CONTEXTE
SCIENTIFIQUE

Qu’est-ce que
le procédé STEREX ?

STEREX est un procédé électro-physique de désinfection de l’air en intérieur, exempt d’éléments chimiques, qui utilise l’oxygène et la vapeur d’eau dans l’air pour générer, grâce à un plasma à basse pression atmosphérique, des radicaux hydroxyles inoffensifs pour les humains, les animaux et les plantes, mais présentant un effet de désinfection très puissant sur les virus à enveloppe, les bactéries et les champignons. Ce procédé garantit ainsi une désinfection ciblée des micro-organismes, et peut être utilisé pendant que des personnes se trouvent dans la pièce.

Qu’est-ce que le plasma froid atmosphérique ?

En physique, le plasma désigne le quatrième état de la matière, tout comme l’état solide, l’état liquide et l’état gazeux. Le terme « plasma » désigne un gaz ou mélange gazeux conducteur, qui crée un flux électrique à l’état conducteur. Ce flux électrique modifie les propriétés physiques des molécules de gaz : les composants du mélange gazeux génèrent des ions. Le plasma assure donc, dans le même temps, le rôle de conducteur d’ions. C’est ce qui fait la particularité de l’état de plasma d’un gaz ou d’un mélange gazeux.

Comment créons-nous ce plasma ?

Le mélange gazeux utilisé par le procédé STEREX est l’air ambiant ainsi que la vapeur d’eau qu’il contient.

La réaction du plasma produit des « espèces » électro-physiques (aucun corrélat de matière) désinfectantes sous la forme de radicaux hydroxyles.

Ce n’est donc pas le plasma qui est directement utilisé pour la désinfection, mais bien les produits désinfectants de la réaction du plasma, sous la forme de radicaux hydroxyles.

Le plasma du procédé STEREX est un plasma à basse température atmosphérique : il est influencé par la pression et la température ambiantes.

Un onduleur produit l’énergie d’amorçage nécessaire entre les électrodes des plaques/des grilles et, après l’amorçage du plasma (le moment où le mélange gazeux entre les électrodes devient conducteur grâce à une impulsion d’amorçage électrique), il maintient l’état de plasma en fournissant un flux électrique défini.

Comment les réactions électro-physiques ont-elles lieu ?

Tout d’abord, l’oxygène est fragmenté en radicaux d’oxygène par le flux électrique et l’interaction entre les molécules de gaz et les surfaces des électrodes à effet catalytique, polarisées au potentiel nécessaire pour influencer le plasma (voir équation 1). Avec le procédé STEREX, la limitation de la différence de potentiel électrique à < 3 kV d’une part, et certaines surfaces des électrodes à effet catalytique d’autre part permettent de maintenir la formation d’ozone sous les limites toxicologiques. Ce procédé ne génère pas d’oxydes d’azote, car ceux-ci nécessitent des différences de potentiel > 5 kV.

Les radicaux d’oxygène mentionnés plus haut réagissent à des différences de potentiels < 3 kV et aux surfaces d’électrodes à effet catalytique correspondant avec les molécules d’eau (vapeur d’eau dans l’air = humidité de l’air) pour former des radicaux hydroxyles (voir équation 2).

Les radicaux hydroxyles (OH°) déjà présents continuent d’exercer un effet catalytique sur la réaction indiquée. En fonction de la pression ambiante, un équilibre se crée après une phase de saturation. Avec le procédé STEREX (dans une pièce jusqu’à 120 m³), cet équilibre est atteint après 60 minutes environ. Le procédé STEREX doit donc toujours être lancé au moins 60 minutes avant que les pièces ne soient utilisées.

Les radicaux hydroxyles présentent différentes stabilités en termes de périodes d’activité selon les conditions ambiantes. Dans des pièces avec une concentration de poussière faible ou inexistante, on observe des périodes d’activité allant jusqu’à 1 h.

Les contaminations par la poussière peuvent réduire les périodes d’activité. Avec une certaine contamination de fond (catégorie de locaux II), on observe encore des périodes d’activité comprises entre 20 et 30 minutes.

Les radicaux hydroxyles peuvent réagir avec des composés de carbone organiques et modifier leurs propriétés physiques. L’équation 3 représente une réaction chimique possible. Les modifications structurelles concernent principalement les molécules d’acides gras contenues dans les phospholipides de la membrane cellulaire (= membrane plasmique).

L’effet des radicaux hydroxyles modifie principalement les propriétés physiques des équivalents de la membrane plasmique des virus à enveloppe (y compris les SARS-CoV-2), ainsi que des membranes cellulaires des bactéries et champignons (par ex. transformation des acides gras non saturés en acides gras saturés, raccourcissement des radicaux alkyles des acides gras, etc.), de manière à ce que les membranes cellulaires ne puissent plus assurer leur fonction et que les micro-organismes soient désactivés.

L’effet a lieu à la phase gazeuse (air). Les aérosols qui arrivent dans l’air sous la forme de gouttelettes de liquides contenant des micro-organismes réagissent avec les radicaux hydroxyles présents dans l’air. La membrane plasmique des micro-organismes est alors neutralisée (voir équation 3).

CUBUSAN - Contexte scientifique - Equation

Quels sont les effets de ces radicaux hydroxyles sur les humains ?

La membrane cellulaire des organismes supérieurs (appelés eucaryotes et regroupant les humains, les animaux et les plantes) est structurée différemment.

Les radicaux hydroxyles n’ont donc quasiment aucun effet nocif sur les cellules eucaryotes et l’exposition de l’humain aux radicaux hydroxyles est considérée comme sans danger :

C’est pour cette raison que l’on utilise déjà des matières à l’état de plasma pour le traitement des plaies (par ex. désinfection de plaies infectées par des bactéries résistantes aux antibiotiques).

Le procédé STEREX peut (et doit) donc être utilisé en continu, par ex. dans des pièces ou des installations de traitement de l’air.