En tertiaire, pas de purificateur d’air sans ventilation, ni maintenance

Uniclima a mis en ligne son guide de 13 pages «Panorama des purificateurs d’air dans le tertiaire ». Le guide détaille les cinq types de polluants présents en tertiaire, les deux grands types de purificateurs d’air que l’on rencontre en tertiaire, les huit technologies que les purificateurs d’air mettent en œuvre, une par une ou bien plusieurs combinées, ainsi que les trois types d’appareils destinés au tertiaire.

Ce guide est conçu pour, tout à la fois, éclairer les utilisateurs de purificateurs d’air et sensibiliser bureaux d’études et installateurs.

Les polluants dans les bâtiments tertiaires

Le guide énumère les trois principaux polluants que l’on rencontre dans les bâtiments tertiaires, tout en soulignant que chaque bâtiment tertiaire est différent. Ces polluants sont les particules fines, comme les pollens, les cendres, les fumées, … ; les polluants biologiques et organismes vivants, dont les virus et en particulier celui du Covid ; enfin les polluants gazeux et chimiques, dont les COV (Composants organiques volatiles), les oxydes d’azote, de souffre, les phosphates organiques, les hydrocarbures, etc.

En plus de ces trois grandes familles de polluants, la présence humaine entraîne une augmentation de la teneur en CO2, un accroissement de l’humidité relative et, éventuellement des désagréments olfactifs.

Deux grands types de purification d’air

Face aux polluants, il est possible de regrouper les diverses solutions d’épuration ou de purification d’air – c’est la même chose – en deux grandes catégories :

• les épurateurs qui piègent les polluants, ce sont les solutions de filtration – filtration particulaire, moléculaire, électrostatique – et la technique d’ionisation qui charge électrostatiquement les particules.
• les épurateurs qui détruisent les polluants, comme la photocatalyse, le plasma froid et les ultraviolets de type C.

On trouve sur le marché français quantité d’offres de purificateurs d’air qui combinent deux ou trois de ces technologies pour atteindre une efficacité plus importante et agir sur un spectre plus large de polluants.

Trois sortes de matériels

Plus précisément, le marché français de l’épuration d’air propose :

• des épurateurs autonomes et mobiles, de la taille d’une unité centrale d’ordinateur ou d’une grosse cafetière,
• des épurateurs autonomes et fixes de taille plus importante ou bien, dans le cas, de l’épurateur d’air Novabso d’Atlantic qui s’installe en faux plafond, à la place d’une dalle 60x60 cm.
• des compartiments épurateurs d’air associés à des CTA (Centrales de traitement d’air) en cas de recirculation d’une partie de l’air extrait ou des fonctions d’épuration aux unités terminales de climatisation.

Le procédé d’épuration d’air nanoe™ de Panasonic s’avère efficace contre de nombreux polluants. Il est disponible avec six types d’unités intérieures à détente directe, de diverses puissances, compatibles avec des multisplit et des systèmes DRV. nanoe™ est une technologie qui collecte l'humidité invisible contenue dans l'air et lui applique une décharge à haute tension pour produire des «radicaux hydroxyles contenus dans de l'eau». Les radicaux hydroxyles inhibent la croissance de polluants tels que certaines bactéries et virus. Ils se caractérisent par une forte oxydation et une grande réactivité, d'où leur courte durée de vie. Inclus dans de minuscules particules d'eau, nanoe™ possède une longue durée de vie et peut se répandre dans l'espace d'un local. Il a un effet inhibiteur sur les substances en suspension dans l'air et sur celles qui adhèrent à une surface. © Panasonic

Ventiler, ventiler, ventiler

Le document d’Uniclima rappelle qu’épurer l’air ne dispense pas de ventiler les locaux. L’épurateur d’air vient en complément d’un apport d’air neuf par ventilation naturelle ou mécanique.

En effet, l’épuration d’air n’a aucun effet sur la teneur en CO2 de l’air ambiant. Le Haut-Conseil de la Santé Publique (HCSP) rappelle que, avec ou sans lutte contre le Covid-19, le taux de CO2 dans les ERP, dont les salles de classe, ne doit pas dépasser 800 ppm (parties par million).

D’ailleurs, dans le cas des bâtiments tertiaires pourvus d’une ventilation efficace, il est dans doute plus avisé de fonctionner en tout air neuf et d’augmenter les débits de ventilation. Le seul bémol à cette stratégie est qu’elle augmente les consommations d’énergie, sauf si le système de ventilation est du type double flux avec un taux de récupération de chaleur dépassant les 80%.

Tout dépend encore de la technologie double flux installée : dès le début de la pandémie du Covid-19, il a été fortement conseillé, en présence d’une solution double flux avec un échangeur rotatif pour la récupération de chaleur, de bypasser cet échangeur et de fonctionner en tout air neuf, dans la mesure où les échangeurs rotatifs pouvaient présenter des risques de recirculation d’air.

Enfin, dans tous ses avis rendus sur la ventilation et à l’épuration d’air face au Covid-19, le HCSP recommande « de réserver, dans le respect des exigences techniques, l’utilisation ciblée des épurateurs d’air aux salles de classe ou aux espaces présentant des conditions défavorables de ventilation et d’aération et dans lesquelles la jauge d’élèves ne peut être ajustée, ceci dans l’attente de solutions techniques d’aération/ventilation.

Bref, dit le HCSP, d’accord pour épurer, mais seulement si on ne peut pas ventiler. Malheureusement, les locaux dépourvus de ventilation mécanique, avec une ventilation sous-dimensionnée ou bien dont on peut difficilement ouvrir les fenêtres sont extrêmement nombreux, notamment dans les établissements scolaires.

Les recommandations du Panorama des purificateurs d’air dans le tertiaire, publié par Uniclima, tombent donc à point.

Pour l’essentiel, le marché mondial des épurateurs d’air est asiatique, notamment chinois, et plutôt domestique. Les épurateurs répondent au besoin d’air sain dans les logements, face à une très importante pollution de l’air extérieur dans les grandes villes. © Rowenta

Comment choisir son épurateur d’air ?

Tout d’abord rappelle le guide d’Uniclima, depuis 2016, la norme NF44-200 détermine la performance intrinsèque des épurateurs d’air. Tandis que la marque NF 536 certifie les épurateurs.

Ensuite, avant d’acquérir un ou plusieurs appareils, il faut clairement se poser la question des objectifs poursuivis (quels polluants doivent être combattus), dans quels types de locaux (avec ou sans ventilation, avec quels volumes de locaux pour calculer les débits d’air nécessaires et dimensionner correctement les épurateurs), combien d’appareils installer, comment prévoir leur entretien et maintenance ?

Enfin, explique le guide Uniclima, les différentes technologies d’épuration d’air disponibles imposent des contraintes différentes dont il faut tenir compte. Deux technologies seulement, le filtre particulaire et le filtre moléculaire à charbon actif, sont à la fois efficaces, ne présentent aucun danger d’utilisation, même en l’absence d’entretien et de maintenance.

Sachant que dans l’univers du tertiaire, la qualité de la maintenance laisse souvent à désirer, l’innocuité des technologies d’épuration d’air en cas de maintenance déficiente doit figurer au premier plan des critères de choix d’une solution.

Atlantic développe et fabrique à Meyzieu une toute nouvelle gamme, l’épurateur d’air Novabso. Equipé d’un filtre Hepa H13 et d’un filtre F7 ou F7+charbon actif, Novabso emprisonne plus de 99,95% des particules fines et des virus, selon la norme EN 1822. Le filtre F7 piège les particules. Le filtre Hepa capture virus, bactéries et particules fines. Le filtre à charbon actif en option adsorbe les COV. Conformément à l’avis du Haut Conseil de la Santé Publique de mai 2021, ce filtre ne génère aucun sous-produit de dégradation. Novabso peut donc fonctionner en continu et en présence humaine. L'épurateur d'air est installé au centre du plafond d’une pièce, en apparent ou dissimulé dans le faux-plafond – une dalle classique de 60 x 60 cm suffit – grâce à ses 230 mm de hauteur et en combinaison avec le diffuseur d’air LNG S&R d’Atlantic. Cet épurateur est indépendant de la ventilation et fonctionne par effet Coanda soufflage d’air épuré le long du plafond, reprise d’air verticale au centre. Tout l’air de la pièce est progressivement traité et le système évite la circulation d’air horizontale des épurateurs classiques que l’on pose au sol. Ce qui empêche la transmission de personne à personne par aérosol et fines gouttelettes. © PP

Purification d’air par filtration particulaire

Les épurateurs à filtration particulaire font passer l’air à travers un ou plusieurs filtres afin de capturer les particules présentes dans le flux d’air. Les media filtrants intégrés à l’épurateur sont composés de matière synthétique, de fibre de verre ou de coton.

La norme ISO 16890 les classe en trois grandes catégories en fonction de leur capacité à stopper les particules selon leur taille.

•  les filtres dits grossiers bloquent l’essentiel des contaminants d’une taille supérieure à 10 microns.
•  les filtres dits médians rassemblent les media efficaces sur les particules comprises entre 2,5 et 10 microns (PM 2,5 - PM10).
•  les filtres dits fins prouvent leur efficacité sur les particules inférieures à 1 micron (PM1), les plus petites et les plus nocives.

Enfin, les filtres particulaires de type HEPA (High efficiency particulate air) peuvent être intégrés à des systèmes de purification d’air. Ces media proposent un degré de performance ultime puisqu’ils permettent de capturer 99,95% ou plus, des particules fines de tailles inférieures ou égales à un micron (PM1) selon la norme EN 1822.

D’ailleurs, le HCSP recommande des filtres HPA H13 ou H14 pour lutter efficacement contre le Covid-19. Ces filtres mécaniques sont également efficaces contre les polluants biologiques et les organismes vivants. Les moisissures et les spores seront filtrées selon leur taille.

Concernant les virus, dont le Sars-CoV-2, seuls les filtres les plus fins et notamment ceux classés HEPA sont efficaces. Le principe est simple, en filtrant toutes les particules en suspension d’un environnement, ces media capturent en même temps le virus aéroporté par ces éléments.

Il convient de changer régulièrement ces filtres : tous les 3 à 6 mois selon les environnements pour les préfiltres et éventuels filtres extérieurs, tous les ans pour les filtres fins et HEPA. Lors de cette opération, il est impératif de s’assurer que le filtre installé et son caisson forment un ensemble étanche. Le port de gants, masque et lunettes de sécurité est fortement conseillé lors de cette opération.

Si cette maintenance n’est pas assurée, les pertes de charge du filtre particulaire augmentent et le débit d’air qui le traverse diminue ou bien, selon l’intelligence de l’épurateur d’air, le ventilateur augmente sa vitesse, donc sa consommation d’électricité, pour conserver le débit souhaité. Même en cas d’encrassement, ce type de filtre ne rejette pas d’éléments nocif dans l’ambiance.

Le charbon actif

Le purificateur d’air à filtration moléculaire s’appuie sur un media adsorbant, le charbon actif et l’associe à un système de ventilation autonome ou intégré pour décontaminer l’air d’une pièce. Le charbon actif se présente sous diverses formes : cartouche, granules, poudre en vrac, feutres, etc.

Sur le principe de l’adsorption, il capture et élimine les impuretés de l’air grâce à une surface de contact démultipliée et une porosité importante. Intégré au système de purification, le media piège les contaminants présents dans l’air qu’il filtre et ne se sature que très progressivement.

La purification de l’air à filtration moléculaire est très efficace pour lutter contre les désagréments olfactifs rencontrés dans un environnement et notamment ceux liés aux fumées. Le charbon actif montre aussi une grande habilité à piéger les polluants gazeux tels que les composés organiques volatils (COV), comme le formaldéhyde, NOx, SOx, hydrocarbures… Autant de contaminants et d’allergènes qui se dégagent des éléments mobiliers et immobiliers d’un bâtiment, tels que les colles, vernis, parquets, bois composites et qui proviennent des produits de nettoyage.

En tertiaire, le charbon actif est souvent utilisé en filtration de l’air neuf extérieur pour les bâtiments à proximité d’axes routiers à fort trafic ou près des aéroports, par exemple et peut être utilement associé à de la filtration particulaire.

Les deux techniques s’optimisent mutuellement et contribuent à accroitre leur durée de vie respective. Le charbon actif est utilisé en préfiltre sur des solutions d’épuration autonomes intégrant des filtres HEPA ou des lampes UV-C.

Le filtre à charbon actif d’un épurateur d’air doit être changé tous les 4 à 6 mois. Certains purificateurs d’air signalent directement quand le remplacement du filtre devient nécessaire. Enfin, il n’existe aucun risque lié à l’emploi de filtres à charbon actif.

Les autres technologies requièrent un bon dimensionnement et une maintenance attentive

Les autres technologies présentées dans le « Panorama des purificateurs d’air dans le tertiaire » présentent toutes des risques en cas de mauvais dimensionnement ou de maintenance insuffisante, voire inexistante.

Dans le cas de la filtration électrostatique, les particules présentes dans l’air sont d’abord chargées négativement ou positivement dans la zone dite d’ionisation, puis collectées par des plaques, produisant un champ électrostatique de forte puissance et de force opposée.

Les particules polluantes adhèrent à ces précipitateurs avant de tomber dans un collecteur. L’air filtré est épuré. Les polluants solides en suspension sont filtrés, contribuant à éliminer les pollens, poussières et fumées d’un environnement déterminé.

Mais, certains appareils électrostatiques peuvent théoriquement générer de l’ozone, un gaz irritant et potentiellement toxique à long terme.

Le purificateur à plasma froid, quant à lui, est susceptible d’émettre des produits secondaires (potentiellement cancérigènes) du fait d’une oxydation incomplète des polluants. Certaines configurations d’épurateurs à plasma froid pourraient même rejeter du monoxyde de carbone et des NOx en quantité variable et émettre de l’ozone, un composé très volatil et toxique à long terme également susceptible de se développer du fait de l’oxydation incomplète des polluants.

D’ailleurs, dans son rapport de septembre 2017, l’Anses recommande d’informer la population sur les risques de dégradation de la qualité de l’air intérieur liée à l’utilisation de dispositifs d’épuration tels que le plasma froid et réclame qu’une attention particulière soit portée aux personnes asthmatiques.

Dans le cas d’une filtration par rayonnement UC-C, pour sa part, l’épurateur d’air doit empêcher l’exposition directe des occupants aux rayons UVC, les radiations étant dangereuses pour les yeux. Le boitier du purificateur indépendant doit ainsi garantir sa parfaite étanchéité et éviter toute déperdition de lumière.

De plus, risque majeur de la technique, les épurateurs à rayonnement UV-C fonctionnant sur une longueur d’onde incorrecte peuvent générer de l’ozone (toxique à long terme).

Risque de production de composants cancérigènes

Trois technologies – la purification de l’air par photocatalyse, par ozonation de l’air et par ionisation  – s’avèrent à la fois particulièrement efficaces contre toutes sortes de polluants, mais susceptibles de produire des éléments toxiques, voire cancérigènes.

La purification imparfaite de l’air par photocatalyse peut engendrer l’apparition de produits secondaires indésirables au potentiel délétère voire cancérigène. À tel point que l’Observatoire de la qualité de l’air intérieur (OQAI) décourage l’utilisation de ce type de système en raison de la formation de microparticules d’oxyde de titane potentiellement néfastes pour la santé.

Quant à l’ozonation de l’air, en dépit de ses propriétés épuratrices, aucune autorité publique ne recommande l’usage des ozonateurs en présence d’occupants, en raison de la possible génération d’ozone en trop grandes quantités (toxique à long terme) et de produits d’oxydation incomplète (dont certains sont cancérigènes) liés au fonctionnement de l’appareil.

Dans son rapport de 2017, référencé plus haut, l’Anses recommande d’informer la population sur les risques de dégradation de la qualité de l’air intérieur liée à l’utilisation de dispositifs d’épuration par ozonation et réclame qu’une attention particulière soit portée aux personnes asthmatiques.

Enfin, plus les épurateurs fonctionnant sur le principe de l’ionisation sont efficaces, plus les risques théoriques encourus en matière sanitaire augmentent. Plus l’ionisation est puissante, pour lutter notamment contre les COV et les particules fines, plus le risque d’une exposition à l’ozone (toxique à long terme) et à des produits d’oxydation incomplète (dont certains sont cancérigènes) existe pour les occupants.

Bref, l’épuration d’air est tout à fait utile si les conditions de ventilation des locaux sont insatisfaisantes. En revanche, deux technologies seulement – filtration particulaire et filtration moléculaire – d’ailleurs souvent associées, sont à la fois efficaces et sans danger, même en l’absence de maintenance.

Toutes les autres technologies présentent des risques plus ou moins importants pour les occupants des locaux traités, notamment en raison d’un dimensionnement incorrect ou d’une maintenance qui ne soit pas parfaitement attentive.

En tertiaire, une maintenance inattentive, voire incompétente, ce n’est vraiment pas rare. Le choix est simple.