Principe d'action
Les micro-organismes, bactéries, moisissures, champignons et protozoaires, peuvent être détruits ou éliminés par des méthodes physiques, biologiques et chimiques. Le type de rayonnement qui donne lieu à une inactivation de bactérie est connu aujourd'hui comme rayonnement ultra violet ; Des recherches sur le comportement des micro-organismes par rapport à ce rayonnement ont conduit au développement de nouvelles possibilités de désinfection aussi bien de l'air que des surfaces de matériaux solides. Une désinfection sans utilisation de produits chimiques désinfectants et intervention de températures élevées est possible là où avant elle ne l'était pas ou difficilement.
Le rayonnement UV C à ondes courtes possède un effet d'élimination de bactéries élevé. Les UV C utilisent pour cela l'effet photolitique par lequel les micro-organismes sont inactivés ou détruits par rayonnement, ce qui les empêchent ainsi de se reproduire.
Cela signifie que les bases de thymine alignées
sur l'ADN entreprennent une agglomération et forment de cette façon un pont (dimère). Si suffisamment de ces dimères sont formées, l'ADN ne peut plus se répliquer. Certains micro-organismes peuvent cependant s'autorégénérer en absorbant des UV A. Dans d'autres cas, les UV C et UV A ou UV B peuvent causer une fissure dans l'agglomération de la molécule. Il en résulte des radicaux libres qui sont souvent très instables et peuvent réagir et terminer en produit final inactif. Ces effets apparaissent pendant la désinfection en longueur d'onde inférieure à 320 nm, effet optimum à 260 nm. L'action altérante ou destructive sur les micro-organismes ne dépend pas de la valeur du pH, de la température ou de l'état liquide, solide ou gazeux. Il est important que le rayonnement atteigne l'organisme. Cela veut dire qu'une bactérie qui est cachée par une autre bactérie ou particule perde son effet. Le photolyse UV C ne produit presque pas de produits secondaires potentiellement dangereux par rapport à d'autres techniques.
Rayonnement ultra-violet
Le rayonnement ultraviolet est un des nombreux types de rayonnement (rayons X, lumière, ondes radio et télé, courant alternatif etc.), tous appartiennent à la même catégorie de rayonnement à ondes électromagnétiques. La différence entre les différents types de rayonnement est seulement et uniquement déterminée par les longueurs d'ondes. Les longueurs d'ondes les plus courtes ont des rayons cosmiques et des rayons X. L'autre extrême réfère au courant alternatif. Le rayonnement optique, y compris rayonnement UV, ne s'étend que sur une petite zone. Des rayonnements visibles et infrarouges poursuivent le spectre d'onde dans la zone des longues ondes.
Les ultra-violets font partis des rayons électromagnétiques, au dessus de la limite supérieur commencent les rayons visibles et en
dessous de la limite inférieure se trouvent les rayons X. Le spectre UV se trouve par
définition entre 100 nm et 400 nm (1 nm = 10-9 m) et est invisible à l'æil nu.
Pour l'usage pratique, le spectre UV comprend trois domaines :
- UVA (rayonnement à ondes longues) de 315 nm à 400 nm
- UVB (rayonnement à ondes moyennes) de 280 nm à 315 nm
- UVC (rayonnement à ondes courtes) de 100 nm à 280 nm
Les rayons dans la bande UV C possèdent un effet très destructif des agents infectieux. Le rayonnement UV sortant de la source lumineuse est mesuré en Watt (W), la densité de la puissance de rayonnement en W/m². La dose qui multiplie la densité de la puissance par le temps (t) en secondes est importante pour l'effet destructif des agents infectieux. Elle est mesurée en J/m². 1 Joule = 1 Wattseconde.
La capacité de résistance des micro-organismes vis-à-vis du rayonnement UV varie sensiblement. Par ailleurs, la dose nécessaire pour la destruction est influencée par l'environnement du micro-organisme. L'eau par exemple peut absorber une partie du rayonnement effectif dépendant de la concentration des matériaux étrangers contenus. Les sels de fer en solution sont des inhibiteurs connus. Les ions de fer absorbent les rayons UV.
Pourquoi justement une désinfection UV ?
De nos jours, le procédé de désinfection encore le plus répandu est la chloration. Cependant, par ce procédé, des haloformes apparaissent selon certaines circonstances comme par exemple le chloroforme qui est critiqué pour son effet cancérigène. C'est pourquoi bien entendu, on souhaite substituer de plus en plus ce procédé et réduire par conséquent l'utilisation du chlore. En outre, on doit prendre toujours plus l'eau de surface qui est plus infectée et moins pure que l'eau des nappes phréatiques (par exemple agents pathogènes fécaux). Le rayonnement UVC
est une procédure qui permet la désinfection sans l'ajout de substances dans l'eau traitée. Cette méthode ne laisse aucune substance toxique dans l'eau. En principe, il ne se passe ici rien d'autre que dans la nature car les effets oxydant et destructeur des agents infectieux du rayonnement solaire contribuent essentiellement à l'assainissement naturel de l'environnement. Le niveau d'intensité de rayonnement et la quantité de rayonnement, dans la zone effective, et ainsi le degré d'efficacité de désinfection est augmenté avec la désinfection artificielle par UV.