Il existe aujourd’hui différents types de dispositifs de purification de l’air, chacun étant conçu pour éliminer certains types de polluants. Les polluants qui peuvent affecter la qualité de l’air dans une maison appartiennent aux deux grandes catégories suivantes : les particules et les polluants gazeux.
Il existe deux types de dispositifs de purification de l’air qui peuvent éliminer les particules de l’air : les filtres à air mécaniques et les purificateurs d’air électroniques. Les filtres à air en phase gazeuse éliminent les gaz et les odeurs à l’aide d’un matériau absorbant, comme le charbon actif. Les autres types de purificateurs sont les purificateurs de rayonnement ultraviolet (UVGI) ; les purificateurs d’oxydation photocatalytique (PCO), qui éliminent les polluants gazeux ; les ozonateurs, qui peuvent être dangereux pour la santé.
Les purificateurs d’air électroniques sont essentiellement de deux types : les générateurs d’ions, ou ioniseurs, qui aspirent l’air à travers une section d’ionisation, après quoi certains atomes acquièrent une charge électrique et sont ensuite dispersés dans l’air, où ils se fixent aux particules en suspension, ce qui les fait se déposer plus rapidement ; les précipitateurs électrostatiques, qui ont plus que des collecteurs – une série de plaques plates chargées de manière opposée – sur lesquels les particules chargées s’accumulent.
Les principales technologies pour la purification de l’air domestique !
Les critères généraux de sélection
Si vous vous préoccupez des particules, vous devriez en théorie vous orienter vers des filtres mécaniques et des purificateurs d’air électroniques (dans ce cas, l’odeur et de nombreux polluants gazeux cancérigènes produits, par exemple, par la fumée de tabac resteront dans l’air) ; tandis que si vous vous préoccupez des polluants gazeux, vous devriez vous orienter vers des purificateurs à oxydation catalytique et des filtres à charbon actif ; enfin, si vous vous préoccupez principalement des germes et des bactéries, vers des purificateurs par irradiation ultraviolette.
Mais, en plus de comprendre les différents types d’appareils de purification de l’air, les consommateurs doivent tenir compte de leurs performances. En outre, pour choisir des dispositifs de purification de l’air et les utiliser correctement, il est important de comprendre la différence entre efficacité et efficience.
L’efficacité d’un dispositif d’épuration de l’air, généralement exprimée en pourcentage, est une mesure de la capacité à éliminer les particules polluantes en suspension dans l’air ou gazeuses de l’air qui le traverse. En revanche, l’efficacité d’un dispositif d’épuration de l’air est une mesure de sa capacité à réduire les concentrations de polluants atmosphériques ou gazeux dans un espace occupé.
L’efficacité d’un purificateur d’air à éliminer les polluants d’un espace occupé dépend de trois facteurs : son efficacité, la quantité d’air filtré et le chemin que suit l’air purifié après avoir quitté le filtre. Par exemple, un filtre peut éliminer 99 particules de l’air qui le traverse, mais si le débit d’air à travers le filtre n’est que de 0,3 mètre cube par minute, dans une pièce typique, le filtre sera relativement inefficace pour éliminer les particules de l’air.
Les filtres à haute efficacité éliminent plus efficacement les particules en suspension plus grandes et plus petites. Mais plus l’efficacité du filtre est élevée, plus il faut prêter attention à son installation étanche car une résistance accrue au flux d’air est plus susceptible de créer des fuites. L’efficacité d’un filtre à air peut être considérablement réduite s’il y a une fuite d’air à travers le cadre du filtre mal installé. Il est donc important de mesurer le niveau de polluants avant et après.
Enfin, il faut tenir compte des éléments suivants : les coûts d’achat et de maintenance (par exemple, le remplacement fréquent des filtres à charbon actif peut être coûteux) ; la moindre efficacité et le bruit produit par les purificateurs d’air portables ; le fait que les ioniseurs ne sont pas conçus pour éliminer de l’air les particules chargées générées, qui se déposent donc sur les murs et autres surfaces des pièces, etc.
Étant donné qu’il existe essentiellement deux types de dispositifs de purification de l’air – ceux conçus pour être installés dans les systèmes de climatisation et les purificateurs d’air portables – il existe différentes façons de mesurer le fonctionnement de ces dispositifs, qui dépendent du type d’appareil et de la configuration de base.
L’élimination des particules à l’intérieur des bâtiments
La plupart des filtres à air mécaniques sont capables de capturer les plus grosses particules en suspension dans l’air comme la poussière, le pollen, les acariens et les allergènes de cafards, certaines moisissures et les poils d’animaux. Cependant, comme ces particules se déposent assez rapidement, les filtres à air ne sont pas très efficaces pour les éliminer complètement des zones intérieures.
Bien que les activités humaines telles que la marche et l’aspiration puissent soulever des particules, la plupart des grandes particules se déplacent avant qu’un filtre à air ne puisse les éliminer. Un aspirateur équipé d’un filtre HEPA (High Efficiency Particulate Air), ou filtre à particules à haute efficacité, peut toujours être utile pour filtrer les allergènes déposés.
Les filtres HEPA sont des filtres qui éliminent les particules 0,3 μm de l’air qui les traverse, mais ne sont généralement pas installés dans les systèmes de climatisation résidentiels car une unité de traitement d’air résidentielle typique et son conduit ne pourraient pas accueillir de tels filtres en raison de leur taille et de leur résistance accrue au flux d’air.
Performance typique d’un filtre HEPA à 99,97%.
Les consommateurs peuvent choisir un filtre à air pour l’élimination des particules en observant son efficacité à éliminer les particules en suspension dans le flux d’air. Aux États-Unis, cette efficacité est mesurée par la valeur dite “minimum removal efficiency value” (MERV) pour les filtres à air installés dans les systèmes de conditionnement d’air en gaine, qui y sont très courants.
Les classifications MERV (d’un minimum de 1 à un maximum de 20) permettent également de comparer les filtres à air fabriqués par différentes entreprises. Les filtres ayant une valeur MERV comprise entre 7 et 13 sont probablement aussi efficaces que les véritables filtres HEPA. Les filtres à air plats ou à panneaux avec un MERV compris entre 1 et 4 sont couramment utilisés dans les systèmes de climatisation résidentiels et les climatiseurs.
Dans la plupart des cas, ces filtres sont utilisés pour protéger l’équipement de climatisation contre l’accumulation de matériaux indésirables sur les surfaces, comme les moteurs de ventilateur et les serpentins de chauffage ou de refroidissement, et non pour des raisons directes de qualité de l’air intérieur. Ils ont une faible efficacité sur les petites particules en suspension dans l’air et une efficacité moyenne sur les grosses particules.
Il n’existe pas de mesure standard de l’efficacité des purificateurs d’air électroniques. Bien qu’ils puissent éliminer les petites particules, ils peuvent être inefficaces pour éliminer les grosses particules. En outre, les purificateurs d’air électroniques peuvent produire de l’ozone, un irritant pulmonaire nocif pour la santé. La quantité d’ozone produite varie selon les modèles.
Lors d’expériences récentes, on a constaté que les ioniseurs étaient moins efficaces pour éliminer les particules de poussière, la fumée de tabac, le pollen ou les spores fongiques que les filtres à particules à haute efficacité ou les précipitateurs électrostatiques. Cependant, il ressort d’autres expériences que l’efficacité des purificateurs d’air à particules – y compris les récepteurs électrostatiques, les ioniseurs et les filtres plissés – varie considérablement.
Par conséquent, si vous avez, ou avez l’intention d’utiliser, des purificateurs d’air électroniques à la maison, il est bon d’avoir des appareils de mesure de la qualité de l’air qui détectent les niveaux de particules et d’ozone, afin que vous puissiez être sûrs que, dans une tentative d’améliorer la qualité de l’air avec des produits de qualité douteuse et souvent vendus à un prix élevé par des vendeurs peu scrupuleux, vous n’aggravez pas involontairement la situation.
L’élimination des polluants gazeux et biologiques
Il existe de nombreux dispositifs de filtration d’air en phase gazeuse qui éliminent les gaz et les odeurs des processus physiques ou chimiques, mais il n’existe malheureusement pas de système de mesure standard de l’efficacité de ces filtres, comme ceux installés dans certains systèmes de climatisation domestique haut de gamme. En outre, les filtres en phase gazeuse sont beaucoup moins utilisés dans les foyers que les filtres à particules.
La durée de vie des filtres en phase gazeuse peut être courte car le média filtrant peut rapidement être surchargé et doit être remplacé fréquemment. On craint également qu’à pleine charge, ces filtres ne rejettent dans l’air les polluants piégés. Enfin, il est peu probable qu’un système de filtration en phase gazeuse correctement conçu et construit convienne à un système de climatisation domestique typique ou à un purificateur d’air portable.
Le comportement d’un filtre absorbant dépend de nombreux facteurs qui peuvent influencer l’élimination des gaz contaminants : vitesse du flux d’air et vitesse à travers le milieu absorbant ; concentration des contaminants ; présence d’autres contaminants gazeux ; surface totale disponible du milieu absorbant ; caractéristiques physiques et chimiques des polluants et du milieu absorbant ; efficacité et capacité d’élimination ; température et humidité relative du flux gazeux.
Les essais sur l’élimination des polluants gazeux avec du charbon actif ont généralement été réalisés en utilisant uniquement des concentrations élevées de polluants (tels que certains composés organiques volatils, ou COV), de sorte que peu d’informations sont disponibles sur l’efficacité du charbon à éliminer les substances chimiques présentes en faibles concentrations (de l’ordre de quelques parties par milliard, ou ppb) qui se trouvent normalement dans l’air intérieur, mais les filtres habituellement utilisés pour le contrôle des odeurs peuvent être insuffisants.
Il n’existe pas de système de mesure standard, même pour évaluer l’efficacité des purificateurs d’air à oxydation photocatalytique (PCO), qui éliminent les polluants gazeux. Cependant, l’utilisation de ces purificateurs dans les foyers est limitée, car les catalyseurs actuellement disponibles ne sont pas efficaces pour détruire complètement les polluants gazeux de l’air intérieur, et produisent au contraire de nouveaux polluants intérieurs qui peuvent provoquer des irritations des yeux, de la gorge et du nez.
En fait, à part la consommation d’énergie relativement importante d’une unité PCO – qui rend les estimations des coûts de fonctionnement de cette technologie nettement plus élevées que celles de la technologie du charbon actif – les dispositifs PCO installés dans les purificateurs d’air portables, dans les tests auxquels ils ont été soumis, n’ont pas éliminé efficacement les composés organiques volatils (COV) présents aux faibles concentrations auxquelles ils sont normalement présents dans l’air intérieur.
En outre, l’oxydation photocatalytique de certains COV peut créer des sous-produits qui sont des polluants intérieurs si les paramètres de conception du système et la composition du métal du catalyseur ne correspondent pas au composé de décomposition, en particulier en présence de composés réactifs multiples, comme ceux que l’on trouve couramment dans les environnements résidentiels. Par exemple, deux études sur la dégradation de 4 COV chlorés ont trouvé des sous-produits comprenant du phosgène et des chlorures.
Il n’existe pas de système de mesure standard, même pour évaluer l’efficacité des purificateurs d’air à rayonnement ultraviolet (UVGI). Les dispositifs typiques de ce type utilisés dans les maisons ont une efficacité limitée pour tuer les bactéries et les moisissures. En fait, la destruction efficace de certains virus et de la plupart des spores de moisissures et des bactéries nécessite généralement une exposition aux rayons ultraviolets (UV) beaucoup plus importante que celle fournie par une unité domestique typique.
D’autre part, selon deux études scientifiques, le fonctionnement des lampes UV installées dans les systèmes de climatisation pour irradier les surfaces des unités de traitement de l’air ne produit pas d’augmentation des concentrations d’ozone, de composés organiques volatils (COV) ou d’autres produits chimiques en tant que sous-produit. N’oubliez pas que ces lampes sont utilisées par les purificateurs UVGI et PCO.
Le grand “malentendu” des ozoniseurs
Il existe également des générateurs d’ozone, ou ozonateurs, vendus comme purificateurs d’air. Ils produisent intentionnellement du gaz d’ozone, qui est nocif pour la santé. Les vendeurs de générateurs d’ozone font souvent des déclarations et distribuent des documents qui amènent le public à croire que ces appareils sont toujours sûrs et efficaces pour contrôler la pollution de l’air intérieur, mais – depuis près d’un siècle, les professionnels de la santé réfutent ces affirmations.
Quelques exemples d’ozoniseurs
Les fabricants et les vendeurs de dispositifs d’ozone utilisent souvent des termes trompeurs pour décrire l’ozone, tels que “oxygène énergisé” ou “air pur”, qui suggèrent que l’ozone est un type d’oxygène sain. L’ozone est un gaz toxique dont les propriétés chimiques et toxicologiques sont très différentes de celles de l’oxygène normal de l’air. Par conséquent, l’exposition humaine à l’ozone devrait être limitée, et plusieurs agences nationales de protection de l’environnement ont fixé des limites ou formulé des recommandations à cet égard.
Certains fabricants ou vendeurs suggèrent que l’ozone rendrait presque tout contaminant chimique inoffensif en produisant une réaction chimique dont les seuls sous-produits sont le dioxyde de carbone, l’oxygène et l’eau. Ce n’est pas vrai. En fait, pour de nombreux produits chimiques que l’on trouve couramment dans les environnements intérieurs, le processus de réaction avec l’ozone peut prendre des mois ou des années. Dans la pratique, l’ozone ne réagit pas avec ces produits chimiques et n’est pas efficace pour éliminer le monoxyde de carbone et le formaldéhyde.
Deuxièmement, pour de nombreux produits chimiques avec lesquels l’ozone réagit facilement, la réaction peut former une variété de sous-produits nocifs ou irritants et corrosifs. Par exemple, dans une expérience en laboratoire qui a mélangé de l’ozone avec des produits chimiques provenant de nouveaux tapis, la réaction a produit une variété d’aldéhydes et la concentration totale de produits chimiques organiques dans l’air a augmenté plutôt que de diminuer après l’introduction de l’ozone.
Enfin, l’ozone n’élimine pas les particules de l’air (par exemple la poussière et le pollen), y compris les particules qui provoquent la plupart des allergies. Au contraire, elle peut produire des particules ultrafines.
