Beaucoup de grandes entreprises de purificateurs d’air prétendent que seuls leurs propres filtres HEPA peuvent capturer les nanoparticules, comme dans cette publicité de Molekule.
Bien que cette affirmation soit fausse, les journalistes relaient eux aussi souvent ce mythe. Mais pourquoi cette croyance est-elle si répandue ?
Eh bien une raison plausible est la définition même de “HEPA”, qui peut induire les gens en erreur. Sur Wikipédia par exemple, on peut lire que la définition d’un filtre HEPA est un filtre qui est censé filtrer “au moins 99,97 % des particules de diamètre supérieur ou égal à 0,3 µm2.”
Cette définition ne mentionne donc que les particules de 0,3 microns et plus. Mais qu’en est-il des nanoparticules qui ont une taille comprise entre 0,001 et 0,1 micron. Les filtres HEPA sont-ils capables les capturer ?
Cette question précise a suscité des années de confusion et de publicités mensongères sur les filtres HEPA. Il est donc temps d’y voir plus clair.
Pourquoi nos intuitions sur les filtres sont fausses ?
Notre intuition quant au fonctionnement des filtres est erronée. Comme la plupart des gens, j’avais l’idée que les filtres HEPA fonctionnaient de la même manière qu’un filet.
Si la taille d’une particule est plus petite que celle des trous du filet, alors la particule passe à travers le filtre. Sinon, elle reste bloquée. Cela semble logique !
Mais cette idée n’est vraie en fait que pour les grosses particules. Lorsque de grosses particules entrent dans un filtre HEPA, elles sont trop grandes pour passer à travers et restent donc bloquées.
Lorsque nous nous intéressons aux particules extrêmement petites, comme les nanoparticules, les phénomènes mis en jeu deviennent beaucoup plus étranges. En effet, ces particules sont si petites qu’elles sont soumises à un mouvement chaotique appelé “mouvement brownien“, qui les fait rebondir sur les molécules de gaz et les dirige dans des trajectoires en zigzag aléatoires.
Dans un filtre, ce mouvement erratique en zigzag les amène à entrer en contact avec les fibres et à y rester piégées. Un filtre HEPA est donc tout de même capable de capturer les nanoparticules !
Le phénomène scientifique mis en jeu dans la capture d’une nanoparticule dans un filtre est appelé “diffusion“.
Quelle est l’efficacité de cette diffusion pour capturer les nanoparticules ?
D’accord, nous avons compris que les nanoparticules étaient capturées par diffusion. Mais combien de nanoparticules exactement ? Peut-être 50 % ? En réalité, la diffusion est bien plus efficace que cela. Selon la NASA, les filtres HEPA capturent “pratiquement 100 % des particules” !
Où retrouver ces données ? Ici, dans cette étude où des chercheurs de l’Université du Minnesota ont comparé l’efficacité de filtres de four en fibre de verre et de filtres HEPA. Les tests consistaient en la projection de particules d’argent de 3 à 20 nanomètres sur les filtres.
Résultats : les deux types de filtres ont réussi à capturer 99,99 % des particules mesurant moins de 5 nanomètres.
Leurs résultats démontrent donc que l’efficacité du mouvement brownien n’est pas seulement réservée aux filtres HEPA. Cela fonctionne pour n’importe quel filtre à fibres, y compris les filtres de four (également appelés “filtres MERV”). Sur le graphique ci-dessus, les filtres MERV ont capturé environ 99% des particules à 10 nanomètres et 99,9% à 4 nanomètres. C’est impressionnant pour ce filtre à fibres bon marché !
Le mouvement brownien s’applique également pour les masques ! Des scientifiques ont par exemple testé les masques 3M et ont constaté qu’ils étaient efficaces à 96 % jusqu’à 0,007 micron (7 nanomètres). Des chercheurs de l’Université du Massachusetts ont également obtenu des résultats similaires lors de leurs tests de masques.
Pourquoi alors parle-t-on de 0.3 microns?
Pourquoi Wikipédia ne mentionne-t-il malgré tout que la taille de 0,3 micron dans sa définition ? Ces particules de 0,3 micron sont en fait situées au milieu de l’échelle de taille des particules. Il s’avère que les particules de cette région intermédiaire sont les plus difficiles à capturer.
En effet, elles sont trop grosses pour voler en zigzag et être capturées par diffusion, mais également trop petites pour être facilement capturées par simple impaction avec les fibres des filtres.
En quoi est-ce important de savoir tout ça ?
Les entreprises de purification d’air peuvent exploiter notre intuition erronée sur le fonctionnement des filtres pour nous faire payer plus cher. Voici par exemple les affirmations trompeuses de Molekule sur leur site web :
Et voici comment IQAir explique que leur filtre HyperHEPA est supérieur à un filtre “ordinaire”.
Le directeur national de Sharp a même affirmé sur Quora que les filtres HEPA ordinaires sont incapables de capturer les particules inférieures à 0,3 micron.
Il est possible que certaines personnes, obsédées par la conception de purificateurs d’air et leurs publicités, en soient venues à ignorer cette vérité essentielle sur la filtration. Même un journaliste de Wired a relayé ce mythe ! Ainsi, certaines de ces affirmations trompeuses sont peut-être le résultat d’une méconnaissance plutôt que d’une intention délibérée de tromper. Mais maintenant vous savez tout !
En savoir plus : Quels types de filtres protègent de tous les types de polluants ?
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