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Ce projet vise à étudier les conséquences non souhaitées des dispositifs d’assainissement de l’air sur la chimie de l’air intérieur
Fin juillet 2021, la pandémie de COVID-19 avait causé ou contribué à la mort de plus de quatre millions de personnes. Elle a également interrompu la vie économique et sociale, risquant ainsi de peser lourdement sur la qualité de vie en général. Pour y mettre un terme, des mesures visant à empêcher ou réduire la transmission du COVID-19 parmi la population devraient être prises de toute urgence. On sait que la transmission par voie aérienne est l’une des grandes causes de la propagation du virus parmi les humains. Lorsqu’un individu infecté parle ou respire, ses voies respiratoires peuvent libérer des aérosols porteurs du virus qui, en fonction de leur taille, peuvent flotter dans l’air pendant une durée allant de quelques secondes à un ou deux jours. Il a été établi que la transmission du COVID-19 était beaucoup plus importante en intérieur, car les espaces confinés et le faible effet de dilution peuvent accroître la quantité de particules infectieuses en suspension dans l’air, augmentant ainsi les risques d’inhalation et d’infection. Afin de prévenir la transmission en intérieur, diverses technologies visant à éliminer ou inactiver le virus en suspension dans l’air ont été adoptées. L’une des principales stratégies consiste à utiliser des dispositifs de désinfection de l’air par ultraviolets (UV) ou ionisation, deux systèmes qui ont été largement introduits dans les bâtiments durant la pandémie.
L’air intérieur est un mélange complexe de composants chimiques comprenant d’importantes émissions de polluants en phase gazeuse engendrées par les humains et leurs activités (cuisine, nettoyage, utilisation de produits chimiques, etc.). Si les dispositifs de traitement par UV ou ionisation sont utilisés dans le but de désinfecter l’air intérieur en cette période de pandémie, ils peuvent aussi soumettre les substances chimiques en phase gazeuse à d’intenses rayonnements UV et générer des ions réactifs à partir d’électrodes à haute tension. En intérieur, ces effets peuvent à leur tour entraîner toute une série de réactions chimiques non désirées, en particulier avec les importantes émissions de polluants dues aux activités humaines. Ces réactions peuvent produire une vaste palette de produits intermédiaires et de sous-produits, et notamment divers composés gazeux et aérosols organiques secondaires (AOS). Les sous-produits ainsi créés peuvent être odorants, causer une irritation du système respiratoire, des yeux et de la peau, ou encore générer des espèces réactives produites par les cellules lors de l’inhalation, affectant ainsi la santé et le confort des personnes occupant les locaux. Étant donné que nous passons plus de 90 % de notre temps à l’intérieur, le fait d’être exposés à un tel environnement et à ces sous-produits peut avoir des effets aigus et chroniques sur notre système respiratoire et notre santé. Pourtant, les conséquences non désirées des technologies d’assainissement de l’air sur la chimie de l’air intérieur et les personnes qui y sont exposées ne sont encore que très peu étudiées. Au vu de la rapidité avec laquelle l’utilisation de ces technologies se généralise et de l’impact potentiel de ces dernières sur notre santé, il est urgent d’en apprendre plus à ce sujet.
Dans cette étude, des groupes de recherche des laboratoires HOBEL et LAPI proposent de mener une série d’expériences inédites afin d’étudier les effets des procédés de désinfection de l’air par UV ou ionisation sur la qualité de l’air intérieur. Leurs principaux objectifs sont les suivants : (1) décrire la formation de sous-produits (p. ex. des AOS) et la transformation des polluants gazeux dans l’air engendrées par les dispositifs de désinfection de l’air dans le cadre de différentes activités intérieures et évaluer l’exposition des occupantes et occupants des locaux ; (2) comprendre l’influence des conditions de fonctionnement des systèmes de ventilation des bâtiments (p. ex. contrôle de l’humidité, taux de ventilation) sur ces processus de transformation ; (3) étudier ce que deviennent les sous-produits de la désinfection de l’air ainsi que les mécanismes permettant leur élimination. Les polluants en phase gazeuse ou particulaire seront mesurés à l’aide d’un spectromètre de masse en ligne et d’instruments de mesure des aérosols à la pointe de la technologie. Afin de garantir des conditions aussi réalistes que possible, les expériences seront réalisées sur le site de l’EPFL Fribourg. Celui-ci comprend une chambre d’essai unique dotée de technologies de contrôle du bâtiment avancées permettant de faciliter les recherches en situations réelles dans le domaine de la construction. Les tests porteront sur deux types de dispositifs de désinfection de l’air disponibles dans le commerce ; ils incluront des purificateurs d’air portables fonctionnant à l’aide d’UV et d’autres fonctionnant par ionisation.
Cette étude devrait livrer de nouvelles indications fondamentales sur la formation et l’évolution des sous-produits de la désinfection de l’air et pour l’étude de l’exposition humaine. Les analyses chimiques au niveau moléculaire mettront en évidence les mécanismes de transformation chimique et physique des polluants de l’air intérieur entraînés par les interactions avec les dispositifs UV ou d’ionisation. Les résultats pourront aider les chercheuses et chercheurs à évaluer l’exposition des personnes occupant les locaux et les risques pour leur santé. Ils seront également utiles aux personnes en charge de la conception et du fonctionnement des bâtiments lors de l’élaboration de stratégies de ventilation et de réduction de la pollution, contribuant ainsi à créer un environnement bâti sain.