gamme de composés volatils. Cette caractéristique fondamentale de la technologie est souvent mise en avant par les concepteurs
mais elle ne présente pas que des avantages. En effet, chaque capteur est caractérisé par sa gamme de détection (l'ensemble des composés volatils qui génèrent un signal) et les seuils de détection de chacun de ces composés volatils. Ces paramètres étant inconnus, il est difficile d'interpréter un résultat : un composé volatil peut ne pas être détecté car il est en deçà du seuil de détection ou n'est pas dans la gamme de détection. Au contraire, un composé volatil non odorant présent dans la gamme de détection à une concentration supérieure au seuil de détection génèrera un signal. La méconnaissance des caractéristiques précises de chaque capteur induit inévitablement une incertitude. De plus, la variabilité des capteurs même de type identique est responsable de la faible reproductibilité des mesures effectuées par les nez électroniques et pénalise la qualité des résultats lorsque le changement d'un capteur est nécessaire.

Le fait que les capteurs des nez électroniques soient non spécifiques et génèrent un signal en présence d'un gaz non odorant comme odorant a d'autres conséquences. Si les gaz non odorants sont minoritaires dans un mélange gazeux ou si leur concentration est corrélée à celle des gaz odorants (par exemple lorsqu'ils sont issus du même process), alors l'emploi d'un nez électronique est pertinent. Dans le cas contraire, l'usage d'un nez électronique sera décevant. De même, la présence de particules peut diminuer voire inhiber la réponse d'un nez électronique (Marco 2014). Ces limites d'usage sont rarement expliquées. Pourtant, elles permettraient de comprendre qu'un même nez électronique donne des résultats satisfaisants ou décevants en fonction des situations. Elles soulignent aussi la nécessité de connaitre la composition du mélange gazeux pour choisir la méthode de mesure la plus adaptée. De fait, la méconnaissance de la composition du mélange gazeux génère obligatoirement une incertitude.

Les capteurs intégrés dans les nez électroniques sont connus pour être sensibles à la température, l'humidité et au vieillissement responsable d'une dérive des résultats. L'effet de ces paramètres est testé au laboratoire de manière à ce qu'ils soient maitrisés et compensés au mieux par les algorithmes. Les procédures de calibration ont aussi pour objectif de corriger les variations liées à la température, l'humidité et le vieillissement. Cependant, elles ne peuvent être réalisées que pour des gaz simples et il est illusoire de vouloir reproduire au laboratoire les mélanges complexes auxquels le nez électronique sera confronté en conditions réelles. Idéalement la calibration doit donc être réalisée sur des échantillons prélevés sur le terrain et renouvelée à chaque remplacement d'un capteur, ce qui est long et couteux. Température, humidité et vieillissement restent la principale cause de la faible répétabilité des mesures obtenus par les nez électroniques ainsi que de leur robustesse limitée (Marco 2014).

La qualité de l'échantillonnage a souvent été négligée lors de la conception des nez électroniques. Pourtant, elle influe aussi fortement sur la répétabilité et la robustesse des résultats (Boeker 2014). Ce point a été largement débattu lors de la conception de la future norme sur les mesures instrumentales des odeurs et devrait être mieux pris en considération à l'avenir.
### 7.1.2.1 L'effet « boite noire »

Les algorithmes mis en œuvre pour le traitement des données et leur affectation à une classe qui définira le résultat sont rarement détaillés par les constructeurs de nez électroniques. Or les résultats peuvent être très différents en fonction des méthodes et des paramètres choisis (bruit de fond, nombre de données intégrées...). Pour que ces résultats soient pertinents, le choix et le paramétrage des différents algorithmes nécessitent idéalement l'attention, la compréhension et la contribution de l'utilisateur final.

Aussi performants soient ces algorithmes, d'autres facteurs comme la variabilité et la dissimilarité des échantillons doivent être pris en compte pour garantir des résultats pertinents. En effet, les nez électroniques sont d'autant plus performants qu'ils sont employés pour distinguer des échantillons homogènes et bien distincts les uns des autres. Au contraire lorsque les échantillons sont très voisins et ou très variables dans leur nature, la spécificité des nez électroniques sera mise en défaut et les résultats seront décevants. La plupart des utilisateurs que nous avons interrogés (Suez, Total, DCRM de Rotterdam) en ont fait l'expérience. Avant de choisir de mettre en œuvre un nez électronique, Boeker (2014) propose même l'arbre de décision reproduit ci-dessous (Figure 35).

La validation des résultats fournis par un nez électronique est une étape souvent ignorée des utilisateurs malgré son importance notamment en l'absence de données précises sur la composition de l'échantillon. En effet, un nez électronique fournit toujours un résultat mais celui-ci peut être erroné pour de multiples raisons, ce qui justifie la mise en œuvre d'une validation comme, par exemple, une validation croisée des résultats : le modèle conçu sur un jeu de données d'entrainement est testé ensuite sur un jeu de validation (échantillons distincts mais prélevés et analysés dans les mêmes conditions). Ce type de validation est assez facile à mettre en œuvre mais il ne garantit en rien la robustesse du modèle dans des conditions différentes que celles des jeux d'entrainement et de validation. Ceux-ci doivent donc être choisis scrupuleusement et être représentatifs des conditions d'usage du nez électronique

### 7.1.2.2 Prérequis

Enfin, l'utilisation d'un nez électronique ou de toute autre méthode, instrumentale ou non, de mesure des odeurs et des gaz volatils n'est pas toujours stratégique. Par exemple, en ce qui concerne le cacao, la société Valrhona a procédé à des essais pour distinguer les variétés de cacao en fonction des COV émis. Deux thèses ont été conduites. Ces travaux ont montré que la chromatographie en phase gazeuse permettait de distinguer au mieux 4 groupes parmi les 20 variétés proposées et démontré ainsi que les COV ne sont donc pas la bonne métrique pour distinguer les variétés de cacao.

L'usage des nez électroniques pour distinguer l'origine des huiles d'olive est fréquemment mis en avant (Majchrzak et al. 2018). Contrairement au cacao, les huiles d'olives émettent bien des COV qui peuvent les distinguer les unes des autres avec une efficacité et une fiabilité qui dépend de la spécificité de la méthode employée (nez électronique ou autre). Cependant, la mesure des odeurs émises par les huiles n'est pas pour autant pertinente. En effet, les COV identifiés peuvent être le reflet du terroir d'origine
des olives, du process de fabrication de l'huile ou de la méthode de conservation de l'huile ou bien de
tous ces éléments combinés.

<figure><img src="image_75.png" /><figcaption>Figure 36 : Arbre de décision pour la mise en œuvre d'un nez électronique (RECORD 2020) (d'après Boeker 2014)</figcaption></figure>
## 7.2 Principaux axes de recherche

De nombreuses équipe de recherche travaillent sur des nouveaux capteurs, ou des méthodes de traitement de signaux afin de s'affranchir des limites technologiques actuelles, que ce soit la limite de détection trop élevée, la dérive temporelle des capteurs, le manque de reproductibilité des résultats ou encore l'influence des conditions environnementales (voir 5.4.8.2). Par ailleurs, la recherche sur les nez électroniques profite des avancées effectuées dans différents domaines de recherches telles que les nanosciences ou l'intelligence artificielle.

Les paragraphes suivants s'attachent à décrire les axes de recherche privilégiés pour améliorer les nez électroniques.

### 7.2.1 Amélioration de la détection

#### 7.2.1.1 Les cas des nez bioélectroniques (Pajot-Augy, 2019)

Des manifestations spontanées de chiens face à des patients atteints par divers cancers (mélanome, cancer du sein, etc.) ont été rapportées dès 1989, mais de façon anecdotique et ponctuelle. (Pajot, 2018)

Comme nous l'avons vu précédemment, la prolifération des cellules tumorales s'accompagne de modifications métaboliques qui entraînent une augmentation du taux de stress oxydatif et une libération dans le sang de COV éliminés par l'haleine, l'urine, la sueur, etc. Ces métabolites diffèrent selon la tumeur et apparaissent dès les premiers stades de la maladie, la lésion n'étant encore que précancéreuse. Ils constituent ainsi des biomarqueurs précoces de la maladie. Le profil odorant (c'est-à-dire les quantités relatives des différents odorants) évolue selon le type et le stade du cancer. Les COV constituent ainsi une signature olfactive pour diverses pathologies qui peut être perçue par les animaux, les chiens en particulier du fait du grand nombre de récepteurs olfactifs présents dans leurs muqueuses olfactives (Figure 37). C'est le principe du projet Acadia1 qui consiste à éduquer des chiens d'alerte à la détection de l'acétone dans l'haleine de patients diabétiques (Pajot, 2018).

<figure><img src="image_76.png" /><figcaption>Figure 37 – Utilisation du chien pour la détection de maladies (nombre de récepteurs olfactifs par espèce) (RECORD 2020)</figcaption></figure>
## Principe du nez bioélectronique

Le remplacement des surfaces sensibles des nez électroniques par des protéines olfactives, en particulier des récepteurs olfactifs (RO), dont la fonction intrinsèque est de discriminer et de lier des COV à très faible concentration, n'a été envisagé qu'après la description relativement récente de la superfamille des récepteurs olfactifs par Richard Axel et Linda Buck (voir 2.1.2).

Les nez bioélectroniques sont les nez électroniques basés sur des biocapteurs. Les récepteurs olfactifs sont généralement utilisés comme sonde biologique dans ce type d'instruments. De petites différences dans la structure des molécules odorantes peuvent entraîner un changement significatif de l'odeur, ce qui est dû au fait que chacun des récepteurs olfactifs est codé avec un gène différent et correspond généralement à un type d'odeur différent. Les potentialités d'application des nez bioélectroniques sont concentrées dans les domaines où une analyse très sélective et sensible des substances odorantes est requise (Wasilewski, 2016).

Des biocapteurs, qui intègrent des récepteurs olfactifs humains, ont été développés et testés pour détecter une molécule libérée lors de contamination bactérienne de l'eau de mer. Ces récepteurs pourraient être couplés à d'autres récepteurs spécifiques d'odeurs et ainsi fournir un outil de diagnostic rapide et adapté à d'autres usages (Tonacci, 2018).

Contrairement aux nez électroniques intégrant des capteurs du type MOS, la connaissance préalable du ou des COV pouvant être utilisés comme biomarqueurs d'une pathologie est nécessaire pour concevoir ces nez bioélectroniques. Il s'agit donc ensuite d'identifier les récepteurs les plus pertinents pour détecter ces odorants cibles.

<table><caption>Figure 38 - Comparaison schématique des principes entre nez électroniques "classiques", nez humains et nez bioélectroniques (d'après (Wasilewski, 2016))</caption><thead><tr><th></th><th>Nez électronique</th><th>Nez bioélectronique</th><th>Nez humain</th></tr></thead><tbody><tr><td>Visualisation des résultats obtenus</td><td colspan="3">Classification des odeurs selon leurs tons hédoniques ou leurs concentrations</td></tr><tr><td>Comparaison des résultats avec la bibliothèque de données</td><td>Unité de traitement des données</td><td>Cerveau</td><td>Transmission des signaux aux régions hautes du cerveau générant une réponse olfactive</td></tr><tr><td rowspan="2">Traitement du signal grâce aux méthodes d'analyse statistique appropriées</td><td>Algorithmes de reconnaissance de motifs, bibliothèque de données</td><td>Cortex olfactif</td><td rowspan="2">Transport du signal olfactif sur le trajet olfactif par les cellules bipolaires, les axones transmettent les stimuli olfactifs au centre de l'odorat situé au niveau de l'hippocampe et de l'amygdale situés dans le lobe temporal</td></tr><tr><td>Système d'acquisition et de traitement des données</td><td>Bulbe olfactif</td></tr><tr><td>Molécules odorantes au contact avec les éléments sensible (biologique, physique ou chimique) et génération du signal</td><td>Sondes de nature appropriées</td><td>Transducteur du signal</td><td>Épithélium olfactif</td></tr><tr><td></td><td></td><td>Récepteurs olfactifs</td><td>Stimulation des récepteurs olfactifs et transfert d'un signal électrique</td></tr><tr><td>Méthodes d'échantillonnage</td><td colspan="2">Système d'échantillonnage</td><td>Narines</td></tr><tr><td></td><td colspan="2"></td><td>Succions des molécules odorantes à l'aide des poumons</td></tr></tbody></table>
La possibilité de dissocier la collecte des composants biologiques (appareillage à usage unique dans la mallette du médecin ou en poste de soins) du traitement des données (composants électroniques pour l'analyse du résultat et le diagnostic) constitue une fonctionnalité qui devrait renforcer l'intérêt médical pour les nez bioélectroniques. Toutefois, des avancées dans le domaine de l'instrumentation sont encore nécessaires pour arriver au chevet du patient : l'innovation technologique devra permettre dans l'avenir de réduire les coûts pour une utilisation à plus grande échelle. La recherche sur les nez bioélectroniques est d'ailleurs particulièrement dynamique, comme le montre l'augmentation du nombre de publications scientifiques entre 2010 et 2015 (Figure 39).

<figure><img src="image_77.png" /><figcaption>Figure 39 - Nombre de publications scientifiques concernant les nez bioélectroniques (F.Di Pietrantonioa, 2015)</figcaption></figure>
### 7.2.1.2 Recherche sur les capteurs

#### Biocapteurs

De nouvelles générations de biocapteurs et de nanobiocapteurs sont en cours de développement. Leurs éléments sensibles sont des récepteurs olfactifs, et pourraient être les bases de nez bio-électroniques performants et peu chers.

Les applications des nez bioélectroniques sont très variées, et mettent en jeu des secteurs aussi variés que :

* Le suivi en ligne de processus industriels ;

* La détection de composants toxiques ;

* La détection d'explosifs ou de drogues ;

* Le dépistage de la tuberculose et le diagnostic du cancer du sein.

Les analyses sur puces, ainsi que les capteurs utilisant des récepteurs olfactifs ne requièrent que de très faibles quantités de nanosomes porteurs de récepteurs olfactifs préparés à partir de levures modifiées. Leur coût en termes d'éléments sensibles est donc minimal. Cette conception de capteurs offre donc de réelles possibilités pour l'élaboration d'un réseau de micro- ou nanocapteurs, qui pourrait mimer un nez biologique.

#### Capteurs MOS

Les recherches actuelles issues de la littérature sur ces capteurs de gaz, portent sur l'amélioration des performances du capteur mais aussi du système de détection global. Ces nouvelles voies de recherche concernent :

* La technologie des capteurs fonctionnant à faible température voire à température ambiante par différentes méthodes de transduction : MEMS, NEMS (cantilevers fonctionnalisés), colorimétrie, fluorescence, cataluminescence ;

* La miniaturisation de systèmes optiques et physiques performants (capteurs Infra-rouge, micro colonne chromatographique) ;

* La technologie des plateformes chauffantes plus stables, plus robustes et à faible consommation ;

* Le développement de « nouveaux matériaux » sensibles dans la majorité des cas nanostructurés.

Ces recherches sont focalisées sur les trois performances de base que sont la sensibilité, la sélectivité et la stabilité en agissant sur le capteur lui-même par la modification de ces caractéristiques physiques (technologie, morphologie, dopage, filtre, température) ou en agissant mathématiquement sur les données produites (traitement du signal, reconnaissance de forme), ou encore sur l'association des deux.
## Apport des Nanosciences dans la recherche sur les capteurs (RAMGIR, 2015)

Les avancées scientifiques relatives aux contrôles des dimensions des nanomatériaux a conduit à une recrudescence de leur utilisation. Le rapport surface/volume de ces structures est particulièrement intéressant pour la détection d'espèces biologiques et chimiques. L'une des classes de matériaux les plus attractives pour des nanodispositifs sont les oxydes métalliques. En effet, ils sont simples d'utilisation, peu chers, robustes et peu énergivore.

Divers nanomatériaux sont en cours de développement ou sont étudiés pour des applications possibles dans les nez électroniques. Ces nanostructures comprennent les nanoparticules, les nanofils ou encore les nanotubes.

Ces derniers offrent différents avantages tels que :

* Un rapport surface/volume élevé ;

* Une réactivité de surface augmentée ;

* Une consommation énergétique réduite ;

* Un coût relativement bas.

La cinétique de réaction plus rapide des nanomatériaux est une caractéristique particulièrement intéressante pour le développement de capteurs rapides et fiables, permettant ainsi la surveillance en temps réel de diverses odeurs ou espèces gazeuses.

<figure><img src="image_78.png" /><figcaption>Figure 40 - Deux exemples de nanostructures : des nanoparticules (à gauche) et des nanofils (à droite)</figcaption></figure>

### 7.2.2 Recherche sur les aspects « traitement du signal »

Le traitement du signal aujourd'hui mis en œuvre dans les nez électroniques passent par des techniques algorithmiques classiques et connues depuis bien longtemps (analyse en composant principal, technique k plus proches voisins, etc.). L'essor de la recherche sur l'intelligence artificielle (IA) représente une opportunité pour les nez électroniques afin d'améliorer ce bloc technologique important du nez électronique.
## Apport de l'intelligence artificielle

L'une des principales technologies sur laquelle reposera le traitement du signal dans les prochaines années sont les réseaux de neurones, une technique d'IA. Ces derniers mettent en œuvre des algorithmes de reconnaissance de formes qui recherchent des similitudes et des différences entre les éléments à identifier et des éléments connus enregistrés dans une bibliothèque de référence spécifiques à l'objet d'analyse (dans notre cas l'odeur). Le résultat de l'analyse des données est généralement fourni sous la forme d'un pourcentage de correspondance des éléments d'identification de l'échantillon avec ceux des motifs de sources connues dans la bibliothèque de référence.

Un réseau de neurones artificiels, souvent appelé simplement réseau de neurones, est un modèle mathématique inspiré des réseaux de neurones biologiques. Il consiste en un groupe interconnecté de neurones artificiels et traite les informations en utilisant une approche dite connexionniste du calcul. Généralement, les réseaux de neurones sont des systèmes « adaptatifs ». En effet, ils changent de structure lors de la phase d'apprentissage. Ils sont généralement utilisés pour modéliser des relations entre les entrées et les sorties d'un dispositif.

La combinaison de méthodes statistiques et d'intelligence artificielle constitue le futur du traitement de données pour les nez électroniques. De plus, le dynamisme de la recherche dans ce domaine est absolument spectaculaire (Figure 41).

Il convient de noter que les algorithmes les plus complexes (ex : *deep learning*) devront être intégrés dans des dispositifs à hautes performances afin de pouvoir être mis en œuvre.

<figure><img src="image_79.png" /><figcaption>Figure 41 : Nombre d'articles scientifiques et de brevets publiés relatifs à l'intelligence artificielle de 1962 à 2017</figcaption></figure>
# 8 Conclusion

La surveillance et la mesure des odeurs dans l'environnement comme dans l'air intérieur est un enjeu majeur depuis ces dernières années. Cette préoccupation sociétale croissante s'est traduite, d'une part, par l'évolution de la règlementation qui considère maintenant les odeurs comme une pollution à part entière et, d'autre part, par des efforts dans le domaine de la recherche académique et industrielle pour améliorer la détection, l'identification et la quantification des odeurs.

Cependant, contrairement aux autres polluants qui sont des molécules chimiques ou des particules physiques (particules fines, fibres), une odeur est une sensation, par définition fournie par un organe sensoriel. Cette sensation est le résultat d'un mécanisme physiologique particulièrement complexe qui a lieu dans notre système olfactif. Traduire et mesurer cette sensation est donc complexe. C'est pourtant ce que propose de faire l'olfactométrie dynamique à travers un panel de nez humains composant un jury de nez selon des règles précises et normées. La mise en œuvre de cette méthode décrite par la norme EN13725 (CEN/TC264 2003) permet de détecter, décrire et mesurer une odeur. Cette méthode a cependant ses limites : elle est ponctuelle ; que ce soit au laboratoire ou sur le terrain, elle est lourde à mettre en œuvre et donc couteuse ; elle ne peut être mise en œuvre en cas d'émanations toxiques ; et même lorsque la méthodologie est scrupuleusement suivie, les résultats souffrent d'une forte incertitude d'ordre physiologique liée à la subjectivité des panélistes.

Parallèlement, des méthodes de mesures des composés volatils existent, des plus sophistiquées et précises comme la GC-MS aux plus ciblées comme la mise en œuvre de capteurs (cellules électrochimiques, PID...) pouvant être déployés en réseau sur le terrain. La GC-MS présente l'énorme avantage de permettre la détection, l'identification et la quantification des composés volatils prélevés à un endroit donné. Lorsque la GC-MS est couplée à l'olfactométrie dynamique (GC olfactive), les composés odorants peuvent être distingués parmi l'ensemble des composés volatils, ce qui, malgré tout, ne permet pas d'en déduire l'odeur. Cette méthode est couteuse et ne permet pas de réaliser des analyses en continu. Quant aux capteurs, ils sont en général spécifiques d'une molécule ou d'un groupe de molécules définies ($H_2S$, $SO_2$, $H_2$, COV...). Dans le cas de mélanges odorants simples, le résultat peut être corrélé à l'odeur émise mais ces capteurs ne rendent pas mieux compte de l'odeur. Ils ont généralement l'avantage d'être sensibles, précis, d'un coût raisonnable et de fournir des résultats en continu.

En comparaison, les nez électroniques présentent l'énorme avantage de détecter, d'identifier et quantifier les odeurs et, cela, de manière continue. Ils pallient donc en théorie les limites majeures de l'olfactométrie dynamique et des autres méthodes instrumentales employées pour le monitoring des odeurs. La mesure instrumentale d'une odeur permettrait également de fournir un résultat objectif. C'est la raison pour laquelle ils ont été fréquemment présentés comme le Graal en matière de monitoring des odeurs. La réalité est beaucoup plus complexe voire décevante en comparaison des promesses marketing souvent mises en avant qui, petit à petit ont généré une méfiance chez les utilisateurs potentiels de nez électroniques. Les nez électroniques intègrent des capteurs « low cost », non spécifiques, souvent de type MOS. Chaque capteur fourni un signal en présence de molécules volatiles.
Compte-tenu de leur non spécificité, aucun des signaux fournis n'est totalement identique, même pour des capteurs de même type, et c'est leur intégration qui génère un signal global qui reflète la composition en molécules volatiles de l'échantillon. Pour qu'une identification puisse être proposée, il faut ensuite que ce signal global soit comparé par des méthodes d'analyse de données multivariées à une base de données de référence, ce qui permet de fournir une correspondance avec une odeur connue. De multiples incertitudes se nichent à chaque étape de ce processus, qui, au final, se manifestent par une faible répétabilité, reproductibilité et robustesse des résultats fournis par les nez électroniques. La plus grosse limite des nez électroniques, souvent oubliée du fait de l'appellation de « nez » électronique restent cependant liée au fait que ces capteurs sont sensibles à tous les composés volatils et non uniquement aux composés odorants contrairement au sens olfactif humain. Il est également rare que leur sensibilité soit supérieure à celle du nez humain surtout dans l'air ambiant, en conditions réelles.

Corriger les messages marketing trompeurs ne doit néanmoins pas faire oublier les avantages de ces instruments. En effet, ils permettent de surveiller, en continu, les évolutions des mélanges de composés volatils complexes et de contribuer à en définir l'origine. Leur coût relativement peu élevé fait qu'il est intéressant de les intégrer dans des réseaux plus ou moins denses pour surveiller un territoire où de multiples activités industrielles cohabitent. Loin de remplacer les autres méthodes et instruments de surveillance des odeurs et pollutions de l'air, ils peuvent constituer des outils d'alerte et apporter des éléments de compréhension lors d'épisodes odorants aux côtés des autres méthodes disponibles. Ils ont donc leur place au sein de la boite à outils des gestionnaires de la surveillance des odeurs et c'est bien dans ce sens que les travaux visant la rédaction de la nouvelle norme sur la mesure instrumentale des odeurs ont été conduits. De plus, la recherche, active dans ce domaine, et les retombées d'autres domaines de recherche (IA, nanosciences), laissent espérer que les limites technologiques des nez électroniques seront repoussées dans les prochaines années.
# 9 Bibliographie

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———. 2016b. « NF EN 16841-2 : Air ambiant - Détermination de la présence d'odeurs par mesures de terrain - Partie 2 : méthode du panache - Air ambiant - Détermination de l'exposition aux odeurs par mesures de terrain - Partie 2 : méthode du panache ».

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Tonacci, Alessandro, Francesco Sansone, Raffaele Conte, et Claudio Domenici. 2018. « Use of Electronic Noses in Seawater Quality Monitoring: A Systematic Review ». *Biosensors* 8 (4). https://doi.org/10.3390/bios8040115.

Van Harreveld, Anton P. 2017. « Progress in the review of EN13725: focus on sampling and uncertainty ». *Chemical Engineering Transactions* 40: 7.

Wilson, Alphus. 2017. « Biomarker Metabolite Signatures Pave the Way for Electronic-nose Applications in Early Clinical Disease Diagnoses ». *Current Metabolomics* 5: 90-101. https://doi.org/10.2174/2213235X04666160728161251.

Wilson, Alphus D. 2013. « Diverse applications of electronic-nose technologies in agriculture and forestry ». *Sensors* (Basel, Switzerland) 13 (2): 2295-2348. https://doi.org/10.3390/s130202295.

Wilson, Alphus Dan. 2012. « Review of Electronic-nose Technologies and Algorithms to Detect Hazardous Chemicals in the Environment ». *First World Conference on Innovation and
Wilson, D. Alphus. 2018. « Application of Electronic-Nose Technologies and VOC-Biomarkers for the Noninvasive Early Diagnosis of Gastrointestinal Diseases ». *Sensors* 18 (8). https://doi.org/10.3390/s18082613.
# 10 Annexes

## ANNEXE I – Répartition des personnes interrogées selon leur domaine d'activité

<table><thead><tr><td>Typologie des personnes interrogées</td><td>Nombre d'entretiens</td></tr></thead><tbody><tr><td>Acteurs académiques</td><td>17</td></tr><tr><td>Gestionnaires de la qualité de l'air</td><td>4</td></tr><tr><td>Acteurs industriels</td><td>12</td></tr><tr><td>Membres du COPIL</td><td>4</td></tr><tr><td>Acteurs d'autres domaines</td><td>3</td></tr><tr><td>Total</td><td>40</td></tr></tbody></table>
Signalement de nuisances olfactives
provenant d'un local professionnel situé à Paris

Nom et prénom
du ou de la déclarant-e :

Adresse :

Code postal: Bâtiment: Escalier:

Étage: Porte:

Digicode / Interphone :

Tél. domicile:

Portable :

Pour instruire votre signalement, une prise de contact est nécessaire.

Où pouvez-vous être joint par téléphone entre 9h et 17h pendant la semaine :

Courriel : @

Nom et adresse de
l'établissement(s)
présumé(s) être à
l'origine de la nuisance :

Décrivez précisément
la nuisance :

Provenance
et nature de la gêne :

☐ interne à l'immeuble

☐ côté cour

☐ de jour

☐ externe à l'immeuble

☐ côté rue

☐ de nuit

À quelle fréquence ?

☐ ponctuellement

☐ régulièrement

☐ permanente

Quel(s) jour(s) ?

☐ Lundi

☐ Mardi

☐ Mercredi

☐ Jeudi

☐ Vendredi

☐ Samedi

☐ Dimanche

☐ Tous les jours

À quelle heure ? H

ou indiquer la tranche horaire entre H et H

Depuis quand subissez-vous cette gêne ?

Vous êtes-vous déjà plaint-e ?

☐ non

☐ oui

Si oui, auprès de qui ?

Quel a été le résultat obtenu ?

Fait à Paris, le :

Ce formulaire est à compléter et à renvoyer :

* par courriel : nuisances-pro@paris.fr

* par courriel : Ville de Paris
Bureau d'Actions contre les Nuisances Professionnelles
Direction de la Prévention, de la Sécurité et de la Protection
5, rue de Lobau, 75004 Paris

Pour toute information
complémentaire, contactez
le 3975* ou consultez paris.fr

<caption>Figure 42 - Exemple de fiche de signalement de nuisances olfactives</caption>

<footnote>* Prix d'un appel local à partir d'un poste fixe</footnote>
# ANNEXE III – Règlementation relative aux odeurs et aux nuisances olfactives

Les principaux textes relatifs à la gestion des odeurs (Gouronnec 2000) sont liés à la notion d'installation classée.

**1810 Décret impérial du 14 octobre 1810** relatif aux Manufactures et Ateliers qui répandent une odeur insalubre ou incommode.

Ce décret vise à réduire ces nuisances.

**1917 Loi 1917-12-19 du 19 décembre 1917** relative aux établissements dangereux, insalubres ou incommodes.

Les manufactures, ateliers, usines, magasins, chantiers et tous établissements industriels ou commerciaux qui présentent des causes de danger ou des inconvénients soit pour la sécurité, la salubrité ou la commodité du voisinage, soit pour la santé publique, soit encore pour l'agriculture, sont soumis à la surveillance de l'autorité administrative dans les conditions déterminées par la présente loi.

**1961 Loi 61-842 du 2 août 1961** relative à la pollution atmosphérique et aux odeurs et portant modification de la précédente loi (loi du 19 décembre 1917).

Les immeubles, établissements industriels, commerciaux, artisanaux ou agricoles, véhicules ou autres objets mobiliers possédés, exploités ou détenus par toutes personnes physiques ou morales, devront être construits, exploités ou utilisés de manière à satisfaire aux dispositions prises en application de la présente loi afin d'éviter les pollutions de l'atmosphère et les odeurs qui incommodent la population, compromettent la santé ou la sécurité publique, ou nuisent à la production agricole, à la conservation des constructions et monuments ou au caractère des sites.

**1976 Loi 76-663 du 19 juillet 1976** relative aux Installations classées pour la protection de l'environnement (ICPE) et son décret d'application 77-1133 du 21 septembre 1977.

Les installations susceptibles de présenter des graves dangers ou inconvénients pour la commodité du voisinage à un régime l'autorisation préalable et à l'obligation d'accompagner leur demande d'autorisation d'une étude d'impact comportant un volet « odeurs ». À partir de 1996, ce volet comporte en sus une analyse des effets olfactifs de l'installation sur l'environnement ainsi que les mesures prévues par l'exploitant pour supprimer, limiter ou compenser les inconvénients de l'installation pour la commodité du voisinage.

**1996 Loi 96-1236 du 30 décembre 1996** sur l'air et l'utilisation rationnelle de l'énergie (loi LAURE).

Elle est reprise aujourd'hui dans le code de l'environnement (article L. 220-2) et reconnaît comme pollution à part entière « toute substance susceptible de provoquer des nuisances olfactives excessives ».

**1998 Arrêté du 2 février 1998** relatif aux prélèvements et à la consommation d'eau ainsi qu'aux émissions de toute nature des ICPE soumises à autorisation (arrêté intégré) et sa circulaire d'application du 17 décembre 1998.
Cet arrêté précise les conditions d'exploitations des ICPE et définit pour la première fois une définition
de la concentration et du débit d'odeurs.

Parallèlement, des installations non soumises à autorisation voient leur activité réglementée par des
arrêtés sectoriels de plus en plus précis en matière d'odeurs :

**2002 Arrêté sectoriel du 7 janvier 2002** applicable aux centres de compostage soumis à déclaration, qui mentionne que l'inspecteur des installations classées peut demander la réalisation, aux frais de l'exploitant, d'une campagne d'évaluation de l'impact olfactif de l'installation afin de qualifier l'impact et la gêne éventuelle et permettre une meilleure prévention des nuisances. Cette évaluation peut être réalisée à l'aide d'outils de simulation de la dispersion atmosphérique, s'appuyant sur des modèles mathématiques.

**2003 Arrêté sectoriel du 12 février 2003** applicable aux ICPE soumises à autorisation sous la rubrique 2730 (traitement des cadavres, des déchets ou des sous-produits d'origine animale...) qui précise que la concentration d'odeur, dans un rayon de 3 km autour du site, ne doit pas dépasser 5 ou<sub>E</sub>/m<sup>3</sup> (unité européenne d'odeur par mètre cube d'air) plus de 175 heures par an pour les installations existantes ou plus de 44 heures par an pour les installations nouvelles et que, à défaut de la réalisation d'une étude de dispersion atmosphérique, la concentration d'odeur ne doit pas dépasser 1000ou<sub>E</sub>/m<sup>3</sup>.

Autres textes en lien avec la gestion des odeurs :

**1975 Loi du 15 juillet 1975** relative à l'élimination des déchets et de la récupération des matériaux.

Cette loi spécifie que «Toute personne qui produit ou détient des déchets, dans des conditions de nature
à [...] engendrer des bruits et des odeurs et d'une façon générale à porter atteinte à la santé de l'homme
et à l'environnement, est tenue d'en assurer ou d'en faire assurer l'élimination [...] dans des, conditions
propres à éviter lesdits effets».

De nombreuses activités liées aux déchets (transit, regroupement, tri, stockage, traitement...) sont
soumises à la réglementation des installations classées pour la protection de l'environnement (ICPE).

**1992 Loi n° 92-3 du 3 janvier 1992 sur l'eau**

Cette loi prévoit que les ouvrages, travaux et activités entraînant des prélèvements, déversements, écoulements ou rejets dans les eaux et ne figurant pas dans la nomenclature ICPE soient soumis à un régime similaire à celui des ICPE. De ce fait, les ouvrages de traitement et de collecte des eaux usées doivent, depuis 1994, joindre à leur dossier de demande d'autorisation les dispositions prises dans la conception et l'exploitation de l'installation pour minimiser l'émission des odeurs.

Les lois concernant les ICPE, les déchets et l'eau sont désormais intégrées au code de l'environnement.
ANNEXE IV – L’échelle TRL, et TRL estimés de certains nez électroniques en cours de développement

Les TRL (Technology Readiness Level ou niveau de maturité technologique) « forment une échelle d'évaluation du degré de maturité atteint par une technologie » (DGA, 2009). Ils permettent une meilleure lisibilité du niveau de maturité d'une technologie, de la probabilité qu'elle arrive sur le marché, de la durée avant laquelle elle pourrait arriver sur le marché.
<table><thead><tr><td>Niveau TRL</td><td>Définition</td><td>Description</td><td>Exemple de justifications demandées</td></tr></thead><tbody><tr><td>1</td><td>Principe de base observé et décrit.</td><td>C'est le plus bas niveau de maturité technologique. La recherche scientifique. La recherche scientifique commence à être traduite en une recherche et développement (R&D) appliquée. Les exemples peuvent inclure des études papier portant sur les propriétés de base d'une technologie.</td><td>Publications de travaux de recherche identifiant les principes de base de la technologie. Références relatives à ces travaux.</td></tr><tr><td>2</td><td>Concept technologique et/ou application formulés.</td><td>L'invention commence. Les principes de base ayant été observés, des applications peuvent être envisagées. Elles sont spéculatives et il n'existe pas de preuve ou d'analyse détaillée pour étayer les hypothèses. Les exemples sont limités à des études analytiques.</td><td>Publications ou autres références qui esquissent l'application considérée et fournissent une analyse appuyant le concept.</td></tr><tr><td>3</td><td>La recherche scientifique commence à être traduite en une recherche et développement (R&D) appliquée. Les exemples peuvent inclure des études papier portant sur les propriétés de base d'une technologie.</td><td>Une R&D active est initiée. Elle comprend des études analytiques, et des études en laboratoire destinées à valider physiquement les prédicitions analytiques faites pour les différents éléments de la technologie. Les exemples impliquent des composants non encore intégrés ou représentatifs.</td><td>Résultats de mesures en laboratoire portant sur les paramètres essentiels des sous-systèmes critiques et comparaison de ces résultats aux prédicitions analytiques. Références relatives à la réalisation de ces tests et de ces comparaisons, (qui, où et quand ?)</td></tr><tr><td>4</td><td>Validation de composants et/ou de maquettes en laboratoire.</td><td>Des composants technologiques de base sont intégrés de façon à vérifier leur aptitude à fonctionner ensemble. La représentativité est relativement faible si l'on se réfère au système final. Les exemples incluent l'intégration en laboratoire d'éléments ad hoc.</td><td>Concepts envisagés du système et résultats d'essais de maquettes de laboratoire. Références relatives à la réalisation des travaux (qui, où et quand ?). Estimation des différences entre la maquette du matériel, les résultats des essais et les objectifs du système envisagé.</td></tr></tbody></table>
<table><thead><tr><td>Niveau TRL</td><td>Définition</td><td>Description</td><td>Exemple de justifications demandées</td></tr></thead><tbody><tr><td>5</td><td>Validation de composants et/ou de maquettes en environnement représentatif</td><td>La représentativité de la maquette technologique augmente significativement. Les composants technologiques de base sont intégrés à des éléments supports raisonnablement réalistes, de façon à être testés en environnement simulé. Les exemples incluent l'intégration hautement représentative de composants en laboratoire.</td><td>Résultats d'essais d'une maquette de laboratoire du système, intégrée à des éléments supports, dans un environnement opérationnel simulé. Écarts entre environnement représentatif et environnement opérationnel visé. Comparaison entre les résultats des essais et les résultats attendus. Problèmes éventuellement rencontrés. La maquette du système a-t-elle été raffinée pour mieux correspondre aux objectifs du système envisagé ?</td></tr><tr><td>6</td><td>Démonstration d'un prototype ou d'un modèle de système/sous-système dans un environnement représentatif.</td><td>Un modèle représentatif ou un système prototype, allant bien au-delà de celui du TRL 5, est testé dans un environnement représentatif. Cela représente une étape majeure dans la démonstration de la maturité d'une technologie. Les exemples incluent les essais d'un prototype dans un environnement de laboratoire reproduisant fidèlement des conditions réelles ou les essais dans un environnement opérationnel simulé.</td><td>Résultats d'essais en laboratoire d'un système prototype très proche de la configuration désirée en termes de performance, masse et volume. Écarts entre l'environnement d'essai et l'environnement opérationnel. Comparaison entre les résultats des essais et les résultats attendus. Problèmes éventuellement rencontrés. Plans, options ou actions envisagés pour résoudre les problèmes rencontrés avant de passer au niveau suivant.</td></tr><tr><td>7</td><td>Démonstration d'un prototype du système dans un environnement opérationnel.</td><td>Prototype conforme au système opérationnel, ou très proche. Ce TRL représente un saut important par rapport au TRL 6, exigeant la démonstration d'un prototype du système réel dans son environnement opérationnel (par exemple dans un avion, dans un véhicule, dans l'espace). À titre d'exemple, on peut citer le test d'un prototype dans un avion banc d'essai.</td><td>Résultats d'essais d'un système prototype en environnement opérationnel. Identifications des entités ayant réalisé les essais. Comparaison entre les résultats des essais et les résultats attendus. Problèmes éventuellement rencontrés. Plans, options ou actions envisagés pour résoudre les problèmes rencontrés avant de passer au niveau suivant.</td></tr></tbody></table>
<table><thead><tr><td>Niveau TRL</td><td>Définition</td><td>Description</td><td>Exemple de justifications demandées</td></tr></thead><tbody><tr><td>8</td><td>Système réel achevé et qualifié par des tests et des démonstrations</td><td>La preuve est faite que la technologie fonctionne dans sa forme finale, et dans les conditions d'emploi prévues. Dans la plupart des cas, ce niveau de TRL marque la fin du développement du système réel. Les exemples incluent les tests et évaluations du système dans le système d'armes auquel il est destiné, afin de déterminer s'il satisfait aux spécifications.</td><td>Résultats d'essai du système dans sa configuration finale confronté à des conditions d'environnement couvrant l'ensemble du domaine d'utilisation. Évaluation de ses capacités à satisfaire les exigences opérationnelles. Problèmes éventuellement rencontrés. Plans, options ou actions envisagés pour résoudre les problèmes rencontrés avant de finaliser la conception.</td></tr><tr><td>9</td><td>Système réel qualifié par des missions opérationnelles réussies.</td><td>Application réelle de la technologie sous sa forme finale et dans des conditions de missions telles que celles rencontrées lors des tests et évaluations opérationnels. Les exemples incluent l'utilisation du système dans des conditions de mission opérationnelle.</td><td>Rapports de tests et d'évaluations opérationnels</td></tr></tbody></table>

=Sources : Quelques explications sur l'échelle des TRL (Technology Readiness Level) d'après le plan stratégique de recherche & technologie de défense et de sécurité – DGA 2009
## Dispositifs fournissant un résultat relatif à la quantité d'odeur

5

* Surveillance de la qualité intérieur: JPL E-nose

* Surveillance de la qualité de l'eau : Cyranose 320

6

* Pollution en milieu marin : Héraclès et du Karlsruhe Micronose KAMINA

7

* Industrie agroalimentaire : PEN3 et PEN4 et FOX4000

8

9

## Dispositifs ne fournissant pas un résultat relatif à la quantité d'odeur

5

6

7

8

9

* Surveillance de la qualité de l'air intérieur : RUBIX POD

* Surveillance des nuisances olfactives autour d'une zone industrielle : gamme de nez électroniques commerciliasée par Common Invent, (cf. Port Rotterdam).

<caption>Figure 43 - Exemples de nez électroniques placés sur l'échelle TRL (RECORD 2020)</caption>
ANNEXE V - Les principales entreprises commercialisant des nez électroniques

Le tableau ci-dessous compile les noms des entreprises impliquées dans la conception et la commercialisation de nez électroniques, ainsi que les noms des produits qu'elles ont développés.

<table><thead><tr><td>Société</td><td>Adresse</td><td>Pays</td><td>Produit</td><td>Domaine d'application</td></tr></thead><tbody><tr><td>Neotronics Scientific LTD</td><td>Chelmsford</td><td>UK</td><td>Neotronic Nose</td><td>Monitoring de l'air ambiant</td></tr><tr><td>Electronic Sensor Technology Inc.</td><td>Newbury Park</td><td>USA (California)</td><td>zNose® (Model 4200, 7100)</td><td>Monitoring de l'air ambiant à proximité d'activités industrielles (Fonderie), de l'eau, fraude (café, miel), santé, sécurité</td></tr><tr><td>Technobiochip</td><td>Pozzuoli</td><td>Italie</td><td>LibraNose 2,1</td><td>Foresterie (détection de la contamination fongique du bois)</td></tr><tr><td rowspan="2">Sacmi Imola sarl</td><td></td><td>Italie</td><td>EOS 507C</td><td>Agroalimentaire (Détection de contamination bactérienne)</td></tr><tr><td></td><td>Italie</td><td>EOS 835</td><td></td></tr><tr><td>Aryballe Technologies</td><td>Grenoble</td><td>France</td><td>NeOse</td><td>Anosmie</td></tr></tbody></table>
<table><thead><tr><th>Société</th><th>Adresse</th><th>Pays</th><th>Produit</th><th>Domaine d'application</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="3">Alpha MOS</td><td rowspan="3">Immeuble, Le Colombus, 4 Rue Brindejonc des Moulinais, 31500 Toulouse</td><td rowspan="3">France</td><td>HERACLES (nez électronique par chromatographie en phase gazeuse rapide) et HERACLES Neo</td><td>Agroalimentaire</td></tr><tr><td></td><td>Surveillance de la pollution de l'eau de mer par les hydrocarbures</td></tr><tr><td>FOX 3000 (MOS-nose), FOX 4000</td><td></td></tr><tr><td>Implant Science Corporation</td><td></td><td>USA</td><td>Quantum Sniffer QS-H150</td><td></td></tr><tr><td>SpectraFluidic's Inc</td><td></td><td>USA</td><td>Technologie développée par UCSB's Institute for Collaborative Biotechnologies</td><td></td></tr><tr><td>SenSiC AB</td><td></td><td>Suède</td><td>Applied Sensor 3320 (analyse olfactive du lait)</td><td>Agroalimentaire</td></tr><tr><td>WOLF – Enose</td><td></td><td>UK</td><td></td><td>Agroalimentaire</td></tr><tr><td>Figaro USA Inc.</td><td></td><td>USA</td><td>Nombreux modèles (TGS 2620, 2610, 2600...)</td><td>Agroalimentaire</td></tr><tr><td>Cyranose Sciences Inc.</td><td>Hertz</td><td>UK</td><td>Cyranose 320</td><td>Agroalimentaire</td></tr></tbody></table>
<table><thead><tr><th>Société</th><th>Adresse</th><th>Pays</th><th>Produit</th><th>Domaine d'application</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="3">ThermoFisher Scientific</td><td>5225 Verona Road Madison WI 53711</td><td>USA</td><td>Karlsruhe Micro Nose (KAMINA) Gas Sensor MicroArray</td><td>Agroalimentaire, qualité de l'air et de l'eau, détection des incendies, domaine médical</td></tr><tr><td>5225 Verona Road Madison WI 53711</td><td>USA</td><td>Karlsruhe Micro Nose (KAMINA) Gas Sensor MicroArray</td><td>Qualité de l'air, détection des incendies, domaine médical</td></tr><tr><td>5225 Verona Road Madison WI 53711</td><td>USA</td><td>Karlsruhe Micro Nose (KAMINA) Gas Sensor MicroArray</td><td>Eaux usées et potentiellement eau de mer</td></tr><tr><td>Bloodhound Sensors Ltd.</td><td></td><td>UK</td><td>BH-114</td><td>Agroalimentaire</td></tr><tr><td rowspan="2">Airsense Analytics</td><td>Schwerin</td><td>Allemagne</td><td>PEN 2</td><td>Agroalimentaire</td></tr><tr><td></td><td>Allemagne</td><td>PEN 3</td><td>Agroalimentaire</td></tr><tr><td>SES Piezo Ltd.</td><td></td><td>UK</td><td></td><td>Agroalimentaire</td></tr><tr><td>Fragrance &amp; Flavor Analyzer</td><td>Shimadzu</td><td>Japon</td><td>FF-2A</td><td>Agroalimentaire</td></tr><tr><td>Danish Odour Sensor System</td><td></td><td>Danemark</td><td>DOSS</td><td>Agroalimentaire</td></tr><tr><td>Odournet/Osm etech Inc.</td><td>Crewe/Woburn</td><td>UK/USA</td><td>Aromascan PLC</td><td>Monitoring de l'air ambiant</td></tr></tbody></table>
<table><thead><tr><td>Société</td><td>Adresse</td><td>Pays</td><td>Produit</td><td>Domaine d'application</td></tr></thead><tbody><tr><td></td><td>Crewe</td><td>UK</td><td>Aromascan A32S</td><td>Agro-alimentaire ; Contrôle système d'abattement d'odeur de porcherie</td></tr><tr><td>Neotronics Scientific Ltd.</td><td>Chelmsford</td><td>UK</td><td>Neotronic Nose</td><td>Monitoring de l'air ambiant</td></tr><tr><td>Electronic Sensor Technology Inc.</td><td>Newbury Park</td><td>USA (California)</td><td>zNose® (Model 4200, 7100)</td><td>Monitoring de l'air ambiant à proximité d'activités industrielles (Fonderie), de l'eau, fraude (café, miel), santé, sécurité</td></tr><tr><td>Technobiochip</td><td>Pozzuoli</td><td>Italie</td><td>LibraNose 2,1</td><td>Foresterie (détection de la contamination fongique du bois)</td></tr><tr><td>Scient Lab Center</td><td></td><td>Corée du sud</td><td>Odor Catch</td><td>Monitoring de l'air ambiant</td></tr></tbody></table>