Les purificateurs d'air UV en valent-ils la peine ?

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  • par IQAir Staff Writers
Les purificateurs d'air UV en valent-ils la peine ?

L'assainissement de l'air intérieur n'est pas aussi simple qu'il n'y paraît. L'air intérieur est un véritable festin de polluants, qu'il s'agisse de particules solides comme la poussière, les moisissures et le pollen, ou de gaz comme le dioxyde de carbone (CO2), le formaldéhyde, les gaz d'intérieur ozone (O3) et les composés organiques volatils (COV).

C'est sans compter les biocontaminants en suspension dans l'air, comme les bactéries et les virus, qui vivent sur presque toutes les surfaces imaginables. Nombre d'entre eux peuvent se retrouver dans l'air et être respirés directement dans les voies respiratoires, pénétrant les tissus respiratoires et infectant l'ensemble du corps.

C'est la raison pour laquelle les purificateurs d'air à ultraviolets (UV) sont apparus sur la scène : pour répondre aux préoccupations largement répandues selon lesquelles les purificateurs d'air ne faisaient rien contre les millions de microbes et de virus infectieux susceptibles de provoquer et de propager des maladies telles que le rhume, la grippe et même la tuberculose.

Depuis l'apparition du virus SARS-CoV-2 (coronavirus du syndrome respiratoire aigu sévère 2) responsable du COVID-19 (maladie respiratoire grave, souvent mortelle), la purification de l'air par UV pour l'inactivation des particules virales en suspension dans l'air a attiré encore plus l'attention comme moyen d'arrêter la propagation de cette pandémie mortelle.

La désinfection par la lumière UV a déjà une longue histoire dans le domaine médical. Des recherches approfondies montrent que la lumière UV contribue spécifiquement à empêcher la propagation de bactéries dangereuses résistantes aux médicaments les infections nosocomiales (HAI) (1).

Mais les purificateurs d'air UV valent-ils la peine pour assainir l'air intérieur ?

Avant de vous précipiter sur ce "remède miracle" pour lutter contre la dernière frontière de la pollution atmosphérique, il convient d'examiner de plus près les arguments qui sous-tendent la purification de l'air par UV afin de déterminer s'il est réellement possible d'obtenir les résultats escomptés.

Comment la lumière UV "purifie-t-elle" l'air ?

La lumière UV utilisée dans un purificateur d'air UV est conçue pour désinfecter les bactéries vivantes, organiques et les virus inorganiques potentiellement infectieux présents dans l'air qui circule dans le purificateur.

L'arme secrète de la lumière UV contre les bactéries et les virus ? Les dommages causés à l'ADN - tout comme les rayons UV du soleil peuvent endommager les cellules de votre peau et provoquer un cancer de la peau, la lumière UV peut endommager et parfois détruire l'ADN qui constitue la matière bactérienne et virale (2).

Tout comme les rayons UV du soleil peuvent endommager les cellules de la peau, la lumière UV peut endommager et parfois détruire l'ADN des bactéries et des virus.

La lumière UV permet d'atteindre cet objectif de deux manières principales.

Premièrement, les bactéries sont des organismes vivants et la lumière UV endommage leur ADN.

Lorsque l'ADN bactérien est endommagé, les bactéries ne peuvent pas mener à bien deux processus reproductifs essentiels, la transcription et la réplication, qui leur permettent de fabriquer d'autres bactéries (3), ce qui les empêche de croître, de se reproduire et de former d'énormes colonies dans tout le corps, qui sont à l'origine de nombreuses maladies infectieuses.

En revanche, les virus ne sont pas vraiment vivants - ils sont constitués d'ADN et d'ARN (acide ribonucléique, une molécule similaire à l'ADN), un matériel que les virus utilisent pour envahir les brins d'ADN des cellules vivantes, les infecter avec leur propre ADN viral contaminé et leur faire reproduire cet ADN infecté en grandes quantités.

C'est ainsi que des maladies virales comme le rhume, la grippe et la rougeole se propagent et deviennent si rapidement infectieuses (4). Si le temps de contact est suffisant, la lumière UV inactive ce matériel ADN et ARN, les empêchant ainsi de s'attaquer aux cellules organiques.

Mais les filtres à air UV sont-ils réellement efficaces ?

La lumière UV seule peut inactiver les biocontaminants infectieux tels que les bactéries et les virus dans une certaine mesure - elle devrait donc fonctionner dans un purificateur d'air, n'est-ce pas ?

Mais les mécanismes spécifiques des purificateurs d'air à UV ne sont pas aussi efficaces qu'ils le paraissent. Voici pourquoi (5) (6) (7) (8) (9) (10) :

  • Les bactéries et les virus ont besoin de périodes prolongées d'exposition à la lumière UV. L'air traverse souvent les purificateurs d'air UV trop rapidement pour que les rayons UV fassent la différence.
  • Certaines bactéries peuvent se régénérer et vous infecter à nouveau, même après avoir été désinfectées par la lumière UV.
  • La lumière UV ne fait rien pour les particules. La lumière UV ne détruit pas les particules telles que les PM2,5 et les particules ultrafines (UFP), de sorte que la plupart de ces polluants dangereux continueront à pénétrer dans l'air si le mécanisme de filtration des particules n'est pas suffisamment efficace.
  • De nombreux purificateurs d'air UV sont également des générateurs d'ozone. Tout comme l'ozone présent dans l'atmosphère terrestre réagit aux rayons UV du soleil, la lumière et la chaleur de certains purificateurs d'air UV peuvent également générer de la chaleur qui transforme les molécules d'oxygène (O et O2) et d'eau (H2O) flottant librement en dangereux ozone troposphérique (O3).
  • La lumière UV peut brûler la peau et endommager les yeux. Une exposition aux UV, même brève, peut provoquer des lésions cutanées et oculaires permanentes, ainsi que des cancers.

Il convient également de noter que les particules d'ozone utilisées dans certains de ces purificateurs d'air à UV pour charger les particules polluantes et les éliminer de l'air produisent de l'ozone troposphérique.

Ce type d'ozone peut être extrêmement toxique - même une exposition de courte durée peut provoquer une cascade de symptômes respiratoires, et une exposition de longue durée a été liée à de nombreux problèmes de santé mortels (11) (12).

L'ABC de la lumière UV

Tous les rayons UV ne sont pas égaux - seuls certains types sont utilisés dans les filtres à air UV.

Voici ce qu'il faut savoir : La lumière UV se présente sous trois formes distinctes, qui se distinguent par leurs longueurs d'onde et qui ont chacune des effets différents sur la matière organique.

LES UV-A

Les rayons UV-A ont une longueur d'onde d'environ 315-400 nanomètres (nm), la plus longue des trois types de rayons UV, avec des photons (ou particules de lumière) qui vibrent juste un peu plus vite que ceux de la lumière visible. Ce type de lumière UV n'est généralement pas utilisé dans les purificateurs d'air ou les technologies similaires.

Mais plus de 95 % des rayons de la lumière solaire qui atteignent la surface de la terre entrent dans cette catégorie (13).Les rayons UV-A sont les plus susceptibles de pénétrer dans la peau et de provoquer des lésions cutanées et des cancers en cas d'exposition prolongée (14).

LES UV-B

Les rayons UV-B sont un peu plus courts que les rayons UV-A, à environ 280-315 nm. Leurs photons vibrent encore plus rapidement que ceux des UV-A, ce qui leur donne plus d'énergie pour endommager l'ADN. Mais en raison de leur longueur d'onde plus courte, la plupart d'entre eux ne traversent pas les couches supérieures de l'atmosphère.

Le faible pourcentage de rayons UV-B qui traversent l'atmosphère sont toutefois ceux qui sont le plus directement liés au cancer de la peau (15).

LES UV-C

UV-C Les longueurs d'onde se situent entre 100 et 280 nm. Les UV-C sont le type de lumière UV utilisé dans la plupart, voire la totalité, des purificateurs d'air UV.

Ces rayons UV ont les longueurs d'onde les plus courtes et transmettent le plus d'énergie, ce qui leur confère un fort potentiel pour endommager et tuer de minuscules microbes et cellules. C'est pourquoi ils sont utilisés dans les purificateurs d'air UV pour tuer les bactéries et les virus, en particulier sous une forme appelée irradiation germicide ultraviolette (UVGI) (16).

Mais la lumière UV-C est aussi la plus dangereuse des trois.

En raison de son énergie et de son intensité élevées, même une exposition de courte durée à la lumière UV-C d'un purificateur d'air UVC (ou d'un purificateur d'air UV-C) peut provoquer des lésions oculaires et cutanées - et plus l'exposition est longue, plus les lésions peuvent être graves.

La technologie UV nécessite un temps de contact important pour "tuer" les biocontaminants.

Il y a une autre considération majeure à garder à l'esprit lorsque vous envisagez d'utiliser la lumière UV pour tuer les virus et les bactéries : il faut beaucoup de temps à la lumière UV pour tuer ou inactiver même de petites quantités d'agents pathogènes en suspension dans l'air ou de contaminants de surface. La quantité d'énergie et le temps qu'il faut à la lumière UV pour détruire les virus et les bactéries se mesurent en millijoules par centimètre carré (mJ/cm2), où un joule (1 000 millijoules) équivaut à environ une seconde.

Les contaminants ne nécessitent pas tous la même durée d'exposition aux UV pour être complètement éradiqués. Voici ce que dit la recherche sur le temps nécessaire à la destruction efficace par les UV un seul centimètre carré de certains virus et bactéries courants(17) (18) (19) :

  • Virus de la grippe : environ 6,6 secondes
  • E. Coli : environ 6,6 secondes
  • Staphylococcus aureus : environ 6,6 secondes
  • Spores de moisissure Aspergillus : 8,8 à 33 secondes
  • SARS-CoV : environ 60 secondes ou plus
  • SRAS-CoV-2 (coronavirus COVID-19) : jusqu'à 60 secondes

Cela peut sembler peu, mais lorsque vous toussez ou éternuez, vous produisez de 900 à plus de 300 000 de ces particules infectées à la fois, ce qui peut remplir des centaines de centimètres carrés dans l'air d'une pièce(20) (21).

Un purificateur d'air UVC a besoin de 6 secondes à 1 minute ou plus pour tuer les particules infectées dans un seul de ces centimètres carrés. Étant donné que l'air traverse souvent rapidement un purificateur d'air (il passe moins d'une demi-seconde dans le purificateur d'air lui-même), les particules infectées peuvent passer à côté des rayons UV pratiquement indemnes et rester infectieuses.

Cela suppose que votre purificateur d'air UV utilise la bonne longueur d'onde de lumière UV à une intensité suffisamment élevée pour inactiver efficacement les biocontaminants en suspension dans l'air - mais la plupart des purificateurs d'air UV vendus comme pouvant être utilisés sans danger à la maison ne génèrent que de faibles doses de lumière UV, et il leur faut parfois plus de temps pour éliminer des quantités encore plus faibles de biocontaminants (22).

Cela signifie qu'un filtre à air UV peut prendre plusieurs heures ou plus pour tuer ou inactiver les contaminants infectés en suspension dans l'air d'une pièce (en supposant que quelqu'un ne tousse pas, n'éternue pas ou ne respire pas à nouveau et n'ajoute pas encore plus de particules infectées à l'air).

Lorsque vous toussez ou éternuez, vous produisez de 900 à plus de 300 000 particules infectées, qui remplissent des centaines de centimètres carrés d'air dans une pièce - et un purificateur d'air à UV a besoin de 6 secondes à une minute ou plus pour tuer la valeur d'un seul centimètre carré de particules infectées.

En bref, un purificateur d'air UVC peut être capable de capturer et de tuer ou d'inactiver quelques milliers de ces particules infectées, mais des centaines ou des milliers de particules peuvent rester dans l'air pendant des heures avant d'être tuées, de pouvoir être respirées et de provoquer des infections.

Si les biocontaminants sont "tués" par les UV, peuvent-ils encore me nuire ?

La réponse courte est oui.

Contrairement aux purificateurs d'air classiques, les purificateurs d'air UV n'éliminent pas réellement les biocontaminants tels que les virus et les bactéries de l'air. inactivent Ils les inactivent lorsqu'ils passent sous des rayons UV concentrés, démantelant les liaisons moléculaires qui constituent l'ADN de ces organismes et renvoyant l'ADN inactivé dans l'air.

Toutefois, les biocontaminants ne sont généralement que partiellement inactivés par la lumière UV, et peuvent revenir à la vie - un état appelé "état d'inactivation". viable mais non cultivable (VBNC). Dans un état VBNC, les biocontaminants deviennent dormants après une exposition aux UV, mais peuvent se "réveiller" pour se régénérer à nouveau après un certain temps, même à des doses élevées de lumière UV allant jusqu'à 300 mJ/cm2 (23).

Cela signifie que de nombreuses particules infectieuses de biocontaminants retournent directement dans l'air après avoir traversé la lumière UV - certaines sont inactivées et inoffensives, mais beaucoup sont encore activement infectieuses ou peuvent le redevenir.

Le niveau de biocontaminants "tués" par la lumière UV dépend largement de plusieurs facteurs critiques dans la conception du mécanisme UV utilisé dans le purificateur d'air UVC lui-même.

En général, on estime que 40 mJ/cm2 de lumière UV à une longueur d'onde de 0,254 micron (couramment utilisée dans les purificateurs d'air UV) peut tuer jusqu'à 99,99 % de presque tous les biocontaminants en suspension dans l'air (24).

Mais il a été démontré que les virus en particulier ont besoin d'un spectre beaucoup plus large allant de 0,2 à 0,315 micron pour être inactivés efficacement - différentes longueurs d'onde sont efficaces pour différents types de virus en raison des interactions spécifiques de la lumière UV avec diverses protéines de l'ADN viral - et qu'il faut plusieurs secondes d'exposition pour obtenir un certain niveau d'inactivation.

La plupart des purificateurs d'air à UV utilisent 40 mJ/cm2 de lumière UV à une longueur d'onde de 0,254 micron pour inactiver les virus. Or, les virus ont besoin d'un spectre beaucoup plus large, de 0,2 à 0,315 micron, pour être inactivés efficacement, en raison des interactions spécifiques de la lumière UV avec les différentes protéines de l'ADN viral.

Ainsi, même en théorie, un purificateur d'air UVC a besoin d'une longueur d'onde spécifique et d'un temps d'exposition spécifique pour inactiver ne serait-ce que partiellement les biocontaminants présents dans l'air - il n'y a pas de taille unique.

En pratique, la plupart des filtres à air UV ne respectent pas les exigences en matière de longueur d'onde et d'exposition pour vous protéger suffisamment contre les virus et les bactéries les plus dangereux. Il faut une combinaison parfaite de la bonne longueur d'onde UV, d'un temps d'exposition suffisant et de l'utilisation d'autres technologies de filtration de l'air pour la purification de l'air par UV afin d'éliminer véritablement les biocontaminants de l'air.

Dois-je m'équiper d'un purificateur d'air à UV ?

Réponse courte :

N'achetez pas de purificateur d'air à lumière UV ou tout autre purificateur d'air qui utilise la lumière UV comme élément clé de son mécanisme de purification. C'est dangereux et cela ne fonctionne pas très bien, surtout si l'on n'utilise pas d'autres méthodes de filtration de l'air qui ont fait leurs preuves.

Réponse longue :

La désinfection par UV ne fonctionne tout simplement pas à la vitesse à laquelle l'air doit être aspiré par un purificateur pour filtrer les polluants. Les matières bactériennes et virales doivent être exposées à la lumière UV pendant un certain temps, parfois jusqu'à plusieurs heures d'affilée, de sorte que quelques secondes ou moins sous une lumière UV, aussi puissante soit-elle, ne suffiront pas à éliminer les polluants microbiens.

La lumière UV désinfecte quelque peu l'air, mais ne le purifie pas, et des recherches montrent que le potentiel de désinfection de l'air par les UV peut être exagéré.

Que dois-je faire pour purifier mon air ?

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Ce qu'il faut retenir

La lumière UV peut contribuer à fournir une couche supplémentaire de défense contre les virus, les bactéries, et les microbes présents dans l'air et sur les surfaces.

Mais en raison de la durée d'exposition et de l'intensité nécessaires pour tuer efficacement les biocontaminants en suspension dans l'air, la lumière UV est généralement inefficace dans les purificateurs d'air disponibles pour les particuliers et fonctionne mieux dans les environnements médicaux contrôlés.

Selon les Centers for Disease Control and Prevention (CDC), les purificateurs d'air UV, qu'ils soient appelés purificateurs d'air ultraviolets, purificateurs d'air UVC ou purificateurs d'air UV-C (ou filtres ou nettoyeurs), peuvent être utilisés dans le cadre d'une stratégie de purification de l'air, mais ne doivent pas être considérés comme la seule mesure de contrôle des biocontaminants en suspension dans l'air (25).

La purification de l'air à haute efficacité avec un matériau de filtration dense capable de capturer les plus petits biocontaminants et agents pathogènes en suspension dans l'air, tels que les virus et les bactéries, est beaucoup plus sûre, plus efficace et plus fiable que les purificateurs d'air à rayons ultraviolets.

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Ressources d'article

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[12] Environmental Defense Fund. (2015).

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[19] Sabino CP, et al. (2020). Light-based technologies for management of COVID-19 pandemic crisis. DOI: 10.1016/j.jphotobiol.2020.111999 

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[25] Centers for Disease Control and Prevention (CDC). (2019). Guidelines for environmental infection control in health-care facilities – background C. air.

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