Une innovation au service de la surveillance du formaldéhyde dans l’air

Une innovation au service de la surveillance du formaldéhyde dans l’air

La pollution de l’air intérieur au formaldéhyde constitue un enjeu majeur de santé publique. En 2008, l’exposition prolongée à cette molécule a été associée à 9 millions de décès dans le monde. Aujourd’hui, 25 à 30 % de la population présente une sensibilité ou une allergie à ce composé. Classé cancérigène pour l’Homme en 2004 par le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC), son suivi précis est devenu indispensable pour développer des solutions efficaces de réduction des concentrations dans l’air.

Dans ce contexte, les chercheurs de l’ICPEES et de l’ICS, membres du Carnot MICA, ont développé dans le cadre du projet GMG2 un dispositif innovant pour le calibrage des analyseurs de formaldéhyde. Compact, robuste et facilement transportable, ce générateur ouvre la voie à des mesures plus fiables en situation réelle.

Surmonter les limites des approches existantes

La génération de formaldéhyde est complexe : très instable, il ne peut pas être stocké en phase gazeuse à faibles concentrations. L’objectif du projet GMG2 était donc de concevoir un système capable de produire un flux contrôlé de formaldéhyde à bas débit, transportable grâce à une simple bouteille de gaz de moins de 1 kg. Une solution inexistante jusqu’ici sur le marché.

Un premier prototype basé sur un système microfluidique a rapidement montré ses limites, notamment en raison de la tendance du formaldéhyde à polymériser au contact de l’eau, provoquant l’obstruction de la tête d’impression.

Un dispositif révolutionnaire basé sur la diffusion contrôlée

Les chercheurs ont ensuite opéré un changement radical de stratégie. Ils ont développé un dispositif dans lequel une solution liquide de formaldéhyde est traversée par un flux d’air circulant dans un tube comportant une partie microporeuse, réalisée par impression 3D. La diffusion des molécules depuis la solution vers le gaz permet d’enrichir l’air en formaldéhyde de manière maîtrisée.

Cette architecture offre plusieurs leviers de contrôle :

• longueur et position de la zone microporeuse,

• température de la solution,

• concentration de formaldéhyde,

• stabilité du débit gazeux.

Le résultat : un générateur stable, durable, fonctionnant à très bas débits, parfaitement adapté à une utilisation sur le terrain.

Des performances inédites

Les tests menés montrent une excellente stabilité de la concentration du mélange gazeux, et ce pour trois débits différents. Le dispositif permet de générer des teneurs allant de quelques microgrammes/m³ à plus de 1 000 microgrammes/m³, répondant ainsi aux besoins :

• de la mesure de l’air intérieur,

• de l’air extérieur,

• des expositions professionnelles individuelles.

Un fort effet de levier pour de nouvelles innovations

Ce projet a entraîné des avancées majeures. En collaboration avec Chromatotec, de nouvelles générations du dispositif ont été intégrées à l’ICPEES pour un large éventail d’applications. Le générateur a notamment permis :

• le développement d’un analyseur de formaldéhyde haute sensibilité (LABCOM anaVOC),

• l’étude de l’impact de l’humidité sur les performances des analyseurs,

• la réalisation de mélanges gazeux complexes reproduisant des conditions réelles d’exposition.

Les travaux se poursuivent, notamment pour comprendre les phénomènes d’adsorption et de captation du formaldéhyde et d’autres polluants par des matériaux dépolluants, et pour générer des mélanges encore plus représentatifs comprenant de nombreux COV et COSV. L’ambition : proposer également une solution durable pour la dépollution de l’air intérieur.