La photocatalyse, promesses tenues ?

La photocatalyse, qu'est-ce que c'est ?

La photocatalyse est la décomposition et la dégradation de polluants sous l'action de rayons lumineux à la surface d'un catalyseur, généralement du dioxyde de titane (TiO2). Elle permet de détruire les composés organiques volatils, les polluants inorganiques et les microorganismes. Le processus finalisé produit essentiellement de l'eau et du dioxyde de carbone.

Une efficacité encore à démontrer

Les fabricants de purificateurs d'air par photocatalyse affirment que leurs appareils détruisent 99,9% des COV, des HAP (une famille de composés très toxiques), des virus et des bactéries jusqu'à une taille de 0,01 µm. Nombreuses sont les recherches en laboratoire qui confirment les propriétés dépolluantes de cette technique. Les études menées en conditions réelles, elles, remettent en cause l'efficacité de la photocatalyse. D'après l'Agence de la transition écologique (ADEME), la photocatalyse n'est efficace que « sous certaines conditions ». Les expérimentations montrent "de forts écarts de performances selon les mélanges de polluants employés et les débits d'air testés".

En situation réelle, les performances du purificateur d'air à photocatalyse dépendent de nombreux facteurs :

• Les conditions environnementales : la température et l'humidité
• Les paramètres des lampes : puissance, spectre (UV-A, UV-C)
• La nature du catalyseur
• L'usure du photocatalyseur
• Le nombre de passages de l'air à traiter sur les surfaces actives
• La nature et la concentration des polluants en présence

L'innocuité de la photocatalyse mise en cause

Le plus souvent, les fabricants utilisent le dioxyde de titane (TiO2) comme catalyseur. Il est connu pour agir sur les COV, les gaz, les odeurs, les moisissures, les champignons et même les bactéries et les virus. Le dioxyde de titane, c'est aussi un agent classé par le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC) comme potentiellement cancérogène pour l'homme. D'après des études menées sur le rat (IARC, 2006) et la souris (Yamashita et al, 2011), il favorise le cancer du poumon et trouble le développement des fœtus. On ignore encore les éventuelles émissions de particules de TiO2 par les photocatalyseurs.

Mais surtout, les mécanismes de dégradation photocatalytique font intervenir des sous-produits parfois plus dangereux pour la santé que les espèces primaires traitées. Il est difficile de garantir que la réaction photocatalytique sera complète et ne produira que de l'eau et du CO2 comme indiqué sur le schéma. Les divers facteurs listés précédemment peuvent induire une réaction partielle, et l'émission de sous-produits toxiques. Parmi eux, des cétones et les aldéhydes notamment. Ils ont des propriétés irritantes pour les muqueuses et neurotoxiques. Sur les gaz et les odeurs, d'autres approches sont souvent avancées : nous avons détaillé les limites réelles des filtres à charbon actif.

Ce que dit la recherche récente

Depuis la publication de cet article, les évaluations institutionnelles se sont précisées, et elles confortent la prudence.

En 2017, l'ANSES a passé en revue les dispositifs d'épuration de l'air intérieur reposant sur la catalyse et la photocatalyse. Sa conclusion est nette : les données scientifiques disponibles ne permettent pas de démontrer l'efficacité ni l'innocuité de ces appareils en conditions réelles d'utilisation. L'agence pointait notamment le risque de formation de sous-produits de réaction.

En mai 2022, l'ADEME a publié un avis actualisé sur l'épuration de l'air intérieur par photocatalyse. Le constat reste mesuré : certains dispositifs ont montré une efficacité et une innocuité dans des essais de laboratoire simulant des conditions réalistes, mais, en l'état des connaissances, il n'est pas possible de garantir cette efficacité et cette innocuité dans toutes les conditions d'usage réel. L'ADEME rappelle surtout une hiérarchie des priorités : réduire d'abord les sources de pollution, puis aérer et renouveler l'air, et n'envisager le traitement de l'air qu'en complément ciblé, jamais en substitution.

Le point le plus documenté concerne les sous-produits. Lorsque la réaction photocatalytique est incomplète, l'oxydation des composés organiques volatils (COV) ne s'arrête pas à l'eau et au CO2 : elle peut générer des composés intermédiaires parfois plus préoccupants que les molécules de départ. Le formaldéhyde, classé cancérogène pour l'homme, et l'acétaldéhyde figurent parmi les sous-produits régulièrement identifiés dans les travaux de recherche. Cette oxydation partielle dépend de nombreux facteurs difficiles à maîtriser en usage domestique : nature et concentration des polluants présents, humidité, débit d'air, vieillissement du catalyseur et intensité lumineuse. Autrement dit, un appareil censé assainir l'air peut, dans certaines conditions, réintroduire des polluants dans la pièce.

Pour nous, l'enseignement est double. D'une part, sur les gaz et les COV, aucune technologie de traitement de l'air ne remplace la réduction des sources et l'aération : c'est la position constante des agences publiques. D'autre part, sur les particules, il existe des solutions dont le principe physique est simple et bien caractérisé. Nos ioniseurs TEQOYA agissent uniquement sur la pollution particulaire (particules fines, pollens, spores, particules porteuses de bactéries ou de virus) par abattement électrostatique, sans réaction chimique et donc sans production de sous-produits gazeux. Nous ne revendiquons aucune action sur le formaldéhyde, les COV ou les autres gaz : ce n'est pas le rôle d'un ioniseur, et nous préférons le dire clairement. Notre technologie repose sur un principe sûr : en savoir plus sur l'innocuité de l'ionisation TEQOYA.

Vous souhaitez en savoir plus ? Nous vous recommandons vivement la lecture de l'article de Corinne Mandin et Séverine Kirschner du CSTB.

Avant de choisir un appareil, il est utile de connaître les dangers potentiels de certains purificateurs d'air, notamment ceux qui produisent de l'ozone.