L’importance du choix des filtres dans les unités de purification de l’air extérieur

L’importance du choix des filtres dans les unités de purification de l’air extérieur

À l’échelle mondiale, la qualité de l’air extérieur est de plus en plus remise en question en raison de la pollution atmosphérique croissante, de l’urbanisation, des activités industrielles et des émissions des véhicules. Cette situation, qui menace la santé humaine, rend nécessaire le nettoyage actif non seulement des espaces intérieurs, mais aussi des espaces extérieurs. Dans ce contexte, les unités de purification de l’air extérieur jouent un rôle vital, notamment dans les zones à forte fréquentation, les zones industrielles et les centres-villes.

Cependant, l’efficacité de ces unités dépend largement du type, de la qualité et de la conformité aux principes d’ingénierie des systèmes de filtration utilisés. Le choix des filtres est une clé déterminante du succès de ces systèmes.

L’importance croissante de la purification de l’air extérieur

L’air extérieur peut contenir de nombreux composants nocifs tels que les gaz d’échappement, la poussière, le dioxyde de soufre, les oxydes d’azote, le monoxyde de carbone et les composés organiques volatils (COV). De plus, des contaminants biologiques tels que les résidus de pesticides provenant des activités agricoles, les pollens et les spores affectent également négativement la qualité de l’air.

Les solutions de purification de l’air extérieur développées pour la santé publique se répandent dans les domaines suivants :

• Espaces en plein air dans les centres-villes

• Arrêts de transports en commun

• Environnements des installations industrielles

• Jardins d’écoles et d’hôpitaux

• Espaces extérieurs des zones commerciales et de loisirs

Défis de la filtration dans les unités de purification de l’air extérieur

La qualité de l’air extérieur est beaucoup plus variable et moins contrôlée que celle de l’air intérieur, ce qui nécessite des systèmes de filtration plus complexes, intensifs et résistants. Étant donné que l’air extérieur contient de fortes concentrations de PM10, PM2,5, de COV, de métaux lourds et d’agents pathogènes, les filtres utilisés doivent être à la fois très efficaces et durables.

En outre, la sélection des filtres est directement influencée par la conception des matériaux et des systèmes capables de résister aux conditions extérieures telles que la pluie, le vent, l’humidité et les variations de température.

Types de filtres utilisés et leurs caractéristiques

Dans les systèmes de purification de l’air extérieur, plusieurs couches de filtres sont intégrées :

• Préfiltre (G4–M5) : Retient les grosses particules telles que la poussière, le pollen et les feuilles et protège les filtres principaux. Exige une structure de matériau durable.

• Filtres moyens et fins (M6–F9) : Retiennent les particules PM10 et PM2,5, qui ont un impact direct sur la santé humaine, notamment sur les voies respiratoires et les maladies cardiovasculaires.

• Filtres HEPA (H13–H14) : Capturent jusqu’à 99,97 % des particules d’un diamètre de 0,3 micromètre. Ils jouent un rôle critique dans les zones à forte pollution de l’air extérieur.

• Filtres électrostatiques : Utilisés pour capter les particules provenant de la suie, de l’huile et de la fumée, offrant une filtration élevée.

• Filtres à charbon actif : Retiennent les COV, les mauvaises odeurs et les gaz issus de la production alimentaire, de l’industrie ou des émissions de trafic. Ils fournissent une filtration chimique.

• Filtres photocatalytiques + UV + ozone : Décomposent les micro-organismes tels que les virus, les bactéries et les spores de moisissure dans l’air, assurant une stérilisation biologique.

Effets du choix des filtres sur la santé et la société

La purification de l’air extérieur contribue directement à la santé publique et est particulièrement importante pour les groupes à risque suivants :

• Patients asthmatiques et atteints de BPCO

• Enfants et personnes âgées

• Travailleurs en extérieur

• Personnes exposées à un trafic urbain élevé

Les composants nocifs retirés de l’air par les filtres jouent un rôle majeur dans la prévention des maladies transmissibles par voie aérienne. Les combinaisons de filtres électrostatiques, HEPA et à charbon actif peuvent améliorer la qualité de l’air extérieur presque au niveau de l’air intérieur.

Consommation d’énergie et équilibre de performance des filtres

Plus la filtration est dense, plus la perte de pression dans le système et donc la puissance du ventilateur nécessaire augmentent, ce qui impacte directement la consommation d’énergie et les coûts d’exploitation. Par conséquent, les paramètres suivants doivent être évalués conjointement d’un point de vue technique :

• Efficacité du filtre

• Chute de pression

• Durée de vie

• Fréquence de maintenance

• Optimisation de la stratégie de filtration selon la région

Les conceptions de filtres économes en énergie et les systèmes de contrôle intelligents prennent ici une importance cruciale.

Choix des filtres selon les facteurs régionaux et climatiques

Tous les environnements extérieurs ne sont pas identiques. Le choix des filtres doit être personnalisé en fonction de la localisation géographique, de la densité industrielle, de la situation du trafic et du climat :

• Zones industrielles : Les filtres électrostatiques et à charbon actif doivent être privilégiés.

• Zones à fort trafic : Les filtres à charbon absorbant les COV et les combinaisons HEPA sont idéaux.

• Zones sèches et poussiéreuses : Les pré-filtres à haute capacité de rétention de poussière sont obligatoires.

• Zones à forte humidité : Les unités absorbant l’humidité et les revêtements antibactériens contre la formation de moisissures doivent être préférés.

Durabilité et impact environnemental

Les purificateurs d’air extérieur ont pour mission la protection de l’environnement. Pour que cette mission soit durable :

• Les filtres doivent être fabriqués à partir de matériaux recyclables.

• Les technologies de filtres qui ne libèrent pas de substances chimiques doivent être privilégiées.

• Des systèmes durables et nécessitant peu d’entretien doivent être conçus.

• Les déchets de filtres doivent être éliminés de manière respectueuse de l’environnement.

Le choix des filtres dans les unités de purification de l’air extérieur n’est pas seulement un détail technique, mais un critère stratégique d’ingénierie en matière de santé, d’environnement et de qualité de vie sociale. Les systèmes de filtration doivent être soigneusement sélectionnés pour amener l’air extérieur à un niveau sûr pour la santé humaine, en accord avec les principes d’efficacité énergétique et de durabilité.

Lorsque l’approche systémique du génie mécanique se combine avec la sensibilité écologique du génie de l’environnement, les systèmes de purification de l’air extérieur pour les villes du futur deviendront plus efficaces, plus sûrs et plus respectueux de l’environnement.

İlker KURAN
Alperen Mühendislik Ltd. Şti.