Puissants, efficaces, silencieux : comment fonctionnent les purificateurs d'air?

Les filtres et le ventilateur du purificateur d'air déterminent la nature et la quantité des substances nocives qu'il va éliminer de l'air ambiant. De plus, d'autres caractéristiques telles que les émissions sonores décident du type de lieu d'installation qui lui convient.

Purification progressive de l'air

En plus des gouttelettes et des aérosols par lesquels se propagent le coronavirus et d'autres maladies, les poussières fines, les spores de moisissure, le pollen et autres pathogènes peuvent polluer l'air d'une pièce. Les purificateurs d'air équipés de filtres appropriés suppriment ces polluants : ils aspirent l'air avec un ventilateur, le font passer à travers des filtres plus ou moins fins et le renvoient dans la pièce. Cependant, pour qu'un purificateur réponde aux exigences de capacité de filtrage, de débit d'air et d'émissions sonores, il doit être bien pensé et équilibré.

Les filtres à air sont généralement constitués de cellulose, de polyester à mailles fines ou de fibres de verre. Leur efficacité de retenue et la taille des plus petites particules qu'ils filtrent dans l'air permettent de les classer par catégories. Les filtres à poussières grossières servent de pré-filtres dans les épurateurs d'air. Ils captent les plus grosses impuretés comme la poussière ou les cheveux qui, autrement, boucheraient rapidement les filtres plus fins situés en aval. Les poussières fines et autres petites particules sont ensuite retenues par des filtres fins. Les nanoparticules dont le diamètre est inférieur à 1 µm, telles que les aérosols et les virus, sont d'abord captées par les filtres HEPA, sur lesquels nous reviendrons dans un article séparé. L'efficacité des filtres HEPA de catégorie H 14 est au minimum de 99,995 %.

Par ailleurs, les impuretés gazeuses peuvent être supprimées au moyen de filtres à charbon actif. Le charbon actif est très poreux, ce qui lui confère une très grande surface intérieure : 4 g de charbon actif correspondent environ à la superficie d'un terrain de football. À travers cette surface intérieure, le charbon actif absorbe des molécules nocives telles que le radon ou des émanations chimiques. Simultanément, elle fait office de catalyseur et accélère la décomposition de gaz comme l'ozone.

L'isolation acoustique est coûteuse mais nécessaire

Le ventilateur doit être conçu pour résister à la contre-pression générée par les filtres traversés l'un après l'autre, notamment les filtres fins H 14. La contre-pression augmentant avec l'encrassement des filtres, il doit disposer également de réserves de puissance. Selon le prof. Kähler de l'université de la Bundeswehr à Munich, le ventilateur doit brasser l'air ambiant six fois par heure pour réduire efficacement la charge virale de la pièce. D'autre part, les filtres HEPA ne doivent pas être soumis à un débit d'air trop élevé, sous peine de perdre une partie de leurs performances.

Le ventilateur et la circulation d'air à l'intérieur du purificateur sont à l'origine d'un niveau de bruit élevé. Les éléments insonorisants tels que les nattes antibruit, les ventilateurs à découplage acoustique et les silencieux à l'entrée et à la sortie d'air, réduisent certes les bruits de fonctionnement, mais sont coûteux et volumineux. Toutefois, une isolation acoustique efficace est indispensable en fonction du lieu d'implantation du purificateur. Alors qu'un appareil bruyant est encore tolérable dans un couloir, il est intolérable dans une salle de réunion. Les pales de ventilateur grande surface réduisent les émissions sonores car elles déplacent plus d'air à moindre vitesse.

Pour les lampes UVC et les ioniseurs, tout dépend du modèle

Si des lampes UVC sont utilisées dans un purificateur d'air en plus des filtres pour tuer les moisissures, les bactéries et les virus, certains points doivent être pris en compte. Il faut tout d'abord que les rayons UVC soient assez puissants pour avoir un effet désinfectant. Toutefois, contre les bactéries résistantes aux UV, même les UVC les plus puissants restent sans effet. Pour que cette lumière riche en énergie ne rayonne pas hors de l'appareil et n'endommage la rétine, ces lampes spéciales doivent être totalement encapsulées. De plus, les rayons UVC ne doivent pas entrer en contact avec des composants en plastique qui risqueraient alors de libérer des plastifiants.

En outre, certains modèles sont équipés d'ioniseurs. Ceux-ci produisent des molécules chargées électriquement qui se fixent sur les substances nocives telles que la poussière domestique ou le pollen et les lient entre elles. De ce fait, les particules s'alourdissent et tombent sur le sol. Toutefois la production d'ions dégage de l'ozone : il s'agit d'un gaz incolore qui peut être à l'origine de maux de tête, de toux et de difficultés respiratoires et représente un danger pour les asthmatiques. Les ioniseurs doivent donc collecter l'ozone dans l'appareil et ne pas le diffuser dans l'air ambiant.

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