Comme nous le savons maintenant, l’une des stratégies à adopter pour prévenir la propagation du virus SRAS-CoV-2 dans les environnements confinés est l’utilisation de systèmes de ventilation mécanique pour diluer la concentration de la charge virale.
Pour les secteurs d’activités qui utilisent des systèmes de traitement d’air avec récupération (centres commerciaux, musées, restaurants, salles de sport, etc.), dont le principe est basé sur un mélange d’air extérieur et d’air prélevé dans l’environnement, le rôle de la filtration est fondamental pour stopper les particules virales qui peuvent être transportées dans le flux de recirculation. C’est pourquoi l’une des recommandations, contenues dans les directives publiées l’année dernière par des organismes tels que l’ASHRAE, concernait l’utilisation de filtres à poche à haute efficacité.
A cette époque, aucune étude approfondie sur la capacité réelle de ces filtres à arrêter le virus n’avait été réalisée. Cette recommandation reposait essentiellement sur l’hypothèse qu’en présence de particules de coronavirus de petite taille (égale à 80-160 nm ou PM0.1), inférieure à la zone de capture des filtres à poches, celles-ci avaient plutôt tendance à se déposer sur les fibres du filtre et à se colmater avec d’autres particules plus grosses qui étaient filtrés par le média. Cela avait donc conduit à supposer que les filtres des CTA pouvaient assurer une protection adéquate contre la transmission des virus par voie aérienne dans les bâtiments.
Dans tous les systèmes de traitement d’air, cette fonction de récupération par mélange d’air est très importante car elle permet de limiter fortement les consommations énergétiques en période de pointe estivale ou hivernale. La fermeture du registre de recirculation, autre recommandation contenue dans les directives pour passer en tout ai neuf et éviter le transport de virus, n’est en général possible qu’en demi-saison.
La buona notizia è che l’efficacia dei nei confronti del virus è stata di recente confermata da una serie di ricerche condotte negli Stati Uniti mediante test sperimentali e modellazioni.
La bonne nouvelle est que l’efficacité des filtres à poches contre le virus a récemment été confirmée par une série de recherches menées aux États-Unis au moyen de tests expérimentaux et de modélisation. L’ASHRAE Journal a publié les résultats d’une étude expérimentale[1] menée spécifiquement pour tester l’efficacité des filtres traditionnels utilisés dans les systèmes HVAC pour capter les particules virales en suspension dans l’air.
Le test d’efficacité de filtration virale (VFE) a été réalisé selon la méthode d’essai de la norme ASHRAE 52.2-2017 relative aux dispositifs de filtration de l’air, en utilisant comme aérosol viral le bactériophage MS2, qui présente des caractéristiques très similaires à celles d’origine humaine en termes de taille et de forme. Dans cette étude, les performances de filtres de 4 classes d’efficacité différentes ont été mesurées : MERV 5 (G3), MERV 12 (F6), MERV 13 (F7) et MERV 14 (F8).
À titre de comparaison, les valeurs d’efficacité de filtration sur les particules non virales se référant à trois classes différentes ont également été mesurées en fonction de la taille des particules, E1 (0,3 à 1 µm), E2 (1 à 3 µm) et E3 (3 à 10 µm) telles que définies selon la norme ASHRAE 52.2-2017. Il convient de noter que la plage de taille des aérosols de 0,3 à 10 µm est la même que celle utilisée par la norme UNI EN ISO 16890 pour définir les classes ePM1, ePM2.5, ePM10 et, par conséquent, pour dimensionner des filtres à air selon la qualité de l’air requise.
L’étude a confirmé que l’efficacité de filtration virale des filtres est généralement corrélée à la classe MERV, c’est-à-dire que plus la classe MERV est élevée, plus l’efficacité à capturer les particules virales en suspension dans l’air est grande. Les valeurs d’efficacité moyennes étaient de 36% pour les filtres G3, 77% pour les filtres F7 et 96% pour les filtres F9, avec des pointes allant jusqu’à 99%.
En ce qui concerne les classes E1, E2 et E3, définies selon la norme ASHRAE 52.2-2017 et couramment utilisées dans les systèmes HVAC pour les applications résidentielles ou tertiaires, il a également été constaté que l’efficacité de la filtration virale est toujours supérieure à celle de la classe E1 (pour les aérosols dont la taille des particules est comprise entre 0,3 et 1,0 µm), et inférieure à celle des classes E2 ou E3.
En d’autres termes, l’efficacité d’un filtre de classe E1 (ePM1 selon la norme UNI EN ISO 16890) peut fournir une prédiction conservatrice des performances en termes de filtration virale, c’est-à-dire que sur la base des tests effectués pour le bactériophage MS2, l’efficacité mesurée sur les particules porteuses de charges virales s’est avérée supérieure à l’efficacité de la classe E1.
En conclusion, cette étude expérimentale a établi que l’utilisation de filtres à poches avec une efficacité F9 (égale à ePM1 90%) est très efficace pour capter les particules virales présentes dans le flux d’air et permet ainsi le fonctionnement des systèmes en mode récupération avec mélange air neuf/air recyclé.
Il est intéressant de noter que des résultats similaires ont été obtenus dans le cadre de recherches menées par le Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) en modélisant un système CVC avec mélange air neuf / air recyclé desservant un bâtiment dont les étages sont divisés en bureaux individuels.[2]
Cette étude a été menée pour tester l’impact de la diffusion d’aérosols de SARS-CoV-2 à travers le système de traitement de l’air, évalué sa concentration ambiante et la déterminer la probabilité d’infection pour différentes sources d’exposition à l’intérieur et à l’extérieur. L’influence de différents paramètres a été analysé tels que l’efficacité de la filtration, le taux de renouvellement d’air par heure ou le pourcentage d’air extérieur par rapport à l’air repris. Sur la base de cette modélisation, en utilisant une CTA équipé de filtres F7, la concentration de particules virales présentes dans l’air ambiant est proche de zéro, avec une probabilité d’infection de 0,01%.
Enfin, il est important de noter le livre blanc[3] sur le COVID-19 et les systèmes HVAC publié par la société d’ingénierie Taylor Engineering qui démontre que passer d’une efficacité de filtres F7 à F9 entraîne une plus grande protection virale avec des augmentations négligeables de perte de charge et de coûts d’investissement et d’exploitation pour la même durée de vie du filtre.
Pour toutes ces raisons, les filtres à poches F9 à haute efficacité (égale à ePM1 90%) doivent être considérés comme la norme dans les CTA. Ils garantissent la santé des personnes sans alourdir les coûts de fonctionnement !
[1] John Zhang et al. – Study of Viral Filtration Performance of Residential HVAC Filters. ASHRAE Journal, August 2020.
[2]Leonard F. Pease et al., Investigation of potential aerosol transmission and infectivity of SARS-CoV-2 through central ventilation systems. Building and Environment 197 (2021) 107633.
[3] Taylor Engineering, COVID-19 White Paper. October 14, 2020.
