Purificateur d'air avec filtre HEPA : une efficacité à quel prix ?

Qu'est-ce qu'un purificateur d'air à filtres ?

Un purificateur d'air à filtres est un appareil destiné à supprimer la pollution de l'air (domestique ou professionnelle). Le filtre HEPA en est généralement le principal composant, mais il nécessite un pré-filtre pour éviter de s'encrasser et s'obstruer trop vite.

Les fabricants de purificateurs d'air tendent à accumuler des étages de filtration de technologies variées, pour donner une impression de sophistication et d'efficacité et attirer des clients...

Ainsi, un purificateur d'air est généralement constitué de plusieurs filtres dans lesquels le flux d'air passe successivement. Les étages de filtration les plus fréquents sont les suivants :

• Le pré-filtre permet d'arrêter les poussières dont la taille est supérieure à une dizaine voire une centaine de microns.
• Le filtre HEPA, acronyme de l'anglais High Efficiency Particulate Air, permet en théorie de filtrer au moins 99,95 % des particules fines.
• Le filtre à charbon actif capture les polluants gazeux de type composés organiques volatils (COV) et les mauvaises odeurs.
• Les lampes ultraviolets C atténuent les concentrations d'agents pathogènes comme les bactéries, moisissures et champignons dans l'air.
• Le filtre électrostatique élimine efficacement les pollens, poussières et fumées en suspension dans l'air, quel que soit leur taille.
• L'ioniseur accélère l'élimination de tous les polluants particulaires.

Sur quelle base les fabricants de purificateurs d'air avec filtre HEPA communiquent-ils sur leur efficacité de filtration ?

L'appellation « HEPA » est souvent présentée aux consommateurs comme une garantie d'efficience. Très contrôlée, elle est attribuée aux filtres qui répondent à des critères de filtration sévères, définis dans la norme EN 1822.

Cette norme mesure d'abord le MPPS ("most penetrating particules size", soit la taille de particules pour laquelle le filtre est le moins performant) puis s'assure d'un taux de filtration élevé en tout point du fitre.

Il existe deux niveaux de filtration HEPA (H13 et H14), pour des niveaux de filtration globaux de 99,95% et 99,995% respectivement. Il est à noter que ces tests sont réalisés sur filtre neuf, ce qui permet des contournements, nous y revenons dans la suite.

Dans la pratique, ce niveau de filtration permet de capturer tout le spectre des polluants particulaires (non gazeux) présents dans l'air.

Il est à noter que ces tests, s'ils sont très exigeants, ne mesurent pas l'efficacité globale du purificateur, ni à l'état neuf, ni en conditions de vie réelle. Lisez la suite pour mieux comprendre !

Purificateurs d'air avec filtre HEPA : quels facteurs limitent leur efficacité en conditions réelles d'utilisation ?

D'abord, nous avons les fuites entre le filtre et le support du filtre, ainsi que les fuites entre le support du filtre et le purificateur d'air. Dans la pratique, le taux d'efficacité d'un purificateur est souvent inférieur à celui de son filtre, parce que l'air, pour éviter de passer entre les fibres très serrées du filtre HEPA (qui génèrent ce qu'on appelle une “différence de pression” élevée entre l'entrée et la sortie du filtre), va profiter du moindre interstice entre le filtre et l'appareil dans lequel ce filtre est installé. L'efficacité d'un purificateur d'air dépend donc grandement de comment le filtre HEPA est intégré, mais la marque communique en général uniquement sur l'efficacité du filtre lui-même, pas de l'appareil complet !

Ensuite, un autre facteur est la vitesse de l'air traversant le filtre : l'efficacité des filtres est testée dans des conditions de vitesse bien précise. Si le filtre est utilisé dans un appareil qui permet des vitesses plus élevées, le taux de filtration diminue. Cela se produit aussi si l'écoulement d'air n'est pas homogène sur toute la surface du filtre. A certains endroits, l'air passant plus vite, le filtre perd en efficacité. La température et l'humidité de l'air peuvent également jouer un rôle dans le comportement du filtre.

Pour augmenter l'efficacité mesurée lors des tests EN 1822, certains filtres HEPA utilisent un traitement électrostatique (on les appelle "électret") qui disparaît en quelques heures voire jours d'usage. [2] La baisse du taux de filtration au cours du temps peut être très élevée. Une étude allemande sur le CADR d'un purificateur d'air en situation réelle rapporte une division par 4 de l'efficacité du purificateur d'air, selon que le filtre est neuf ou qu'il a été déchargé de son traitement électrostatique ! [3]

Enfin, et surtout, l'efficacité d'un purificateur d'air avec filtre HEPA baisse rapidement dans le temps du fait de son encrassement ! En effet, au fur et à mesure que les particules capturées obturent les interstices entre les fibres du filtre HEPA, le passage de l'air est de plus en plus freiné et le débit d'air de l'appareil diminue sensiblement, ce qui revient à dire que l'efficacité de l'appareil diminue. Par exemple, une étude a mesuré la perte d'efficacité d'un purificateur d'air avec filtre HEPA dans le temps : après 1500 heures de fonctionnement (soit deux mois d'utilisation permanente), l'efficacité du purificateur d'air à éliminer la pollution dans la pièce équipée est réduite de 50% ! Autrement dit, c'est comme si l'appareil avait un débit d'air purifié (CADR) divisé par deux après seulement quelques mois d'utilisation. [3]

En conclusion, il est important de retenir que, contrairement au marketing des marques utilisant la filtration HEPA dans leurs purificateurs d'air, la réduction de pollution de l'air en situation réelle n'est pas du tout du niveau annoncé. De nombreuses publications scientifiques ont évalué cette réduction de pollution réelle à un niveau situé entre 45% à 85% environ, avec des appareils disposant de filtres neufs ou récents. [4] [5] [6]

Autres inconvénients des purificateurs d'air avec filtre HEPA

Si le filtre HEPA est le principal responsable des contraintes d'entretien et de la consommation d'énergie d'un purificateur d'air qui en est équipé, il est à noter que le nombre de filtres associés augmente ces contraintes. Plus il y a de filtres, plus le purificateur d'air est bruyant, lourd, difficile à entretenir et consommateur d'énergie.

Dépendant du type d'appareil et des filtres qui le constituent, l'entretien est une opération délicate mais indispensable. Il est étroitement lié au taux de pollution ambiant et à la qualité des préfiltres. Les spécialistes sont formels : si l'on ne s'occupe pas régulièrement du purificateur, il perd en efficacité et peut lui-même devenir une source de pollution de l'air !

A ce sujet vous pouvez lire aussi : Tout comprendre sur les filtres à charbon actif

Voici des choses à savoir sur l'entretien des purificateurs d'air avec filtre HEPA :

• Le pré-filtre doit généralement être nettoyé toutes les 3 à 4 semaines.
• Le filtre HEPA généralement coûteux doit être remplacé au moins une fois par an. Il est même souvent conseillé de le changer tous les 3 à 6 mois pour les raisons exposées précédemment.
• Les fabricants recommandent de porter un masque et des gants lors du changement de filtre et de bien se laver les mains une fois le changement effectué. Les polluants se dispersent en effet très facilement. Il est fortement déconseillé aux personnes sensibles aux allergènes et aux asthmatiques de manipuler des filtres.

Le purificateur avec filtre HEPA est efficace, mais il requiert un entretien exigeant et coûteux pour le rester dans la durée, entretien souvent peu adapté à la vie courante.

Cet appareil exige également une consommation d'énergie élevée, à cause du frein constitué par les filtres, qui exige plus d'énergie du ventilateur pour parvenir à faire passer l'air au travers du filtre. Une puissance électrique de 50W est assez courante et elle peut même atteindre 100W sur les appareils les plus puissants.

La consommation d'électricité annuelle peut donc représenter plusieurs centaines de kWh par an, selon l'utilisation qui est faite de l'appareil, sachant qu'il est souhaitable de le faire fonctionner toute l'année pour réduire utilement son exposition aux polluants de l'air.

En effet, les filtres HEPA ont un impact environnemental négatif dès leur fabrication. Ces filtres sont souvent fabriqués à partir de matériaux synthétiques (plastique ou fibre de verre) qui sont rarement recyclés. [5]

Certains fabricants proposent des filtres HEPA recyclables ou biodégradables, utilisant des matériaux comme le papier. Toutefois, les filtres HEPA usagés sont considérés comme des déchets dangereux : ils contiennent potentiellement des matières toxiques (la fibre de verre, en particulier, qui est le plus souvent utilisée dans ces filtres, est classée cancérigène).

D'autres fabricants proposent également des gammes d'appareils efficaces, simples à utiliser, adaptés à notre vie courante et écologiques. C'est en particulier le cas des purificateurs d'air ioniseurs et e-filtres TEQOYA. La technologie d'e-filtration TEQOYA améliore la qualité de l'air intérieur et élimine les acariens et autres allergènes qui peuvent provoquer de l'asthme et d'autres problèmes respiratoires.

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Sources

[1] Association Asthme et allergies. “Des Faits et chiffres pour comprendre l'allergie”.

[2] Que Choisir. “Purificateurs d'air - Des résultats mitigés”.

[3] Taiwan Association for Aerosol Research. “Testing of an Indoor Air Cleaner for Particulate Pollutants under Realistic Conditions in an Office Room”. AAQR-19-01-OA-0029_

[4] Smart Air Filters. “HEPA Filter Longevity Test: Day 200”.

[5] Sanalife. “What Are HEPA Filters And How Do They Work?”

[6] Science Direct. “Particle removal effectiveness of portable air purifiers in aged-care centers and the impact on the health of older people”.

[7] Wiley Online Library. “Health benefit/burden, PM2.5 removal effectiveness, and power consumption based comparison of common residential air-cleaning technologies in the United States”.

[8] Science Direct. “The effect of air purifiers on the reduction in indoor PM2.5 concentrations and population health improvement”.