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Le terme « filtre HEPA » peut prêter à confusion. Que signifie HEPA ? De quoi est fait un filtre HEPA et qu’est-ce qui en fait réellement un filtre HEPA ?

Qu’est-ce qu’un filtre HEPA ?

« HEPA » signifie « high-efficiency particulate air » (filtre). Cela semble compliqué, mais les filtres à air HEPA n’ont rien de fantaisiste. Ils ont été inventés dans les années 1940, lorsque les scientifiques mettaient au point la bombe atomique, et il s’agit simplement d’un tapis de fibres alignées de manière aléatoire, fabriqué à partir de verre ou de matériaux synthétiques. Le matériau synthétique utilisé dans le filtre à air est similaire à celui utilisé dans les T-shirts à séchage rapide.

En revanche, les filtres à air en fibre de verre sont fabriqués à partir de verre – ce qui signifie des choses comme la silice, l’alumine, l’oxyde de calcium, l’oxyde de bore, l’oxyde de magnésium, l’oxyde de sodium.

Ce qui est important avec les filtres à air HEPA, c’est qu’ils sont incroyablement efficaces pour capturer presque toutes les tailles de particules. Ils peuvent capturer les virus, les bactéries, le pollen, les PM2,5, les allergènes, et plus encore. Les filtres à air HEPA sont le composant le plus important de tout purificateur d’air.

Pour voir à quoi ressemble le tapis de fibres alignées de façon aléatoire, voici un gros plan du filtre HEPA que Smart Air fabrique pour le purificateur d’air The Sqair, puis à côté une vue au niveau nanométrique à l’aide d’un microscope.

Qu’est-ce qui fait qu’un filtre est un filtre HEPA ?

OK, donc si les filtres HEPA ont été inventés dans les années 1940, et qu’ils n’ont rien de fantaisiste, alors qu’est-ce qui fait que n’importe quel vieux filtre est un filtre HEPA ? Il s’avère que l’utilisation du terme « HEPA » a un ensemble d’exigences strictes. En Europe, les filtres HEPA doivent éliminer 99,95 % (ISO) des particules. Aux États-Unis, ils doivent éliminer 99,97 % des particules.

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Standard	Taux de filtration du MPPS
ISO / European (ISO29463 / EN 1822)	≥ 99.95%
Norme américaine (MIL-STD-282)	≥ 99.97%

Lorsqu’on suit les règles ISO ou européennes, les filtres qui capturent ≥85% des particules mais moins de 99,95% sont appelés  » filtres EPA  » ou  » filtre à air à particules efficace « . Ces filtres à air ne répondent pas aux exigences de filtration pour être considérés comme un ‘filtre à air HEPA’.

En revanche, les filtres qui dépassent les exigences d’un ‘filtre à air HEPA’ et capturent plus de 99,999 % des particules sont appelés ‘filtres ULPA’ ou ‘filtre à air à ultra faible pénétration’.

Designation	Taux de filtration
EPA (filtre à particules efficace)	85% – 99.95%
HEPA (filtre à particules à haute efficacité)	99,95% – 99.999%
ULPA (filtre à air à ultra faible pénétration)	≥99.999%

OK, mais que signifie « particules » ? Toutes les particules ? Une taille particulière de particules ? Il s’avère que les filtres HEPA sont testés par rapport à la  » taille de particule la plus pénétrante  » (MPPS) – nous y reviendrons dans un instant.

Comment fonctionnent les filtres HEPA ?

La réponse à cette question est la chose la plus fascinante à propos des filtres HEPA. La plupart d’entre nous pourraient commencer à penser que les filtres HEPA fonctionnent comme un filet, comme ceci.

Si une particule est plus petite que les trous du filet, elle passe à travers. C’est logique !

Méthode du filtre HEPA 1 : grosses particules

Cette intuition est vraie pour les grosses particules. Par  » grosses « , nous parlons de particules typiquement supérieures à 1 micron. À titre de comparaison, un cheveu humain fait environ 50 microns de large. Donc 1 micron, c’est en fait assez petit.

Mais ces « grosses » particules volent dans un filtre HEPA, elles sont trop grosses pour passer, donc elles restent bloquées. Les scientifiques ont un nom pour cela. Lorsque les particules se coincent entre deux fibres, ils appellent cela « l’étirement ».

Méthode de filtre HEPA 2 : particules plus petites

Que se passe-t-il pour les particules inférieures à 1 micron ? Examinons la plage de taille immédiatement inférieure : 0,3 – 1 micron. Nous parlons de la taille d’une bactérie.

Les particules de cette taille peuvent passer entre les interstices du filtre. Mais elles ont un problème. Elles vont essayer de suivre l’air autour d’une fibre de filtre HEPA, mais elles sont un peu lourdes. Certaines d’entre elles ne se déplacent donc pas assez vite et finissent par rester coincées. Les scientifiques appellent cela « l’interception ».

Méthode de filtre HEPA 1 : les très petites particules

OK, alors les particules en dessous de cette taille passent-elles à travers ? Pour les particules vraiment petites (moins de 0,3 micron), la science devient plus étrange. Ces particules si petites ont une masse si faible qu’elles sont en fait ballottées comme une balle de flipper lorsqu’elles touchent des molécules de gaz (c’est ce qu’on appelle le mouvement brownien). Elles se déplacent donc en zigzags aléatoires.

Ces particules sont si petites qu’elles pourraient facilement passer à travers les filtres HEPA. Mais malheureusement (pour leur liberté) et heureusement (pour nos poumons), elles ne volent pas en ligne droite. Parce qu’elles volent en zigzag, elles finissent par heurter les fibres et se coincer. Les scientifiques appellent cela la diffusion.

Voici comment fonctionnent les trois mécaniques de capture :

Et voici comment les trois différentes mécaniques fonctionnent pour différentes tailles de particules. L’étirement et l’impact capturent les grosses particules ; l’interception capture les particules moyennes ; et la diffusion capture les plus petites particules.

Quelle est la taille de particule la plus pénétrante pour un filtre à air HEPA ?

Donc, plus la particule est grosse, mieux un filtre HEPA la filtre ? Pas si vite ! Avez-vous remarqué le creux dans le dernier graphique ? Cela se produit parce que la diffusion fonctionne vraiment bien en dessous d’environ 0,3 micron. Le filtrage et d’autres mécanismes plus intuitifs fonctionnent vraiment bien au-dessus de 0,3 micron.

L’endroit où ces deux mécanismes se croisent est la taille de particule la plus difficile à capturer. C’est parce que ce n’est pas tout à fait aussi petit pour que la diffusion fonctionne à plein régime, et ce n’est pas tout à fait assez grand pour que la déformation fonctionne à plein régime. C’est ce qu’on appelle le « point faible » des filtres HEPA. Ce creux dans le graphique est appelé la taille de particule la plus pénétrante.

Le creux dans le graphique se produit le plus souvent autour de la marque 0,3 microns, ce qui explique pourquoi les gens mentionnent 0.3 microns tout le temps.

Les filtres HEPA peuvent capturer les nanoparticules

Voyez comment la ligne monte à gauche du creux dans le graphique.

C’est le mouvement brownien et la diffusion en action. La diffusion est incroyablement efficace pour capturer les nanoparticules. Cela signifie que les filtres HEPA sont également incroyablement efficaces pour capturer les nanoparticules.

Lire la suite : Les filtres HEPA peuvent-ils capturer le coronavirus ?

Les filtres HEPA peuvent-ils également capturer les gaz et les COV ?

Puisque les filtres HEPA sont si efficaces pour capturer les nanoparticules, il est raisonnable de penser qu’ils pourraient également capturer les COV et les gaz. Malheureusement, ce n’est pas le cas. Les gaz n’étant pas des particules, ils se déplacent et se comportent différemment dans l’air. Pour capturer les COV et les gaz, il vous faudra un filtre à charbon.

Lire la suite : quelle combinaison de filtres à air faut-il pour se protéger de tous les polluants ? « 

Puis-je nettoyer un filtre HEPA ?

Nettoyer les filtres HEPA avec de l’eau, ou les aspirer ou les frapper n’est pas recommandé, car cela peut endommager les fibres des filtres HEPA. Smart Air a testé le lavage des filtres HEPA dans le laboratoire Smart Air. Apprenez-en plus sur les méfaits du nettoyage de votre filtre HEPA ici.

La ligne de fond sur les filtres HEPA

Les filtres HEPA sont des filtres à haute efficacité qui capturent généralement plus de 99,5 % de toute la pollution particulaire. Ils sont fabriqués en plastique (PP+PET) ou en fibre de verre, et peuvent capturer des éléments comme le pollen, les virus, les bactéries, les moisissures et les PM2,5. La diffusion signifie également qu’ils sont très efficaces pour capturer les nanoparticules aussi.

Smart Air est une B Corp certifiée qui s’engage à lutter contre les mythes que les grandes entreprises utilisent

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Smart Air fournit des purificateurs et des masques empiriquement soutenus, qui n’ont aucun sens, et qui éliminent les mêmes particules que les grandes entreprises pour une fraction du coût. Seules les entreprises en profitent lorsque l’air pur est un luxe.

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Voyez le Sqair !

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