Tout savoir sur la stérilisation UVC

Le marché des purificateurs d’air a explosé ces dernières années en raison des inquiétudes concernant la qualité de l’air et de la pandémie de COVID-19 (SRAS-CoV-2). Selon l’Organisation mondiale de la santé (OMS), 99 % de la population mondiale respire un air qui dépasse ses directives. Cela signifie que presque chacun d’entre nous respire un air de mauvaise qualité rempli de polluants et de produits chimiques en suspension dans l’air. Une étude américaine récente a montré qu'en 2022, le marché mondial de la purification de l'air valait 13,97 milliards de dollars et devrait croître de 7,3 % par an de 2023 à 2030, pour atteindre 31,83 milliards de dollars d'ici 2027¹.

Il est important que les gens se préoccupent de la qualité de l’air qu’ils respirent. Cela signifie également que le marché est désormais inondé de purificateurs d'air offrant un large éventail de technologies, dont la stérilisation aux ultraviolets (UV). La lumière UV est utilisée depuis des décennies pour désinfecter les surfaces, l’eau et l’air, mais cette technologie nous protège-t-elle réellement contre les virus aéroportés ? Lisez ci-dessous pour en savoir plus sur la technologie de stérilisation UV et comment elle peut vous protéger des polluants intérieurs.

Qu'est-ce que la stérilisation UV ?

Histoire de la stérilisation UV

La capacité germicide des lampesUV a conduit à la création de technologies révolutionnairedepuis plus de cent ans dans divers secteurs de la santé et industriels. Voici un bref historique de la stérilisation UV :

• 1877 – les chercheurs Downes et Blunt réalisent une étude qui découvre la capacité de la lumière du soleil à désinfecter et à prévenir la croissance microbienne.
• Ils observent que l'inactivation des micro-organismes (désinfection germicide) dépend de la longueur d'onde du rayonnement, de l'intensité et du temps.
• 1903 – Niels Ryberg Finsen, un scientifique des îles Féroé, reçoit le prix Nobel en 1903 pour ses travaux utilisant le rayonnement ultraviolet pour lutter contre le lupus.
• 1930 – FL Gates publie une étude montrant l'efficacité maximale de la désinfection bactérienne et de l'action germicide à 265 nm
• Années 1930 – après la Seconde Guerre mondiale, les technologies de stérilisation UVC sont utilisées dans divers contextes industriels tels que les usines de transformation, les laiteries et les pharmacies dans le but de réduire la contamination et les infections microbiologiques.
• 1937 – les chercheurs Wells et Al. menent avec succès une étude utilisant la stérilisation UV pour empêcher la propagation aérienne de la rougeole dans les externats de Philadelphie, en notant ses capacités germicides
• Années 1940 et 1950 – d’autres chercheurs sont incapables de reproduire les succès de Wells dans la lutte contre les infections, ce qui conduit à un abandon généralisé de la technologie.
• 1956-1962 – une étude sur deux groupes de personnes exposés à la tuberculose, démontre que la stérilisation aux UV était capable de protéger un groupe d’individus de l’infection tandis que l’autre était infecté, un autre succès dans l’action germicide des UV et dans le contrôle des maladies.
• 1985-1992 – une augmentation de la tuberculose aux États-Unis entraîne un regain d’intérêt et d’investissement pour la stérilisation UV à des fins germicides.
• Années 1990 à aujourd'hui – Des études sur les techniques et les conseils appropriés pour l'utilisation de la stérilisation UV comme méthode germicide sont entreprises.
• 2009 – L’infection tuberculeuse est considérablement réduite chez les personnes hébergés au-dessus d’un service VIH-TB grâce à la stérilisation UV, marquant la première expérience clinique contrôlée de ce type dans la prévention de la transmission de la maladie.²

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Comment fonctionne la stérilisation UV ?

Aujourd’hui, vous connaissez probablement les avertissements des dermatologues concernant les risques sanitaires liés aux rayons du soleil. Les dommages causés sur votre peau par le soleil sont dus à l’exposition aux UV : les couches externes de notre peau contiennent de la mélanine, un pigment qui nous protège des rayons UV. Lorsque les couches externes de notre peau sont exposées à trop de rayons UV, elles brûlent, laissant les couches plus profondes de la peau exposées aux dommages cellulaires³. La stérilisation UV fonctionne de la même manière, mais a des longueurs d’ondes spécifiquement choisies pour leur capacité germicide et leur inocuité pour l‘homme : il s’agit des rayons UV-C. Les technologies UV à l’intérieur d’un purificateur d’air, par exemple, ciblent des bactéries et des virus spécifiques dans le but d’endommager leur ADN.

Lorsqu’ils sont exposés aux rayons UVC, l’ARN et l’ADN des germes absorbent les rayons. Plus précisément, le rayonnement réticule la thymine et la cytosine (bases nucléosidiques pyrimidine) au sein du même brin d’ADN. Ils deviennent alors des bases sans appariement. Ce processus entraîne une perturbation des capacités de réplication, de transcription et de traduction, provoquant finalement la mort des cellules bactériennes et l'inactivation virale. En termes plus simples, les bactéries et les virus ne peuvent plus se reproduire et ne peuvent plus se développer en colonies pouvant causer des problèmes de santé dans votre corps et dans celui des autres lorsqu'elles se propagent. Cela contrôle l’infection par des agents pathogènes, y compris des virus à l’échelle pandémique comme le COVID-19.

L’un des grands avantages de la stérilisation UV dans le cadre d’efforts germicides est que, contrairement à d’autres formes de stérilisation et de désinfection (telles que les antibiotiques ou les désinfectants pour les mains), elle est capable de désinfecter sans risque de résistance bactérienne. En effet, la stérilisation UV permet de désinfecter les espaces de tous les germes (bactéries, virus, microbes) quelle que soit leur taille ou leur forme. C'est pourquoi il s'agit d'une technologie de stérilisation et de désinfection que l'on retrouve souvent dans les hôpitaux les filtres certifés HEPA.

Les différents types de lumière UV

La lumière UV est classée en trois types différents qui se distinguent par leurs différentes longueurs d'onde. Le soleil produit ces trois types, mais l’effet de chaque type sur la matière organique varie :

• UVA : c'est la forme de lumière UV ayant la longueur d'onde la plus longue (315-400 nanomètres). Il a le potentiel de pénétrer dans la couche intermédiaire de votre peau (le derme) et est très susceptible de provoquer des lésions cutanées et le cancer.
• UVB : cette forme de lumière UV a une longueur d'onde un peu plus courte que les rayons UVA (280-315 nm). En raison de leur longueur d’onde plus courte, ils n’ont généralement pas la capacité d’accéder plus profondément que la couche externe de votre peau (l’épiderme).
• UVC : cette forme de lumière UV à la longueur d'onde la plus courte (100-280 nm) et possède le potentiel énergétique le plus élevé du spectre du rayonnement UV. En raison de leur transmission énergétique élevée, ces rayons ont le plus grand potentiel pour tuer les germes et les agents pathogènes. Dans l’atmosphère, il est bloqué par la couche d’ozone et n’atteint donc pas la surface de la Terre. La seule façon pour les humains d’être exposés à ce type de lumière UV est par des moyens artificiels. C’est le type de lumière UV utilisée dans la plupart des purificateurs d’air⁵. 

Comment la lumière UV traite-t-elle les micro-organismes et les agents pathogènes ?

Délai d'exposition

Certains facteurs contrôlent l’efficacité avec laquelle ces micro-organismes peuvent être inactivés par la lumière UV, le plus important étant la durée d’exposition. Des études montrent que 99,99 % des agents pathogènes aéroportés exposés à 40 mJ/cm² de lumière UV à une longueur d’onde de 254 nm, la longueur d’onde généralement utilisée dans les purificateurs d’air dotés de la technologie de stérilisation UV, seront désactivés ou « tués » 4. Pour que ce niveau d’exposition soit germicide, il faudrait plusieurs minutes. C’est la raison pour laquelle, contrairement à ce que l’on peut lire couramment sur Internet, la technologie UV ne stérilise pas directement l’air : elle demande du temps. Le flux d’air d’un purificateur d’air est beaucoup trop rapide pour permettre la quantité d’exposition requise. Pour traiter efficacement l'air, il n'est pleinement efficace que s'il est utilisé en combinaison avec un filtre certifié HEPA (ou équivalent) qui capture d'abord les germes, après quoi l'irradiation UV piège les microbes et stérilise le filtre.

Stérilisation UV utilisée avec une filtration certifiée HEPA

Une revue systématique a montré que les purificateurs d'air contenant à la fois une stérilisation UV et des filtres certifiés HEPA sont les plus efficaces pour éliminer les bactéries de l'air et réduire la transmission d'agents pathogènes⁶. Au pic de la pandémie de COVID-19, les gouvernements du Royaume-Uni et de la Belgique ont spécifiquement recommandé l'utilisation de purificateurs d'air contenant à la fois des filtres certifiés HEPA et des technologies de stérilisation UV pour lutter contre la transmission du SRAS-CoV-2 et agir comme agent germicide.

Un purificateur d'air contenant de la lumière UVC est-il sûr ?

254 nm : la longueur d'onde UVC la plus efficace pour l'inactivation des germes

Il est courant dans les hôpitaux, notamment les salles d'opération, de traiter les surfaces à l'aide de lampes UV émettant une longueur d'onde de 254 nm (la lumière UV décontamine en quelques secondes) à des fins germicides. Il a été testé et s'est avéré être un moyen efficace et à faible risque de réduire la transmission d'agents pathogènes, notamment les virus SARM, SRAS et COVID-19 (y compris le SRAS-CoV-2), en particulier dans les pièces qui ne peuvent pas être correctement ventilées. La lumière UVC à cette longueur d'onde inactive les virus et tue les bactéries et les moisissures en perturbant leur ADN et leur ARN.

Rayons UV et sécurité humaine

Les dangers des rayons UVA et UVB ont été constatés par les scientifiques et les chercheurs du monde entier. Ces deux types de rayons UV, bien que nocifs, n’ont pas les mêmes effets sur la peau.

• Le vieillissement cutané est associé à l’exposition aux rayons UVA.
• Les brûlures cutanées sont associées à l’exposition aux rayons UVB.
• Les rayons UVA et UVB augmentent le risque de cancer de la peau et de mutations génétiques, car ils endommagent tous deux l’ADN des cellules cutanées.
• Les rayons UVA et UVB ont tous deux un impact sur la santé oculaire, leur exposition entraînant des cataractes et des cancers de la paupière⁷.

Source ⁸

Contrairement aux rayons UVA et UVB, les rayons UVC présentent moins de danger pour l’Homme. Les UVC sont une forme de rayonnement ultraviolet à faible pénétration, et 4 à 7 % des rayons UVC sont réfléchis et absorbés dans les 2 premiers µm de la couche la plus externe de la peau. Cela signifie que les couches profondes de la peau sont protégées des dommages. En conséquence, les UVC ont été choisis pour être utilisés dans les produits de purification de l’air pour leur sécurité. Cependant, l’exposition directe des yeux aux lampes UV émettant des rayons UVC peut provoquer des dommages temporaires (symptômes durant 24 à 48 heures) et des précautions pour protéger vos yeux doivent être prises⁹. 

Ozone

Dans un souci de sécurité des clients, la technologie UV présente dans les purificateurs d'air Eoleaf est située au centre de l'appareil, et ne sors pas de l’enceinte de l’appareil. Cela protège l’utilisateur de toute sorte d’exposition. Nos lampes UV de 254 nm sont également classées « sans ozone », ce qui signifie qu’elles produisent des émissions d’ozone minimes ou nulles, nocives pour notre santé et pour l’environnement. Les lampes qui produisent de la lumière UV à 254 nm ne créent pas d'ozone car l'énergie libérée n'est pas suffisamment forte pour décomposer l'O2 en O-. Ces lampes convertissent presque toute leur énergie/chaleur en rayons UV. Notez que même les lampes UV classées « sans ozone » peuvent émettre des traces d’ozone, ce qui est toléré dans les lampes « sans ozone » tant que les émissions d’ozone restent inférieures à 0.1 PPM (le niveau recommandé par l’Organisation mondiale de la santé).

En testant nos appareils, nous avons pu confirmer que, si elles émettaient de l'ozone, celle-ci serait tout de même inférieure à 0,01 PPM. Cette étude a été réalisée simplement par souci de transparence puisque, même si nos unités émettaient de l'ozone, celui-ci serait filtré/réabsorbé par le filtre à charbon actif et la photocatalyse, deux autres technologies que nous utilisons également dans nos systèmes.

La différence Éoleaf

La stérilisation UVC ne représente qu’une des 8 technologies hautement efficaces que l'on retrouve dans nos purificateurs d'air haut de gamme. Grâce à notre méthode exclusive de filtration multicouche, nous filtrons les polluants atmosphériques suivants :

• Pollution biologique
• Allergènes (poils et squames d'animaux, pollen, poussières et acariens, moisissures et leurs spores)
• Germes (virus et bactéries)
• Pollution chimique
• Composés organiques volatils (COV)
• Gaz et produits chimiques toxiques en suspension dans l'air
• Pollution aux particules fines
• Particules (PM10, PM2.5, PM0.1)

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Questions fréquemment posées

Quels sont les avantages de la stérilisation UVC pour la purification de l'air ?

La stérilisation UVC est une méthode extrêmement efficace pour lutter contre les germes aéroportés (virus et bactéries).

La stérilisation UVC est-elle sans danger pour la qualité de l'air intérieur et la santé humaine ?

Les technologies de stérilisation UVC sont couramment utilisées dans les établissements médicaux comme les hôpitaux (en particulier dans les salles d'opération). Les lampes UV utilisées dans la purification de l'air sont conçues pour émettre une longueur d'onde de 254 nm, une longueur d'onde qui s'est avérée sans risque pour la santé humaine et très efficace pour réduire la transmission des maladies.

La technologie de stérilisation UVC peut-elle éliminer les odeurs de l'air ?

Les technologies de stérilisation UVC ne peuvent à elles seules éliminer les odeurs de l’air. Si votre objectif est d’éliminer les odeurs de l’air, assurez-vous d’acheter un purificateur d’air doté d’autres technologies, notamment un filtre à charbon actif. Les appareils Eoleaf contiennent 8 technologies différentes, dont deux incluent des technologies de stérilisation UVC et un filtre à charbon actif !

Quels polluants et pathogènes la stérilisation UVC peut-elle cibler et éliminer efficacement ?

Les technologies de stérilisation UVC ciblent et éliminent efficacement les virus et bactéries aéroportés. Il détruit ou désactive toutes les bactéries, virus et microbes, quelle que soit leur forme ou leur taille.

Y a-t-il des risques potentiels ou des effets secondaires associés à la technologie de stérilisation par UVC ?

Les technologies de stérilisation UVC ont été développées spécifiquement pour leur sécurité. Cependant, une exposition directe aux yeux peut provoquer des dommages temporaires. Il est donc toujours recommandé de vous protéger les yeux lors de la manipulation des lampes UV.

Les systèmes de stérilisation UVC doivent-ils être entretenus ?

Les lampes UVC doivent être remplacées toutes les 20 000 heures d'utilisation. C’est le meilleur moyen d’assurer un fonctionnement optimal lors des étapes de stérilisation UVC et de photocatalyse de notre procédé de purification de l’air.

La technologie de stérilisation UVC peut-elle être utilisée en combinaison avec d'autres méthodes de purification de l'air ?

Absolument ! En fait, les appareils Eoleaf contiennent 7 autres méthodes de filtration de l'air dans le cadre de notre processus de purification de l'air en 8 étapes. Il est toujours recommandé d’acheter un appareil contenant plusieurs technologies de purification de l’air afin de lutter contre tous les types de pollution de l’air, notamment les germes, les particules fines, les allergènes et la pollution chimique.

Sources

¹ Matériaux avancés. (2018). (publication). Rapport d’analyse de la taille, de la part et des tendances du marché des purificateurs d’air par technologie (HEPA, charbon actif), par application (commerciale, résidentielle), par région (APAC, Europe, MEA, Amérique du Nord) et prévisions de segment, 2023-2030. Disponible sur https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/air-purifier-market

² Reed NG. L'histoire de l'irradiation germicide ultraviolette pour la désinfection de l'air. Public Health Rep. 2010 Jan-Feb;125(1):15-27. doi: 10.1177/003335491012500105. PMID: 20402193; PMCID: PMC2789813.

³ U.S. National Library of Medicine. (18 novembre 2022). L'effet du soleil sur la peau. MedlinePlus. Disponible sur https://medlineplus.gov/ency/anatomyvideos/000125.htm 

⁴ Beck, S. E., Rodriguez, R. A., Hawkins, M. A., Hargy, T. M., Larason, T. C., & Linden, K. G. (2015). Comparaison de l'inactivation induite par les UV et des dommages à l'ARN dans le phage MS2 sur tout le spectre UV germicide. Applied and Environmental Microbiology, 82(5), 1468–1474. https://doi.org/10.1128/aem.02773-15 

⁵ Center for Devices and Radiological Health. (2023). Rayonnement ultraviolet (UV). U.S. Food and Drug Administration. Disponible sur https://www.fda.gov/radiation-emitting-products/tanning/ultraviolet-uv-radiation#3 

⁶ MediLexicon International. (27 octobre 2021). Purificateurs d'air UV : avantages, inconvénients et efficacité. Medical News Today. Disponible sur https://www.medicalnewstoday.com/articles/uv-air-purifier

⁷ Le rayonnement UV. The Skin Cancer Foundation. (21 juillet 2022). Disponible sur https://www.skincancer.org/risk-factors/uv-radiation/

⁸ La crème solaire. Simply Sunscreen. (n.d.-b). Disponible sur https://www.simplysunscreen.com/ 

⁹ ISO. (2016). Plateforme de navigation en ligne (OBP) - ISO. International Organization for Standardization. Disponible sur https://www.iso.org/obp/ui/iso