filtre HEPA

Lorsque nous nettoyons une salle blanche , nos techniciens spécialisés utilisent un aspirateur industriel équipé d’un filtre HEPA. Voici ce que vous devriez savoir sur le sujet.

Vous avez dit HEPA ?

HEPA est un acronyme pour High Efficency Particulate Air . C’est une classe filtres à haute efficacité , capables de retenir des micro particules présentes dans l’air ou sur les surfaces, comme par exemple les moustaches de zinc, la poussière etc. Les filtres HEPA ont une capacité de rétention de plus de 99.9 % des micro particules de 0.3 microns présentes dans un flux d’air .

On retrouve des filtres HEPA dans les systèmes de climatisation et de purification de l’air ou encore dans les aspirateurs . Ils sont utilisés partout où la qualité de l’air doit être impeccable. Pour le nettoyage des salles blanches, dans le biomédical, l’armée . Pour la maison, des purificateurs d’air et des aspirateurs à la norme HEPA sont désormais sur le marché. Certains constructeurs automobiles comme TESLA équipent désormais les voitures de ces filtres.

La norme HEPA

Si le terme HEPA est parfois utilisée de façon abusive pour tous les filtres à haute efficacité, la norme NF EN 1822-1 de 2020 donne une classification très claire. Il existe dans les faits 3 classes de filtres à haute efficacité : EPA, HEPA et ULPA, avec des sous classes, ordonnées par efficacité d’épuration, c’est à dire de rétention des particules :

Filtres de classe EPAEfficacité d’épuration (%)Pénétration (%)
E108515
E11955
E1299,50,05
Filtres de classe HEPAEfficacité d’épuration (%)Pénétration (%)
H1399,950,05
H1499,9950,005
Filtres de classe ULPAEfficacité d’épuration (%)Pénétration (%)
U1599,99950,0005
U1699,999950,00005
U1799,9999950,000005
Norme HEPA
  • EPA :  Efficient Particulate Air
  • HEPA : High Efficiency Particulate Air
  • ULPA :  Ultra Low Penetration Air 
Les filtres de haute efficacité que nous utilisons pour le nettoyage de vos salles blanches sont certifiés et répondent aux critères de certification ( ISO 29463 ) dérivés de la norme NE-EN 1822-1 : 2020. 

Notez qu’il existe des différences entre les normes européennes et américaines. La norme américaine pour les filtres HEPA est un peu plus sévère. Ils doivent retenir 99.97% des particules pour être certifiés. Vous retrouverez aussi d’autres termes sur les emballages des filtres comme  » true HEPA « . Cela relève parfois plus de marketing que de la norme. Vérifiez toujours les certifications exactes des filtres que vous achetez.

Le fonctionnement d’un filtre HEPA

Un filtre HEPA est généralement composé de feuilles en fibre de verre, contenus dans une cartouche. Trois mécanismes principaux sont à l’œuvre pour emprisonner les particules transportées par le flux d’air qui traverse le filtre : l’impaction inertielle, l’interception et la diffusion.

Fonctionnement du filtre HEPA
Fonctionnement d’un filtre HEPA ( Wikipedia )

Lorsque nous nettoyons les sols de votre salle informatique, l’air circulant dans notre aspirateur industriel passe par le filtre HEPA de l’appareil.

Les mécanismes des filtres HEPA

Dans ce filtre, les 3 mécanismes vont faire en sortes que les micro particules finissent par toucher les fibres du filtre. Celui ci à pour rôle de retenir les particules qui entrent en contact avec lui.

Les filtres Hepa
Filtre HEPA , image wikipedia

L’impaction inertielle :

Les plus grosses particules présentent dans le flux sont plus lourdes et ne peuvent suivre le changement de direction de l’air à l’approche des fibres du filtre. Elles continuent leur chemin et entrent en contact avec la fibre, qui les retient.

L’interception :

Les particules de tailles moyennes suivent le flux. Elles finissent toutefois par toucher des fibres du filtre , qui s’entrecroisent dans toues les sens, et sont interceptées.

La diffusion :

Les plus petites particules sont plus mobiles , elles se diffusent partout dans le filtre et pour la majorité, entre en collision avec les filtres du fibre. ( mouvement Brownien

Dans le filtre, il existe aussi un phénomène d’attraction électrostatique puisque le particules et le papiers sont chargés. Il y a aussi un effet de tamisage, quand les particules les plus grosses ne peuvent passer entre les fibres du filtre.

L’efficacité du filtre dépend aussi de la vélocité du flux d’air, de l’état du filtre, de la présence ou pas d’un pré filtre ( charbon actif ) etc. Pour des explications très détaillées, nous avons placés des liens vers les sources en bas de page.

Faut il nettoyer les filtres HEPA

Pour la plupart des filtres, non, l’eau peut altérer les caractéristiques du filtre et le rendre moins efficace. Il existe des filtres HEPA lavables mais leur prix est généralement très élevés.

Les filtres HEPA de qualité, s’ils sont utilisés dans un environnement propres comme une salle blanche, peuvent durer très longtemps. Il est bon d’en vérifier l’état régulièrement.

Petite histoire des filtres HEPA

L’origine des filtres à haute capacité remonte à la seconde guerre mondiale. Le « chemical corps » de l’armée américaine reçut de l’armée Britannique un petit morceau de papier, retiré du masque à gaz d’un prisonnier allemand.

Après étude, ce papier se révéla être un filtre très efficace, capable de filtrer toutes sortes de composés chimiques rencontrés durant les les combats. Il fut immédiatement répliqué et produit de façon industrielle pour équiper les masques à gaz des soldats.

Ces premiers filtres étaient constitués de cellulose et de fibre de crocidolite (amiante). Les chercheurs de l’armée mirent aussi au point les premiers épurateurs d’air équipés de filtres.

Le « chemical corps » demanda à Irving Langmuir, prix Nobel de chimie, d’analyser le fonctionnement ( en physique ) de ces filtres pour en découvrir les fondamentaux et de créer des méthode de test, Il découvrit le la diffusion et et l’interception. Les chercheurs Eugene A Ramskill et Wendell L Anderson qui découvrirent ensuite l’impaction inertielle. Les bases pratiques et théoriques des filtres HEPA sont désormais connues.

Les chercheurs voulurent enfin remplacer la cellulose et l’amiante, l’une étant inflammable et l’autre très chère. L’invention de la fibre de verre à 0.25 microns résolut le problème, rendant de plus les filtres beaucoup plus efficaces.

Cette technologie de filtrage était bien sur secret défense et ne fut déclassifiée qu’en 1950 . La recherche privée put alors s’emparer du sujet et faire évoluer le concept. Mais fondamentalement , le fonctionnement des filtres à haute efficacité reste toujours le même.

Filtres HEPA, sources de l’article.

Il existe beaucoup de documents sur les filtres à haute efficacité et filtres HEPA. Certains sont en anglais :

HEPA FILTERS, Melvin W. First, Harvard School of Public Health

HEPA filters – Wikipedia

La norme EN 1822

Inertial mechanism in the mechanical filtration of aerosols

Le mouvement brownien ou processus de Weiner

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