Le dioxyde de carbone (CO₂) fait partie des composants naturels de l'air et est un important gaz à effet de serre dans l'atmosphère terrestre. Des concentrations trop élevées de dioxyde de carbone dans l'habitacle entraînent une baisse des performances et de la fatigue, voire une détresse respiratoire potentiellement mortelle.
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En faible concentration, le dioxyde de carbone est inodore. En cas de concentrations élevées, ce gaz climatique dégage une odeur forte à acide - qui est également perçue par l'homme. Le CO₂ est par exemple plus lourd que l'oxygène et s'accumule sur le sol et dans les dépressions du sol.
Au cours de l'histoire de la Terre, la proportion de dioxyde de carbone dans l'atmosphère terrestre a beaucoup fluctué. Les premières valeurs de dioxyde de carbone mesurées il y a 500 millions d'années indiquent une teneur en CO₂ d'environ 8.000 ppm (parties par million). Pour des raisons chimiques, biologiques et physiques très différentes, cette teneur a continuellement diminué pour atteindre moins de 2 000 ppm. Depuis au moins 800.000 ans, la concentration de dioxyde de carbone a toujours été inférieure à 300 ppm. C'est surtout l'industrialisation et la combustion d'énergies fossiles qui en a résulté qui ont fait remonter pour la première fois la proportion de CO₂ à sa valeur actuelle, jusqu'à 415 ppm.
La proportion de dioxyde de carbone dans l'air que nous respirons est aujourd'hui d'environ 415 ppm (ce qui correspond à 0,04 % de l'air). L'air expiré par un être humain présente une teneur en CO₂ d'environ 40 000 ppm. En conséquence, des concentrations allant jusqu'à 5.000 ppm peuvent rapidement être mesurées dans des chambres à coucher non ventilées, des salles de classe ou de réunion bondées.
Et ces concentrations élevées de dioxyde de carbone sont néfastes pour la concentration, les performances et la santé en général.
L'Office fédéral de l'environnement recommande donc, dès que la valeur de 1.000 ppm de CO₂ est dépassée, de faire entrer de l'air frais de l'extérieur dans la pièce. La concentration maximale sur le lieu de travail, également appelée valeur MAK, est indiquée à 9 100 mg/m³ (ce qui correspond à près de 5 000 ppm). La norme DIN-1946-2, qui n'est plus en vigueur aujourd'hui, prévoyait une valeur limite de 1.500 ppm.
Il est prouvé que des concentrations de CO₂ supérieures à 1 000 ppm entraînent une augmentation du nombre d'erreurs au travail. Cela peut se produire par exemple en raison d'un manque de concentration ou de maux de tête lors du calcul, en ce qui concerne l'orthographe ou la recherche de fautes d'orthographe lors de la rédaction.
Lorsque le taux de dioxyde de carbone atteint 2.000 ppm, on observe des troubles de la concentration et de la fatigue. À partir de 5.000 ppm, il faut même s'attendre à une nette diminution des performances et à l'apparition de maux de tête.
Le problème, c'est que les symptômes tels que les troubles de la concentration ou les maux de tête apparaissent bien avant que l'air ambiant ne soit consciemment perçu comme mauvais.
Lorsque la teneur en CO₂ augmente, le volume de temps respiratoire augmente continuellement et peut même mettre la vie en danger. Une concentration de dioxyde de carbone d'environ 80 000 ppm entraîne une détresse respiratoire et la mort au bout de 30 à 60 minutes.
Ledioxyde de carbone est produit lors de la combustion complète de substances contenant du carbone, telles que les résidus végétaux, le pétrole sous forme de carburant, ainsi que dans l'organisme des êtres vivants en tant que produit de la respiration cellulaire. En revanche, une combustion incomplète produit du monoxyde de carbone.
Dans les espaces intérieurs, outre les personnes qui respirent et, le cas échéant, les animaux, ce sont surtout les processus de combustion (cuisinière à gaz, four à pétrole/bois/charbon/gaz, bougies, tabac, etc.) qui sont sources de grandes quantités de CO₂. Il peut s'agir typiquement de cuisinières à gaz, de bougies, de cigarettes et de cigares ou de fours qui brûlent du pétrole, du bois, du charbon ou du gaz. De même, le CO₂ est libéré dans une moindre mesure par les boissons gazeuses.
Le dioxyde de carbone est mesuré à l'aide d'un capteur optique. Celui-ci est basé sur le principe de l'absorption infrarouge. La molécule de CO₂ absorbe certaines longueurs d'onde du rayonnement infrarouge. C'est par exemple aussi la raison de l'effet de serre, car ce rayonnement thermique ne peut pas quitter la terre. Le capteur mesure la hauteur de celui-ci. Pour obtenir une précision maximale, l'intensité de la LED infrarouge est en outre surveillée par un deuxième faisceau de mesure. L'avantage de ce principe par rapport aux méthodes de mesure à faisceau unique est une grande précision. Il n'y a pas d'inconvénients. Le capteur que nous utilisons ne présente pas de sensibilités croisées connues avec d'autres gaz.
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