Appréhender la nécessité qu’il y a à distinguer les filtres à air

Régulations ATEX

Depuis le 1er Juillet 2003, la conformité aux deux directives ATEX (ATmosphères EXplosives) 1999/92/EC et 94/9/EC est une exigence légale dans tous les Etats membres de l'Union Européenne. Ces nouvelles réglementations s'appliquent aux fabricants, fournisseurs et utilisateurs d'équipements conçus pour être utilisés dans les atmosphères potentiellement explosives (zones dangereuses).

Les directives 99/92/EC, directives “Utilisateurs”, exigent de la part des employeurs de protéger les travailleurs du risque présenté par les atmosphères explosibles.

Les directives 94/9/EC “Appareils et systèmes de protection destinés à être utilisés en atmosphères explosibles” couvrent les produits électriques et non électriques destinés à une utilisation dans des zones dangereuses (gaz, vapeurs ou poussières).

Une atmosphère explosive est définie comme un mélange avec l'air, dans les conditions atmosphériques, de substances dangereuses sous la forme de gaz, vapeurs, brouillards ou poussières dans lequel, après allumage, la combustion s'étend à tout le mélange non brûlé.

 Dans les applications industrielles, certains process sont tenus d'avoir des filtres classés ATEX dans certaines zones. (Voir tableau)

Camfil en Europe a développé des filtres à air et des boîtiers agréés ATEX pour une utilisation dans les installations industrielles pour éviter les dangers électrostatiques dus aux gaz ou poussières dans la zone ATEX.

Les solutions ATEX de Camfil sont totalement certifiées pour une utilisation dans des zones ATEX, gaz et poussières, conformément aux exigences des Directives ATEX avec le marquage approprié selon la liste du 06/09 de la directive 94/9/CE, la “déclaration de conformité ATEX” et le "mode d'emploi".

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EN779:2012

Une norme récente, entrée en vigueur en mars 2012, impose des exigences encore plus strictes aux fabricants de filtres à air.

Que fait la norme EN 779:2012 ?

La nouvelle version de la norme européenne applicable aux filtres à air EN779:2012 impose une efficacité de filtration minimale (EM) pour les classes de filtres F7, F8 et F9. Nous saluons cette initiative, qui constitue un pas en avant vers l'amélioration de laQualité de l'Air Intérieur ( QAI ).

Cette norme EN 779:2012 contribue à résoudre plusieurs problèmes, dont celui posé par les filtres synthétiques chargés électrostatiquement. En effet, en dépit d'une efficacité de filtration initiale souvent satisfaisante, ces dispositifs perdent leur charge électrostatique extrêmement rapidement, ce qui se traduit par une détérioration considérable de leur capacité à purifier l'air. De ce fait, malheureusement, beaucoup trop de bâtiments en Europe utilisent actuellement des filtres de classe F7 dont la valeur EM est comprise entre 5 et 10 %. Autrement dit, jusqu'à 90 à 95 % des contaminants présents dans l'air extérieur pénètrent dans les bâtiments et en polluent l'intérieur.

La classification basée sur la valeur EM adoptée par la nouvelle norme expulse ces filtres du marché et contribue simultanément au développement de filtres à air en fibre de verre ou de matériaux de filtration synthétiques à efficacité sur les particules beaucoup plus élevé. Malheureusement, des pertes de charge plus importantes et l'augmentation de la consommation énergétique sont le prix à payer.

Tous les filtres à air d'une même classe ne se ressemblent pas !

Avec la nouvelle classification, les filtres à air les moins efficaces vont certes disparaître du marché mais les bons filtres risquent de baisser en qualité, le marché se retrouvant nivelé vers le bas. Ainsi, certains filtres d’efficacité de la société CAMFIL F7 Hi-Flo XLT7 restent efficaces à 54 % car réduire leur efficacité au minimum des exigences de la norme risquerait de dégrader la qualité de l’air intérieur d’environ 40 %. Et comme l'indique la société CAMFIL il est fort possible que d'autres fabricants tiennent un raisonnement différent, risquant de profiter de la norme pour abaisser la perte de charge et donc la consommation d'énergie avec pour conséquence une détérioration de la qualité de l'air intérieur.

EN 1822

Cette nouvelle norme européenne repose sur des méthodes de mesure des particules qui couvrent effectivement la plupart des besoins d'applications différentes. La norme EN 1822:2009 diffère de sa version précédente (EN 1822:1998) et inclut les éléments suivants :

• une autre méthode de test d'étanchéité des filtres du Groupe H, autres que des panneaux ;
• une autre méthode de test utilisant un aérosol de test solide au lieu de liquide ;
• une méthode de test et de classification des filtres composés de médias de type membrane ;
• une méthode de test et de classification des filtres composés de médias en fibre synthétique.

La principale différence concerne la classification des classes de filtres H10 - H12, qui ont été rebaptisées E10 - E12.

Le tableau suivant indique les différentes classifications des filtres haute efficacité selon la norme EN 1822 :

La description de la classe de filtre est la suivante :

• EPA 10 - EPA 12 : Filtres à air particulaires efficaces
• HEPA 13 - HEPA 14 : Filtres à air particulaires haute efficacité
• ULPA 15 - ULPA 17 : Filtres à air à pénétration ultra faible

Test

Les tests définis par la norme EN 1822 sont généralement effectués avec une sonde aérosol qui peut être déplacée sur toute la surface du filtre. Le déplacement, ou balayage, de la sonde aérosol permet de mesurer l'efficacité d'épuration à plusieurs endroits. Les résultats servent à calculer l'efficacité globale du filtre à air ou les fuites d'une zone spécifique du filtre. Le résultat du calcul de l'efficacité globale est souvent appelé « valeur intégrale », tandis que les fuites correspondent souvent à la « valeur locale ».

Les tests sont exécutés sur des filtres à air neufs avec le débit d'air volumétrique nominal spécifié. Les filtres U15 ou supérieurs doivent être balayés avec une sonde de mesure des particules conçue à cet effet. Un test à l'huile peut être utilisé sur les filtres classés H13 et H14.

Le test des filtres inclut les mesures suivantes :

1. Chute de pression au débit d'air nominal
2. Efficacité d'épuration globale à la taille de particule la plus pénétrante (MPPS)
3. Efficacité d'épuration locale à MPPS
4. Pas de fuites au-dessus de H13, comme indiqué dans le tableau ci-dessus

EN 13779

La norme européenne EN 13779 s’attache à fournir un environnement intérieur confortable et sain en toutes saisons à des coûts d’installation et de fonctionnement acceptables. Elle est maintenant adoptée comme norme nationale dans tous les pays. Elle spécifie les performances de filtrage que requiert le système pour donner une bonne qualité de l’air intérieur (QAI) en fonction de l'air extérieur. L’air extérieur est classé en 3 catégories, qui vont de ODA1, où l’air est pur à l’exception de pollutions temporaires comme les pollens, jusqu’à ODA3, où les concentrations tant de gaz que de particules sont élevées. Les matières en suspension désignent la quantité totale de particules solides ou liquides dans l'air. La plupart des directives relatives à l’air extérieur font encore référence à PM10 (diamètre des particules allant jusqu’à 10 µm). Mais, pour les besoins de la protection sanitaire, on s’intéresse de plus en plus aux particules dont la taille est bien inférieure à 10 µm. Les polluants gazeux font référence aux concentrations de CO2, CO, NO2, SO2 et de composés organiques volatiles.

Le tableau ci-dessous indique les niveaux de concentration types dans l’air extérieur et suggère comment classer la qualité.

Classification de la qualité d'air neuf

On notera que pour la plupart des villes, dans ce que l’on appelle « niveau normal de concentration » des particules se trouvent dans la fourchette supérieure (mauvaise qualité), c’est-à-dire ODA 2 ou ODA 3. Pour les particules, l’Organisation mondiale de la santé s’est fixé pour objectif à atteindre une moyenne annuelle de PM10 inférieure à 40 µg/m3. Cet objectif n’a pas encore été atteint. En d’autres termes, la majorité de la population européenne passe le plus clair de son temps dans des endroits où l’air extérieur doit être classé ODA 2 ou ODA 3. On peut facilement en conclure que l’utilisation d’un filtrage approprié est fondamentale au regard des préoccupations de santé publique.

La norme classe la qualité de l’air intérieur de IDA 4 (QAI médiocre) à IDA 1 (bonne QAI). Une méthode traditionnelle mais limitée pour déterminer la QAI consiste à étudier les niveaux de CO2. Le CO2 est le produit de la respiration humaine. C’est un bon indicateur de l’efficacité de la ventilation, mais pas de la qualité de l’air dans l’absolu. Une autre méthode connue pour les espaces habités consiste à spécifier le débit d’air extérieur introduit par personne. Ce type de valeurs est souvent utilisé pour le dimensionnement du système de ventilation. Le tableau ci-dessous donne une liste des gammes usuelles de niveau de CO2 et les débits recommandés d’air extérieur pour atteindre différents niveaux de qualité de l’air intérieur. On notera qu’aucune des méthodes ne prend en compte les polluants sous forme de particules ou de gaz introduits dans le bâtiment avec l’air extérieur.

Classification de la qualité de l'air intérieur (QAI)

Recommandations de l'EN 13779 pour les filtres à air

Après que la qualité de l'air extérieur ait été classée, la norme EN 13779 spécifie clairement la classe de filtre à air qui est nécessaire à la réalisation d’une qualité d’air intérieur souhaitée. Les classes de filtres sont spécifiées conformément à la norme EN 779:2012. La norme EN 13779 est claire, quand vous avez besoin d'une QAI décente (IDA 1 ou IDA 2) et que vous êtes situé dans un environnement urbain, une efficacité F9 est non seulement nécessaire pour le filtre final, mais un filtre moléculaire (GF) est aussi exigé pour protéger contre les polluants gazeux (ou moléculaires) !

• Dans un environnement urbain, il est recommandé d’utiliser un filtre à air moléculaire (filtre à charbon actif). C’est également une bonne solution dans une zone de catégorie ODA 3. Le filtre moléculaire doit être associé à un filtre particulaire F8 ou F9 en aval.
• Pour des raisons d’hygiène, il est conseillé d’utiliser deux étages de filtration particulaire :
  – Minimum M5, mais de préférence F7 pour le premier étage.
  – Minimum F7, mais de préférence F9 pour le deuxième étage.
  – S’il n’y a qu’un étage de filtration, le filtre doit être de classe F7 minimum.
• Pour de l’air recyclé, il faut utiliser une qualité M5 minimum pour protéger le système. Il est préférable d’utiliser la même classe de filtre que celle installée sur le flux d’air neuf principal.
• Pour protéger les systèmes d’extraction et en sortie d’air, utilisez au moins la classe M5.
• Quelle que soit la classe de filtres utilisée, l’efficacité ne doit pas descendre au-dessous des valeurs définies. Il faut toujours prendre en compte l’efficacité réelle du filtre (sans traitement ou filtre déchargé). Cette efficacité réelle (filtre déchargé) est obtenue lorsque le filtre est testé selon la Norme Européenne en cours de validité EN 779:2012 qui a remplacé l’ancienne EN 779.
• La périodicité du remplacement des filtres ne doit pas être uniquement choisie en fonction de l’optimisation économique. Les questions d’hygiène doivent également être prises en compte. Trois critères doivent être pris en considération et le remplacement doit intervenir dès que l’un de ces critères est atteint : perte de charge finale, âge de l’installation et temps réel de fonctionnement.
  – Pour les filtres du premier étage : 2000 heures de fonctionnement ou un an maximum depuis l’installation ou lorsque la perte de charge finale est atteinte.
  – Pour les filtres du deuxième ou du troisième étage : 4000 heures de fonctionnement ou 2 ans maximum depuis l’installation ou lorsque la perte de charge finale est atteinte.
  – Pour les filtres de sortie d’air ou de recyclage : 4000 heures de fonctionnement ou 2 ans maximum depuis l’installation ou lorsque la perte de charge finale est  atteinte.
• Pour éviter toute croissance bactérienne, l’installation doit être conçue de manière à ce que l’humidité relative reste toujours inférieure à 90 % et que l’humidité relative moyenne sur trois jours soit inférieure à 80 % dans toutes les parties du système, notamment les filtres.
• La perte de charge des filtres à charbon ne doit pas varier en période de fonctionnement normal. En l’absence de définition précise dans EN 13779, Camfil recommande de changer les filtres moléculaires de QAI un an après l’installation ou après 5000 heures de fonctionnement.

UL 900

Underwriters Laboratories, Inc. (UL) est une agence d'évaluation qui teste les produits en vue d'assurer la sécurité publique.
UL 900 fixe des limites d'émission de fumées et des limites d'inflammabilité pour les filtres à air propres, selon deux classifications : 
UL Classe 1 – Il s'agit de filtres à air qui, lorsqu'ils sont propres, ne contribuent pas à la combustion lorsqu'ils sont attaqués par des flammes et émettent uniquement une quantité infime de fumée. 
UL Classe 2 - Il s'agit de filtres à air qui, lorsqu'ils sont propres, brûlent modérément lorsqu'ils sont attaqués par des flammes ou émettent une quantité modérée de fumée, ou ces deux conditions à la fois. 

Il est important de noter que la toxicité des produits de la combustion, résultant de l'exposition d'un filtre à air à une flamme, n'est pas considérée par la norme UL 900, qui ne concerne que la capacité d'épuration du filtre avant ou après l'exposition aux flammes. 
Pour obtenir un marquage UL sur un produit, le fabricant doit déposer une demande auprès de Underwriters Laboratories et soumettre plusieurs échantillons pour test. L'ensemble de ces échantillons doit satisfaire les critères établis pour la Classe 1 ou la Classe 2. Toutefois, le logo n'est accordé que si le fabricant s'engage en outre à adopter une procédure de suivi.  Dans le cadre de cette procédure, un représentant UL se rend sur chaque site de fabrication et sélectionne de façon aléatoire un échantillon du produit certifié. Cet échantillon est remis à UL et fait l'objet d'un nouveau test qui permet de garantir la conformité suivie aux critères appropriés.
Seuls les produits qui répondent aux critères de certification peuvent porter le logo UL. Les certifications et les classifications des produits de chaque fabriquant sont publiées sur le site Internet de Underwriters Laboratories, dans le répertoire en ligne des certifications, à l'adresse : www.ul.com

ISO 14644

La norme ISO 14644-1 couvre la classification de la propreté de l’air dans les salles blanches et autres environnements maîtrisés. La classification de cette norme se fonde exclusivement sur la concentration de particules en suspension. De plus, les seules populations de particules prises en compte pour la classification sont celles à distribution cumulative basée sur des seuils (limite inférieure) allant de 0,1 µm à 5 µm.