Introduction : Des rayons pour éclairer l’invisible

Un faisceau violet bleuâtre fendant la brume, des laboratoires aux équipements stériles, une promesse de pureté sans substances chimiques. Voici la promesse – presque spectaculaire – des lampes à ultraviolets (UV) dans la désinfection de l’eau et de l’air. Mais leur efficacité, leurs risques et leur place dans notre quotidien dépassent le champ des laboratoires. Que se passet-il réellement, lorsqu'une onde UV percute un microbe en suspension ou un virus flottant entre deux goulées d’air ? Entre science, réglementation, et usages commerciaux, explorons la véritable portée de ces technologies lumineuses.

Classer la lumière : de la lumière noire à la lumière germicide

Avant toute chose, précisons. Les UV se divisent en trois grandes familles :

  • UVA (315-400 nm) : principalement responsables du bronzage humain.
  • UVB (280-315 nm) : partiellement filtrés par l’atmosphère mais à l’origine des coups de soleil.
  • UVC (200-280 nm) : extrêmement énergétiques, presque totalement absorbés par l’ozone stratosphérique – et c’est cette famille, invisible et dangereuse pour les cellules vivantes, qui est mobilisée pour désinfecter.

Pourquoi l’UVC ? Sa courte longueur d’onde est particulièrement efficace sur l’ADN et l’ARN des micro-organismes. Cette lumière, qui n’atteint jamais la surface terrestre de façon naturelle, est recréée artificiellement par des lampes à vapeur de mercure ou, plus récemment, par des LEDs UV.

Comment les lampes UV éliminent-elles microbes et virus ?

Sous le rayonnement UVC, un virus ou une bactérie n’a presque aucune défense :

  • La lumière entre en collision avec leur matériel génétique, brisant les chaînes d’ADN ou d’ARN.
  • Résultat : les micro-organismes ne peuvent plus se reproduire ni se réparer, leurs fonctions vitales sont sabotées.

Ce mécanisme ne date pas d’hier : le premier brevet pour lampe germicide à UV remonte à 1906, mais c’est depuis les années 1960 que l’on documente et systématise son usage dans la désinfection hospitalière, le traitement de l’eau potable, ou la conservation de certains aliments (source : OMS).

Quelques chiffres frappants :

  • Un rayonnement UVC de 254 nm inactive 99,9 % des Escherichia coli avec une dose de 6 mJ/cm² (CDC).
  • En aéraulique, une exposition UV peut réduire jusqu’à 70% la transmission des virus respiratoires en milieux fermés (National Library of Medicine, 2021).

Applications concrètes des lampes UV dans le traitement de l’eau

Pour désinfecter l’eau, le processus est simple, mais exigeant :

  1. L’eau circule autour ou à travers une chambre équipée de lampes UVC.
  2. Le rayonnement traverse l’eau et frappe tout organisme présent.
  3. Toute « dose » (quantité d’énergie UV reçue) doit être ajustée à la turbidité de l’eau, à la vitesse de défilement, à la température.

Points d’attention :

  • La désinfection UV ne laisse aucun résidu chimique : contrairement au chlore, pas de goût, pas d’odeur, pas de sous-produits potentiellement toxiques (par exemple les trihalométhanes).
  • Mais l’action est « flash » : si des micro-organismes survivent, ils pourraient à nouveau proliférer après l’exposition si une recontamination a lieu en aval.

Où trouve-t-on des installations UV de traitement de l’eau ?

  • Stations municipales d’eau potable : Paris a renforcé son traitement UV après les crises liées à Cryptosporidium (Eau de Paris).
  • Industries agroalimentaires : désinfection d’eaux de process pour éliminer Listeria et Salmonella (voir INRAE).
  • Unités mobiles (humanitaires) : purificateurs UV portables essentiels dans les contextes de crises — un dispositif mobile équipe les ONG dans la corne de l’Afrique, capable de traiter 2 000 litres/jour dans l’urgence.

Désinfection de l’air : un vieux principe, une nouvelle pertinence

Les aérosols, cette fine brume invisible qui porte virus et bactéries au gré de nos échanges respiratoires, sont devenus le champ de bataille invisible des bâtiments collectifs. Dans les années 1930 déjà, l’Armée américaine équipe des écoles avec des lampes UVC pour contenir la tuberculose. Un demi-siècle plus tard, le SARS-CoV-2 remet les lampes UV dans la lumière.

Trois technologies coexistent :

  • Lampes UVC basses-pression (254 nm) — classiques dans les hôpitaux depuis des décennies.
  • Lampes à excimère krypton-chlore (222 nm, dites « Far-UVC ») — en pleine expansion, car moins nocives pour la peau/œil à exposition modérée (Nature, 2017).
  • LEDs UVC — compactes, basse consommation, mais encore limitées en terme de puissance et de coûts.

Quels résultats dans l’air ?

  • Une étude menée dans des bureaux ventilés montre que la présence de lampes UVC plafond divise par 2 le taux d’influenza détectable (CDC, 2011).
  • Dans les salles d’opération, une réduction de 50% des infections postopératoires a été révélée lorsque des dispositifs UV sont ajoutés au renouvellement d’air (The Lancet, 2016).

Risques, limites et précautions : l’onde UV, le double tranchant

Même arme invisible, même neutralité chimique, mais une limite fondamentale : la sécurité humaine. À la différence du chlore ou des oxydants, l’onde UV ne fait pas de sélection ; elle attaque toute cellule vivante sur son chemin.

  • Peau, œil : exposition accidentelle aux UVC provoque brûlures cutanées et kératites. Les lampes doivent donc être confinées, ou leur émission calibrée à des bandes jugées « sûres » (Far-UVC 222 nm).
  • Dépôt de poussière, ombres portées : les UV ne traversent pas les surfaces solides. Le moindre recoin non éclairé demeure potentiellement contaminé.
  • Entretien : réduction de l’intensité lumineuse due à la saleté ou au vieillissement des lampes réduit l’efficacité.

L’OMS et l’Agence nationale de sécurité sanitaire (ANSES) rappellent : « une installation UV efficace doit être dimensionnée, entretenue, contrôlée – et non improvisée ».

Questions ouvertes : efficacité, adoption, et acceptabilité sociale

Plus la technologie s’installe dans l’espace public, plus surgissent des interrogations – souvent au croisement de la science, du quotidien, et de la défiance citoyenne.

  • Efficacité sur le SARS-CoV-2 ? Les publications convergent sur l’efficacité des UV sur les coronavirus, mais dans des conditions de laboratoire idéal, rarement dans l’atmosphère réelle d’une salle de classe surpeuplée (JAMA, 2021).
  • Applications domestiques fiables ? Beaucoup de lampes UVC vendues au grand public n’atteignent pas les doses prescrites. Des tests de l’UFC-Que Choisir en 2022 ont révélé que 6 sur 10 lampes ultraviolet pour particuliers sont inefficaces, voire dangereuses.
  • Impact écologique ? Si la technologie évite l’emploi de biocides chimiques, les lampes à mercure restent difficiles à recycler. Les LEDs UV, elles, posent la question des terres rares et de l’empreinte carbone de leur production.

Encadré Comprendre : Quelle différence entre désinfection et stérilisation ?

Le rayonnement UV désinfecte, c’est-à-dire qu’il réduit drastiquement le nombre de micro-organismes ; mais il ne garantit pas leur destruction totale (stérilisation). Pour les espaces ou les eaux à haut risque (bloc opératoire, dialyse), seule une combinaison avec d’autres procédés (filtration, autoclave ou agents chimiques) permet d’obtenir une stérilité totale (source : OMS, 2014).

Vers une lumière plus « claire » : perspectives et vigilance citoyenne

Les lampes UV s’imposent comme un outil essentiel du XXIe siècle pour désinfecter sans polluer, sans toucher, sans additifs. Leur développement, accéléré par la pandémie et le défi bactérien global, nous invite cependant à aiguiser notre vigilance technique et sociale : comprendre le spectre, connaître la dose, configurer les usages, refuser les gadgets – et maintenir le questionnement sur leur sécurité et leur impact réel.

Sur la crête entre science et société, la lumière UV résume une tension récurrente des technologies : l’espoir du « propre » — mais à condition de ne pas tout voir sous le seul prisme de la simplicité ou de l’évidence. L’exploration continue, à la confluence de la transparence scientifique et de la responsabilité collective.

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