En quête d’un bâtiment sain et écoénergétique

Imaginez si un épurateur d’air offrant une efficacité supérieure émettait une substance encore plus néfaste que les contaminants qu’il permet d’éliminer. C’est exactement ce qu’ont découvert des chercheurs de l’Université Concordia en analysant la performance d’un type de filtre dit « à oxydation photocatalytique » (OPC), dispositif déjà offert sur le marché. La substance produite? Du formaldéhyde, un composé cancérogène.

La doctorante Lexuan Zhong et son directeur de thèse Fariborz Haghighat ont mené des essais sur les systèmes OPC, qui filtrent l’air au moyen de rayons ultraviolets. Les résultats de leurs travaux ont été publiés dans la revue Building and Environment.

C’était la première fois que ces appareils faisaient l’objet d’épreuves indépendantes. « Nous étions consternés, lance M. Haghighat, qui est professeur au Département de génie du bâtiment, civil et environnemental. En effet, certains des gaz émis par ces dispositifs sont plus dangereux que les contaminants qu’ils filtrent. »

Or, dans des pays comme la Chine et la Corée, les problèmes liés à la pollution atmosphérique s’accentuent. Avides de nouvelles technologies pour s’y attaquer, ingénieurs et consommateurs se sont vus forcés d’évaluer et de comparer les systèmes OPC en l’absence de toute norme. « Dans le marché, la confusion règne, ce qui est loin d’être idéal, commente Mme Zhong. Nous tentons d’y remédier en élaborant des méthodes d’essai. » Les travaux de la chercheuse, qui a récemment obtenu son doctorat, ont été récompensés d’un prix de thèse doctorale distinguée de Concordia en 2014.

Lutter contre la contamination chimique représente tout un défi, car les sources de gaz nocifs sont nombreuses. Il s’en dégage des tapis, des peintures, du bois traité – sans compter tous les produits parfumés que nous utilisons individuellement. « Parfois, la concentration de tels gaz est dix fois plus importante à l’intérieur d’un bâtiment qu’à l’extérieur », observe le Pr Haghighat. Il existe certes des règlements qui visent à limiter la teneur de l’air en substances nocives. Mais en ce qui concerne la surveillance de l’efficacité de technologies précises, la règlementation présente des lacunes évidentes.

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« Comme il s’agit d’une nouvelle technologie et que le public accepte les affirmations de l’industrie sans discernement, si une entreprise dit que son appareil fonctionne, les gens le croient, poursuit Fariborz Haghighat. Or, ce type de filtre n’a pas été éprouvé par une société de normalisation. Il faut ordinairement attendre de 10 à 15 ans avant qu’une telle vérification ait lieu. »

Outre l’obtention d’une filtration adéquate sans contamination fortuite, l’autre objectif clé du perfectionnement des systèmes de purification de l’air consiste à réduire la consommation d’énergie. Dans les installations à ventilation forcée, qui sont actuellement les plus répandues, l’air frais de l’extérieur est aspiré dans le bâtiment, et l’air intérieur en est évacué. Or, cette méthode est peu avantageuse sur le plan de l’efficacité énergétique, défaut que présentent également d’autres systèmes modernes. Pour Chang-Seo Lee, une collègue du Pr Haghighat, le filtre à charbon actif (pourtant assujetti à des normes) est un bon exemple de technologie efficace, mais très coûteuse sur le plan énergétique.

[ De l’équipement pour tester l’air, dans le labo de Fariborz Haghighat ]

Quant à l’avenir de la recherche sur la filtration par oxydation photocatalytique, Mme Lee précise que le laboratoire entend explorer de nouvelles versions du concept. « Nous voulons développer notre propre catalyseur, car celui des appareils actuellement vendus dans le commerce n’est pas assez efficace, indique-t-elle. Nous souhaitons également mener des essais plus complexes à l’aide d’un mélange de composés, et non plus d’une seule substance à la fois. »

Qu’il s’agisse de technologies nouvelles ou éprouvées, le laboratoire de Fariborz Haghighat vise le même but depuis 25 ans. « Notre objectif à long terme est de réduire la consommation d’énergie au minimum tout en améliorant la qualité de l’air intérieur, conclut le chercheur. C’est d’ailleurs la pierre angulaire de la conception de bâtiments à consommation énergétique nulle. »

* Photo vignette : À l’intérieur du reacteur photocatalytique