Purificateur d'air

La pollution domestique est liée à la présence dans l'air de trois types de polluants :

• des pollutions particulaires : ce sont particules en suspension (particules fines, pollens, poils, acariens, ...)
• des pollutions chimiques, tels que les composés organiques volatils (COV), ou les oxydes d'azote
• des pollutions biologiques : virus, bactéries, moisissures

Ces pollutions sont cancérigènes et allergènes. La pollution domestique est due aux pots d'échappements des voitures, aux résidus des produits ménagers et aux matériaux de construction utilisés. Elle augmente fortement le taux de mortalité des actifs^{[réf. nécessaire]}.

La pollution domestique, dénoncée par les associations de consommateurs telles que l'UFC-Que Choisir, est la cause de nombreuses allergies, cancers, difficultés respiratoires, asthme, problèmes cardiovasculaires et de reproduction, de maladies génétiques. Cette pollution est aussi la source d'expansion des maladies virales (grippe…) et des bactéries (infections nosocomiales, staphylocoque, streptocoque, etc.)[1].

De nombreux produits ménagers (détergents, parfums d'intérieurs, etc.), et certains matériaux de construction et de rénovation (solvants, moquettes, peintures, etc.) détériorent la qualité de l'air et sont une cause importante de maladies graves. 70 à 90 % de notre temps est passé dans des espaces clos et l'homme respire plus de 15 000 litres d'air par jour[2], faisant de la pollution intérieure une menace importante pour la santé.

Des mesures collectives réglementant les matériaux de construction pour prévenir la pollution domestique ont été introduites à la suite du Grenelle de l'Environnement[3].

Le purificateur d'air vise à réduire la surexposition aux pollens, allergènes, et aux polluants atmosphériques microbiens (virus et bactéries) et chimiques (détergents, solvants et oxyde d'azote^{[réf. nécessaire]}).

De nombreuses sociétés proposent des solutions pour traiter l'air de sa maison de manière individuelle, mais il n'existe pas de norme relative au traitement de l'air.

Face aux nombreux impacts de la pollution domestique sur la santé, des associations de consommateurs américaines préconisent la mise en place de normes de purification pour l'air domestique et recommandent l'utilisation d'appareils de traitement de l'air dans les espaces publics.

Elles se battent par ailleurs pour rendre les normes EPA de l'air plus strictes[4] et pour pouvoir comparer deux purificateurs d'air par des tests de laboratoires indépendants mesurant leur CADR (Clean-air delivery rate (en), taux de distribution d’air pur en mètres cubes par heure) sur trois types de particules : la fumée, la poussière et le pollen^{[réf. nécessaire]}.

En ce qui concerne les pollutions chimiques ou bactériologiques, le grand nombre de composés organiques volatils[5] et de virus rend les comparaisons difficiles. Cependant, quelques pollutions fréquentes et nocives[6] peuvent être comparées.

Les purificateurs par filtrage ne détruisent pas la pollution domestique. Ils la filtrent :

• soit à partir de filtres de haute capacité ;
• soit à l'aide d'un ioniseur.

Purificateur d'air avec filtre

Pour détruire la pollution de l'air et les résidus volatils, il convient d'utiliser un autre type de purificateur en complément.

Filtre HEPA

Le filtre HEPA (High Efficiency Particulate Air filter) sert à filtrer les allergènes, et pollens, mais reste inutile pour les polluants chimiques. Selon sa classification, il peut filtrer des éléments plus ou moins fins, pouvant même filtrer les bactéries et virus dans certains cas.

Les filtres les moins fins sont utilisés dans de très nombreuses applications : climatiseurs (à usage domestique, bureaux, voitures, avions, ...), aspirateurs, ... Leur coût est faible, ce qui permet de les utiliser abondamment dans les systèmes de traitement d'air.

Les filtres les plus fins sont utilisés dans les milieux hospitaliers et dans les salles blanches. Leur coût est élevé, et la procédure de remplacement du filtre est stricte, ce qui réduit ses possibilités d'utilisation domestique et individuelle.

Selon sa classification, un filtre HEPA est un filtre qui peut être cent fois plus fin que les filtres ordinaires, avec un taux d'efficacité de 99,97 % pour les particules d'un diamètre de 0,3 μm ou plus[7].

Ce purificateur n'a pas d'action sur les polluants chimiques (détergent ménager, pollution atmosphérique, etc.). En usage domestique, il n'est pas assez fin pour avoir d'action sur les virus.

Ioniseur de particules

La purification d'air par ioniseur produit une réaction électrique : il génère des ions négatifs (anions) qui amalgament les particules en suspension. En les chargeant négativement, la poussière, les pollens, ou les poils d'animaux tombent au sol ou se fixent au mobilier.

Les ioniseurs précipitent mais ne détruisent pas les particules ; elles doivent alors être aspirées par un autre moyen, sinon, elles risquent de repartir dans la pièce au moindre courant d'air.

Les ioniseurs ne traitent pas les pollutions chimiques de type industriel et domestique (COV), ni les bactéries et virus dans l'air.

En outre, des études ont montré que certains ioniseurs produisaient une pollution à l'ozone[8]^,[9], qui même en très petite quantité est très nocive pour la santé, provoquant des douleurs de poitrines, de l'asthme et des difficultés respiratoires[10]. Ces appareils sont jugés dangereux pour la santé par Santé Canada[11], par l'Agence américaine de protection de l'environnement[12].

Les purificateurs d'air par combustion détruisent les particules en brûlant les particules nocives ou en élevant la température de l'air. Ils rejettent de l'air purifié mais augmentent la concentration d'ozone (O₃) dans l'air, génèrent une odeur désagréable et augmentent la température ambiante.

La purification d'air par combustion est réalisée à l'aide d'un appareil en céramique, où l'air entre par l'action d'un ventilateur, qui chauffe l'air à plus de 200 °C, brûlant ainsi les polluants biologiques (micro-organismes, moisissures, etc.). L'air aspiré par l'appareil passe ensuite dans une chambre de refroidissement avant d'être libéré de nouveau dans la pièce.

Il brûle les polluants biologiques (micro-organismes, moisissures, etc.).

Le processus est long et n'est efficace que dans des espaces relativement réduits. Il n'a qu'une faible action sur les pollutions chimiques domestiques (solvants, détergents, oxyde d'azote, etc.) qui nécessitent, pour une disparition complète, une combustion à plus de 1 000 °C.

La purification d'air par plasma froid est une technologie qui propulse dans l'appareil purificateur de l'air sous sa forme plasma. Sous cette forme, les radicaux libres de l'air oxydent et détruisent facilement les particules nocives (COV) et les virus.

Pour des raisons de coût de mise en œuvre, cette technique est généralement mieux adaptée aux usages industriels qu'à la purification d'air domestique.

Cette purification est utile pour la destruction des bactéries et des virus. Elle est utilisée dans le monde hospitalier.^{[réf. nécessaire]}

La consommation électrique des purificateurs d'air par plasma, donc le coût de fonctionnement des dispositifs, est très faible.^{[réf. nécessaire]}

L'inconvénient principal de cette technologie est son coût d'acquisition : issue de la conquête spatiale, elle n'est maîtrisée que par un très faible nombre de sociétés.

Le traitement de l'air par photocatalyse, l'une des multiples applications d'un phénomène, naturel, découvert et mis au point en 1967 par Akira Fujishima (en).^{[réf. nécessaire]}

Grâce à l'action de la lumière (naturelle ou artificielle) et d'un catalyseur, une réaction chimique se produit. Ce phénomène a trouvé de nombreuses applications telles que la fabrication de vitres autonettoyantes et le traitement de l'air domestique[13].

Purificateur d'air de type photocatalyse

Le purificateur d'air par photocatalyse combine la filtration des particules volatiles et la destruction des virus et des bactéries, solvants, détergents et oxydes d'azote (NO_x).^{[réf. nécessaire]}

Il se compose d'un ventilateur, qui capture les particules, d'une lampe ultraviolette de type UV-A (ou UV-C), et d'un média catalytique, par exemple du dioxyde de titane (TiO₂).

Au contact des ultraviolets, le catalyseur (le dioxyde de titane) devient un oxydant qui détruit les odeurs, les composés organiques volatils (COV), allergènes et pollens), les résidus de la pollution chimique et atmosphérique tels que les oxydes d'azote rejetés par les pots d'échappement. Le catalyseur détruit aussi les bactéries et les virus^{[réf. nécessaire]}.

Schéma de purification d'air par photocatalyse

Ce type de purificateur sert au traitement de la pollution domestique ou des entreprises. Les résidus et particules présents dans les espaces clos sont filtrés puis détruits. En fonction de la qualité des équipements photocatalytiques, la pollution biologique et chimique est éliminée dans un volume étendu sans élever la température ambiante, sans produire d'ozone ni d'odeurs[14].

La photocatalyse permet de détruire à température ambiante et sans ajout de composés, les pollutions organiques, chimiques et mauvaises odeurs qui se trouvent dans l’air pour les transformer en vapeur d'eau et dioxyde de carbone lorsque la réaction est totale.

En utilisant la photocatalyse, on ne rejette a priori pas d’ozone, les molécules polluantes sont détruites à l’intérieur de la machine. On ne peut pas détruire tous les polluants en un seul passage ce qui peut impliquer la création de sous-produits parfois plus toxiques que les polluants primaires.

En mai 2005, les équipes du CNRS et de l'université Louis Pasteur de Strasbourg ont démontré que la photocatalyse permet de détruire 99 % des bactéries, champignons ou microbes contenus dans l'air. Malgré tout, la cinétique est longue : entre 20 et 100 min de mise en contact pour détruire des bioaérosols comme bactéries, virus ou moisissures^{[réf. nécessaire]}.

La photocatalyse fonctionne uniquement si le média catalytique (généralement du TiO₂) est exempt de toute impureté (poussières, résidus de dégradations). La photocatalyse détruit uniquement les composés aériens qui restent suffisamment longtemps en contact avec la surface du média photocatalytique pour être décomposés. Un bref contact peut générer des sous-composés de dégradation plus toxiques que la molécule initialement entrée dans ce type d'appareillage. Enfin, les statistiques sont assez défavorables à ce type de dispositif. En effet, ces appareils doivent brasser un maximum d'air pour avoir une chance de faire passer les particules dans l'appareil. Ils sont donc en général assez bruyants. D'autre part, les particules une fois à l'intérieur de l'appareil doivent rester en contact avec le média catalytique assez longtemps pour assurer une dégradation totale, ce qui reste difficile à concilier avec un gros débit d'air.

Le traitement de l'air par adsorption consiste à faire passer l'air sur des composés réactifs qui vont adsorber les polluants, c'est-à-dire les fixer en surface. Les composés réactifs captent la pollution, et il faut donc les changer régulièrement.

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