Estimer le coût annuel d'une photocatalyse UV-A

La photocatalyse oxyde les COV grâce à des radicaux générés par l'irradiation UV-A d'un catalyseur TiO₂. C'est une technologie compacte, sans réactif consommable et sans transfert de pollution, mais limitée aux faibles concentrations et énergivore en lampes UV. À partir du débit, de la concentration, de la nature du COV et de la durée de fonctionnement, l'outil estime le taux d'abattement attendu et l'OPEX récurrent (électricité, remplacement des lampes UV, remplacement du catalyseur).

Estimer votre coût annuel de photocatalyse

Quand l'estimation n'est plus pertinente

L'estimation porte sur un fonctionnement nominal du réacteur UV. Certains contextes industriels en sortent et appellent une expertise complémentaire.

• Concentration élevée (au-delà de 200 mg/Nm³) : le catalyseur sature rapidement et l'abattement chute proportionnellement à 1/C. La photocatalyse n'est compétitive que pour des flux dilués, en sortie d'un autre procédé (polissage final) ou en traitement d'air ambiant.
• COV peu photoréactifs (alcanes, aromatiques peu substitués comme le benzène) : l'abattement reste sous 50 % même à faible concentration. Le charbon actif, l'oxydation thermique ou la biofiltration sont alors presque toujours plus économiques.
• Formation d'intermédiaires partiellement oxydés : la photocatalyse peut générer des aldéhydes (formaldéhyde, acétaldéhyde), des acides organiques ou du CO selon le COV de départ et la dose UV. Une analyse aval est nécessaire pour vérifier que la réglementation est respectée non seulement sur le COV initial mais aussi sur les intermédiaires.
• Humidité du flux : la photocatalyse nécessite un peu d'humidité pour générer les radicaux •OH, mais une humidité élevée (au-delà de 60 % HR) inhibe l'adsorption du COV sur le catalyseur. La plage optimale est étroite (typiquement 30 à 50 % HR).
• Poussières, aérosols, métaux lourds, soufre et silicium désactivent rapidement le TiO₂ et provoquent un encrassement du catalyseur. Une préfiltration efficace est indispensable, et son coût n'est pas inclus ici.
• Coût des lampes UV : l'outil utilise un prix moyen de 150 €/lampe et une durée de vie de 12 000 h. Les lampes Hg basse pression peuvent durer 8 000 h pour 80 €, les LED UV-A modernes 25 000 h pour 250 €. Le poste lampes est donc le plus sensible aux choix techniques effectifs.
• Les composés chlorés, soufrés ou siliciés sont exclus de cet outil. Ils empoisonnent rapidement le catalyseur et peuvent générer des sous-produits indésirables.
• L'outil utilise une densité UV installée de 15 à 20 W par m³/h, valeur médiane d'un dimensionnement classique. Un dimensionnement réel peut varier entre 10 et 60 W/Nm³.h⁻¹ selon le COV et l'abattement visé, ce qui peut multiplier la consommation et le nombre de lampes par 3 à 4.

Au-delà de la photocatalyse

La photocatalyse a un domaine d'application réel mais étroit : flux dilué (sous 200 mg/Nm³), petit débit (sous 5 000 Nm³/h typiquement), COV photoréactif, fonctionnement continu, locaux contraints en encombrement. C'est par exemple une bonne option en traitement d'air intérieur (laboratoires, salles propres, hôpitaux) ou en polissage final d'une autre techno.

En traitement industriel courant des COV, la photocatalyse reste rarement compétitive face au charbon actif (moins cher en CAPEX et en OPEX pour les flux dilués) ou à l'oxydation thermique (plus efficace pour les flux concentrés). Le coût des lampes UV à remplacer reste son point faible structurel, malgré les progrès des LED UV-A.

Pour bien arbitrer entre photocatalyse seule, polissage photocatalyse aval, charbon actif, oxydation, condensation, lavage ou biofiltration, une étude technico-économique multi-technologies est nécessaire. C'est ce que nous faisons en mission, en toute indépendance vis-à-vis des fournisseurs d'équipements.