La Photocatalyse : technologie de dépollution pour améliorer le cadre de vie, respirer, bâtir, et rénover dans le respect de l environnement

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1 Dossier de presse Novembre 2008 La Photocatalyse : technologie de dépollution pour améliorer le cadre de vie, respirer, bâtir, et rénover dans le respect de l environnement Longtemps considérée comme un procédé de laboratoire, la photocatalyse entérine son avenir technologique grâce à la FFP, Fédération Française de la Photocatalyse. Celle ci intègre chercheurs, universitaires et industriels dans le développement des applications grand public et industrielle sur le traitement de l air et les pollutions environnementales. 1

2 Améliorer le cadre de vie La qualité de l air, le dérèglement climatique et l érosion de la biodiversité sont devenus des préoccupations environnementales majeures. Chaque jour, environ litres d air transitent par nos voies respiratoires. Les principaux polluants environnants proviennent généralement des transports routiers, de l activité industrielle, de l agriculture mais aussi de notre environnement intérieur. De fait, de nombreux agents physiques et contaminants chimiques ou microbiologiques liés aux bâtiments, aux équipements et aux comportements humains polluent notre habitat. Plus question d ignorer tout ce qui concerne le développement durable et, au delà même de l environnement, tout ce qui pourrait générer du risque qu il soit à court ou à moyen terme. Ayant intégré ces contraintes, les chercheurs et les industriels braquent leurs yeux et ouvrent des oreilles attentives vers les nouvelles technologies et les innovations qui soient à la hauteur d enjeux désormais d envergure planétaire. C est pourquoi, une dynamique s est mise en marche, sous la houlette de la FFP, Fédération Française de la Photocatalyse qui rassemble les chercheurs et les entreprises travaillant dans le domaine de la photocatalyse. Cette technologie ne cesse de trouver des créneaux d application notamment dans la purification de l air, le traitement des odeurs, la dégradation des bactéries, de matières organiques et des gaz polluants. Mais, qu est ce que la Photocatalyse? La Photocatalyse est un phénomène naturel dans lequel une substance, le photocatalyseur, initie une réaction chimique grâce à l action de la lumière, sans se dégrader lui même. Son principe est simple : il réside dans la décomposition et la dégradation de la matière sous l action des rayons lumineux principalement ultraviolets. Des réactions d oxydation et de réduction peuvent ainsi se produire entre les électrons capturés et les substances chimiques absorbées. Le principe de la photocatalyse pour la dépollution * quantité infinitésimale 2

3 La photocatalyse trouve particulièrement ses lettres de noblesse dans la dépollution de notre environnement. Les polluants contenus dans l air sont détruits lorsqu ils entrent en contact avec un catalyseur, généralement le dioxyde de titane TiO2, activé par les rayons ultraviolets du soleil ou de l éclairage artificiel. Le dioxyde de titane, composé inerte utilisé comme pigment dans les peintures et les cosmétiques, demeure en effet la matière première choisie par la plupart des industriels. Il participe à la réaction d oxydo réduction mais n est pas consommé. Tant qu il est en contact avec la lumière et les polluants, cette matière première reste stable et efficace. Les particules de dioxyde de titane agissent donc très longtemps. La surface du catalyseur doit être la plus importante possible afin de favoriser l absorption des photons. La vitesse à laquelle les réactions ont lieu dépend donc de l intensité de la lumière, de la quantité de dioxyde de titane utilisé, de la surface de contact, de la durée de contact entre le TiO2 et les molécules polluantes présentes. La photocatalyse, au cœur de l innovation durable La photocatalyse fut mise en évidence il y a plus de cinquante ans. Son application apparaît au Japon en 1967 par le professeur Akira Fujishima. Les recherches et le développement se poursuivent et c est au sein des creusets japonais que les premières réalisations apparaissent en L aventure de la photocatalyse peut alors prendre son essor dans les laboratoires européens où elle fait son entrée dans de nombreux secteurs et applications industrielles, du bâtiment à l automobile en passant par l électroménager, l éclairage et le sanitaire. Le marché mondial de la photocatalyse s élèverait à un milliard d euros, celui de l Europe à quelques centaines de millions d euros. En France, le secteur est trop fragmenté pour parler de marché. Il s agit plus de produits de niche. La R&D est active et, régulièrement, de nombreux industriels diffusent leurs nouveaux produits dans le cadre d une stratégie de développement durable, solide et cohérente. D ailleurs, la photocatalyse est citée dans le rapport du Ministère de l Industrie portant sur «les technologies clés 2010» comme l une des technologies porteuses pour le développement économique de la France. 3

4 La photocatalyse s organise La Fédération Française de la Photocatalyse, FFP, est née en avril 2006 d un complexe informel d énergie, de dynamisme et de créativité des industriels, universitaires et chercheurs soucieux de promouvoir l utilisation courante du procédé photocatalytique dans les innovations industrielles. Pour ce faire, elle entend mutualiser les forces vives de ses adhérents. Une vingtaine de membres groupes internationaux, PME et PMI européennes, laboratoires de recherche, universités participent déjà à la Fédération. Consciente des promesses que la photocatalyse recèle dans le développement durable et l amélioration de la qualité de la vie humaine, l association se veut résolument tournée vers le partage et la diffusion de valeurs communes. Les travaux de la FFP ont dès lors convergé vers six objectifs : - identifier et fédérer les acteurs de la photocatalyse - recenser toutes les applications et les divers métiers liés au procédé photocatalytique - participer à l établissement des normes et tests des systèmes photocatalytiques - représenter les différents acteurs, fabricants ou utilisateurs, auprès des instances nationales ou internationales - trouver les financements nécessaires à la poursuite des travaux de recherches de nouvelles applications La FFP entend devenir rapidement une fédération européenne afin de pouvoir participer efficacement au niveau de l Union Européenne à toutes les phases nécessaires à la reconnaissance et à l établissement du marché de la photocatalyse. Cette démarche d ouverture s accompagne d un intense travail d organisation, de méthode et de mise en réseau des informations autour d un secteur économique encore embryonnaire. Une ambition qui se concrétise aujourd hui par la défense d une technologie de manière unifiée sur le plan national. Un site Internet fep.com a d ailleurs été créé pour mutualiser ces informations et s enrichit des actualités du secteur. Un contexte normatif ciblé Au delà de la visibilité primordiale pour permettre l essor d une technologie et rassurer le marché, la normalisation du procédé photocatalytique apparaît essentielle pour que son potentiel technique soit reconnu notamment par les prescripteurs et les acteurs du bâtiment. La FFP s est donc concentrée sur quelques mesures ciblées de renforcement de la réglementation applicable dans divers domaines pour l amélioration de la qualité de l air. C est dans ce contexte réglementaire qu une commission de normalisation AFNOR B44A est en train d être mise en place. Elle ouvre d importantes perspectives aux industriels travaillant sur le procédé 4

5 photocatalytique et répond aux nouvelles régulations économiques du marché en termes d innovation et de recherches : - instituer un programme de travail ayant pour but la publication rapide au plan national de normes d essais - promouvoir le «savoir faire» français au plan international. Les atouts de la photocatalyse ne consistent pas seulement à apporter un vent nouveau au secteur du bâtiment, ils permettent à tous ceux qui y ont recours de répondre à l obligation réglementaire de la loi NRE de publier des données sociales et environnementales. Des axes d innovation importants pour l avenir La technologie photocatalytique s insère au cœur de multiples applications industrielles et grand public déjà mises en place sur le marché : - la purification de l air - l élimination des odeurs - les revêtements autonettoyants de surfaces (vitrage, sol, mur, toiture) - la protection de l environnement urbain, notamment dans le domaine routier et des immeubles. D autres secteurs préfigurent déjà les marchés de demain et constituent les promesses de l immense potentiel technologique du procédé photocatalytique : - la limitation de la prolifération bactérienne en milieu hospitalier et médical - la purification de l eau - la potabilisation de l eau - la détoxication des eaux de rinçage du matériel agricole ou industriel - la décoloration d effluents aqueux colorés des industries textiles - la santé humaine et animale - l élimination des nuisances olfactives Prenons un exemple d actualité. Est il possible de limiter notre facture de chauffage ou de climatisation par la photocatalyse? Réponse : oui. Actuellement, le seul frein à ce développement est lié à notre réglementation législative qui prévoit que 30% d air frais doit être renouvelé toutes les heures dans les locaux destinés au public. Si l air était traité par la photocatalyse, son renouvellement se limiterait seulement à 10%. Il en résulterait une économie non négligeable puisqu elle réduirait notre facture de chauffage ou de climatisation d environ 20%. 5

6 Des solutions vertes pour l industrie et le grand public Le dynamisme et l efficacité technologique des industriels et chercheurs trouvent corps aujourd hui dans de multiples innovations. Les dispositifs de décontamination de l air peuvent se présenter sous un large spectre de traiteurs d air qui dépolluent durablement l atmosphère ambiant en décomposant les liaisons carbonées. La photocatalyse s intègre également dans de nombreux matériaux : elle s applique désormais au verre, à la céramique, la peinture, aux métaux, aux lampes d éclairage, aux revêtements routiers et liants cimentaires. Plusieurs étapes technologiques ont été franchies avec les applications ménagères pour traiter les composés organiques volatils (COV) et moisissures, puis avec les revêtements intérieurs et extérieurs des bâtiments. Ainsi, le procédé photocatalytique désagrège les polluants entrant à son contact tels que les gaz d échappement des voitures et des usines, les odeurs, les bactéries, certains virus, les pollens et les acariens. Il peut donc être utilisé dans le domaine médical pour lutter contre les cellules infectées et éviter ainsi les affections nosocomiales. Revêtements autonettoyants : l effet combiné de la lumière et de l eau Dans l industrie du verre, du carrelage, du métal, du ciment ou encore de la peinture, le principe de la photocatalyse peut être employé dans le cadre de revêtements autonettoyants en association avec l hydrophilie du revêtement. Cette dernière propriété confère au matériau la capacité de réduire l adhérence des salissures. L humidité au lieu de former des gouttelettes s étale de manière uniforme sur toute la surface et débarrasse le revêtement des salissures. Cette seconde propriété joue un rôle tout aussi important que la photocatalyse dans le processus de nettoyage. Il fait disparaître les saletés alors que le premier les désagrège. Le procédé photocatalytique trouve donc de nombreuses applications professionnelles : bâtiments de bureaux, surfaces commerciales, constructions publiques, hôtellerie, salles de sports, crèches, domaine agroalimentaire, ateliers, véhicules, milieu hospitalier. Adhérents ou partenaires de la FFP : Aelorve, Alcion Environnement, Arcelormittal, Biowind, BRC, Certech, Ciments Calcia, Cristal Global, Ecole des Mines de Nantes, Eurovia, ICO, Ircelyon, Kronos, Lampe Berger, Nanofrance Technologies, Neoformula, OMCO Air Treatment, OTECI, ParexLanko, Pilkington, Recyclanet, Saint Gobain Quartz, STO, Tera Environnement, TIPE, Université de Pau 6

7 Annexes : argumentaire Photocatalyse : questions et réponses Questions Qu est ce que la photocatalyse? Qu est ce qu un produit photocatalytique? Qu est ce qu un catalyseur? Qu est ce qu un photocatalyseur? La photocatalyse est elle durable dans le temps? Quels sont les produits de dégradation lors de la réaction photocatalytique? La lumière du jour par temps de pluie, suffit elle pour permettre la dépollution? La lumière artificielle comme celles des lampes à économie d énergie suffit elle pour décontaminer des pièces ou des bâtiments industriels? Réponses C est la décomposition de la matière sous l action de la lumière. La photolyse est une réaction naturelle très lente qui correspond à la coupure d une ou de plusieurs liaisons d une entité moléculaire consécutive à une absorption de lumière : l action des UV (énergie lumineuse) sur les matières ou matériaux fait disparaître la couleur. Les photocatalyseurs utilisent l énergie lumineuse, l eau et l oxygène de l air pour créer des molécules très réactives, capables de décomposer par oxydo réduction des substances organiques et inorganiques. C est un produit formulé avec un photocatalyseur. Il s agit d une substance permettant d accélérer la vitesse d une réaction chimique sans être consommée ou altérée (identique à une loupe pour faire brûler du papier au soleil). Un photocatalyseur s active avec la lumière. L effet photocatalytique est pérenne dans le temps, car le photocatalyseur n est pas consommé lors de la réaction. Les matières organiques sont oxydées et libèrent des molécules d oxygène, d eau et de dioxyde de carbone. La quantité de CO2 libérée est très faible. Les gaz polluants nocifs comme les NOx sont décomposés en eau et en nitrates. La quantité de NO3 libérée reste inférieure à celle contenue dans une eau minérale. Pour des applications extérieures, la lumière du jour suffit pour créer la réaction photocatalytique. On parle d ambiance lumineuse, qui contient les longueurs d onde UV. Pour des applications intérieures, une nouvelle génération de photocatalyseurs existe et est active avec les lampes à économie d énergie comme avec les lampes classiques à incandescence. 7

8 Questions Comment mesurer l action effective de la photocatalyse sur la qualité de l air intérieur? De l air extérieur? Le dioxyde de titane est il dangereux pour la santé? Le dioxyde de titane est il cancérogène? Pourquoi le dioxyde titane est il classé «peut être cancérogène» par le CIRC? Réponses L instrumentation du site reste la solution pour mesurer avant et après la mise en place des matériaux à effet photocatalytique. On connait ainsi les concentrations et nature des polluants et le taux de dépollution. Le dioxyde de titane, composé chimique largement diffusé, figure sur une longue liste de produits d usage courant. Chaque année, on utilise plus de 5 millions de tonnes de TiO2 dans les secteurs de peinture, plastique papier ou également alimentaire, pharmaceutique et cosmétique. La réglementation européenne ne considère pas le TiO2 comme nocif, tant pour les personnes qui en assurent la production que pour les utilisateurs de produits qui en contiennent. Il n a d effets néfastes ni sur la santé ni sur l environnement. Il n est pas classé parmi les déchets toxiques (selon le CED Catalogue Européen des Déchets) et son transport n est soumis à aucune mesure de sécurité particulière. En outre, le TiO2 n est pas considéré comme toxique par ingestion, inhalation ou contact, bien que l ingestion ou l inhalation de toute poudre fine soit déconseillée. Il n en existe aucune preuve. Le CIRC, Centre International de Recherches sur le Cancer, indique dans un récent rapport qu «il n existe pas de preuves suffisantes de cancérogénicité du TiO2 chez l homme». Cet avis se fonde sur de nombreuses études réalisées auprès de travailleurs exposés à des quantités élevées de TiO2, aux Etats Unis et en Europe, au cours des dernières décennies. Ces études n ont démontré aucun rapport de cause à effet entre une exposition professionnelle au TiO2 et un risque accru de cancer. Le CIRC classe le dioxyde de titane parmi les agents sous surveillance et appartenant au groupe 2B «peut être cancérogène pour l homme». Cette attitude prudente relève de la politique du CIRC. Il suffit qu au moins deux études indépendantes réalisées sur animaux en laboratoire aient détecté un lien possible entre les agents observés et l apparition d une maladie néoplasique, alors que d autres études n en ont pas signalé, pour que l agent soit intégré au groupe 2B. 8