Résumé L'exposition à des composés organiques volatils (COV) dans les lieux de travail peut avoir des effets aigus, notamment sous forme d'irritation de la peau, des yeux, de la bouche et du nez. Certains produits peuvent également provoquer des effets chroniques, comme l'asthme et le cancer. La prévention de tels effets nocifs sur la santé des travailleurs par l'adoption et la mise en œuvre de mesures visant à en éliminer ou à tout le moins réduire le risque s'avère importante. Parmi les approches développées à ce jour pour réduire l'exposition aux polluants de l'air intérieur – dont les COV –, la ventilation demeure la technique la plus classique et la plus répandue. Pendant la ventilation, l'air extérieur est introduit dans l'environnement intérieur et mêlé à l'air intérieur afin d’y réduire la concentration en COV. Dans une approche conçue pour optimiser les coûts en énergie du chauffage et du refroidissement, une partie de l'air contaminé repris est aspirée dans le système de ventilation et recirculée dans les locaux. Les systèmes de ventilation sont alors pourvus d'un système de purification de l'air pour éliminer les contaminants dans l'air recyclé. L'utilisation de systèmes de purification de l'air à adsorption conventionnels, notamment à base de charbon actif, pour éliminer les contaminants gazeux nécessite un entretien de qualité et un remplacement régulier des médias. De nouvelles technologies de purification de l'air par oxydation, notamment par oxydation photocatalytique et à base de plasma non thermique, sont maintenant disponibles pour les systèmes de ventilation générale. Ces technologies peuvent présenter une plus grande efficacité énergétique et nécessiter moins d'entretien du fait que les systèmes qui en sont dotés fonctionnent de façon continue dans des conditions idéales, sans que l'accumulation de polluants risque d'affecter leur performance. Il n'existe toutefois aucun protocole normalisé pour évaluer l'efficacité de ces nouvelles technologies. Le présent projet portait sur l'élaboration d'un protocole d'évaluation en laboratoire des systèmes d'épuration de l'air intégrés aux systèmes de ventilation en utilisant un procédé d'oxydation comme principal mécanisme d'élimination des polluants sous forme de gaz ou de vapeur. Des tests dynamiques à une seule passe ont été réalisés sur une plateforme d'essai comportant quatre conduits identiques pourvus de régulateurs de débit individuels. Cette installation permettait l'évaluation simultanée de quatre systèmes d'épuration de l'air différents dans des conditions identiques. Trois technologies de purification de l'air par oxydation ont été retenues : l'oxydation photocatalytique (OPC), le plasma non thermique (PNT) et l'ozonation (O3). La première étape a consisté à tester l'installation pour s'assurer d'obtenir des résultats reproductibles. La deuxième étape a consisté à analyser simultanément les trois technologies dans différentes conditions afin d'en déterminer les capacités et d'élaborer un protocole d'évaluation du potentiel de purification de l'air des systèmes. Le protocole mis au point dans cette étude a ensuite été examiné à l'aide d'une installation à grande échelle conforme à la norme 145.2-2016 de l'ANSI/ASHRAE. Une fois la méthode d'essai évaluée au moyen de tests de répétabilité, 18 configurations d'unités de purification de l'air par oxydation ont été testées sur la plateforme à 4 conduits. L'ensemble comportait 12 unités d'OPC commerciales différentes, une unité d'OPC pilote interne, 3 unités à plasma et 2 unités d'ozonation (respectivement de 430 et 1300 ppb d'ozone). Seize des unités ont été testées pour évaluer leur capacité à éliminer 0,1 ppm de méthyléthylcétone (MEC), et leur efficacité d'élimination en une seule passe variait de 0 à 37 %. L'ozonation et l'OPC au moyen de lampes UV sous vide génératrices d'ozone affichaient globalement une efficacité supérieure à celle de l'OPC au moyen de lampes UVC non génératrices d'ozone ou des unités à plasma. Les sous-produits d'oxydation détectés lors des essais au MEC étaient le formaldéhyde, l'acétaldéhyde et l'acétone. Les systèmes à OPC avaient tendance à générer plus de sous-produits. Compte tenu de ces résultats d'essai, quatre unités faisant appel à des technologies différentes ont été sélectionnées : OPC-A (pure technologie OPC), OPC-A1 (combinaison OPC et ozonation), O3-A (ozonation) et PNT-A ou PNT-C (plasma). Les quatre unités sélectionnées ont ensuite été testées pour évaluer leur capacité à éliminer le toluène à différentes vitesses d'écoulement de l'air. L'augmentation de la vitesse d'écoulement de l'air réduit le temps de séjour nécessaire aux réactions d'oxydation entre les contaminants de l'air et les agents oxydants générés par les systèmes de purification de l'air. Par conséquent, l'augmentation de la vitesse d'écoulement de l'air a eu pour effet de réduire l'efficacité d'élimination. Aucune tendance nette n'a toutefois été observée quant aux taux de génération de sous-produits. On a par ailleurs constaté que la performance des technologies d'OPC-A1 et d'O3-A était plus sensible aux variations de la vitesse d'écoulement de l'air. Les unités sélectionnées ont été testées à l'égard de 6 COV : l'hexane normal, l'octane normal, le toluène, l'o-xylène, le styrène et l'isobutanol. Les résultats d'essais ont révélé que l'efficacité d'élimination et le profil de génération de sous-produits d'une unité de purification de l'air différaient sensiblement selon le COV à tester. L'efficacité d'élimination du styrène et de l'isobutanol était plus élevée pour tous les appareils étant donné que ces composés présentent des constantes de vitesse de réaction plus élevées avec le radical hydroxyle, qui est le principal agent oxydant dans les technologies d'épuration de l'air retenues. Par rapport aux autres COV, l'efficacité d'élimination du styrène et de l'isobutanol était plus sensible à l'unité de purification de l'air utilisée. En conséquence, pour déterminer quel système de purification de l'air élimine le plus efficacement les COV, le styrène et l'isobutanol pourraient s'avérer les polluants de l'air les plus pertinents à tester. Néanmoins, le styrène interférait manifestement avec la surveillance de l'ozone, de sorte qu'il a été exclu. L'effet de la concentration de gaz à tester dans la plage de 0,05 à 2,00 ppm et du taux d'humidité relative dans la plage de 20 à 60 % a également été étudié pour l'isobutanol, le toluène et l'o-xylène. Une réduction rapide de l'efficacité d'élimination en présence de concentrations sub-ppm indique qu'il ne convient pas d'appliquer des concentrations d'essai élevées pour accélérer l'évaluation des appareils de purification de l'air. On a également observé que la performance des systèmes de purification de l'air par oxydation avait tendance à être plus sensible aux taux d'humidité relative (HR) inférieurs à 40 % ; il en découle que les faibles conditions d'humidité relative doivent être évitées comme conditions d'essai standard. Certains des systèmes d'OPC sélectionnés ont été testés quant à leur capacité à éliminer l'ozone, et les systèmes d'OPC commerciaux se sont révélés peu efficaces à cet égard. À la lumière des résultats d'essais, un protocole de test recommandé a été mis au point en misant sur des évaluations de performance multifacette fondées sur deux niveaux de test différents (l'un applicable à la qualité de l'air intérieur, et l'autre, à un environnement industriel légèrement pollué), la génération de sous-produits et l'effet des résidus sur la qualité de l'air. Le protocole de test mis au point pour les essais à grande échelle a ensuite été appliqué à 14 unités commerciales de purification de l'air des conduits de ventilation selon les conditions d'essai recommandées : 7 unités d'OPC, 3 unités combinant OPC et média d'adsorption, 2 unités à PNT et 2 unités d'ozonation. Les résultats d'essais indiquent que le protocole de test proposé permet de dégager diverses caractéristiques de la performance des différents systèmes, sauf dans le cas des unités à PNT, qui ont affiché une piètre performance tout au long de l'étude. Compte tenu des importantes variations en ce qui concerne l'efficacité des systèmes de purification de l'air par oxydation et leur génération de sous-produits toxiques, le développement d'une méthode d'essai normalisée adéquate s'avère urgent. Le protocole de test élaboré dans le cadre de ce projet peut servir de point de départ à cette fin, ou encore de méthode d'essai provisoire. Les unités commerciales à plasma non thermique testées dans cette étude ont affiché une piètre performance, ce qui exige un examen plus poussé. Les résultats d'essais indiquent que l'efficacité des épurateurs de sous-produits doit également être étudiée de façon plus approfondie afin d'optimiser la conception des systèmes de purification de l'air.