air-Q Lab : danger des particules ultrafines des imprimantes – nous avons mesuré

Qu'est-ce que les particules ultrafines : origine, causes et effets

Les particules ultrafines n'ont pas d'origine naturelle, mais sont d'origine humaine et se forment par exemple lors de processus de combustion ou de réactions chimiques. Lors de l'impression et de la copie également, la concentration de ces petites particules dans l'air augmente.

Causes possibles des particules ultrafines en intérieur :

• Gaz d'échappement du trafic routier et aérien
• appareils électroniques comme les imprimantes laser
• combustion de bois et de biomasse (cheminée, poêle, suie de bougies)

À quel point les particules ultrafines sont-elles dangereuses ?

Les particules ultrafines désignent les plus petites particules, d'une taille inférieure à 1 µm. À titre de comparaison : un cheveu a une épaisseur d'environ 60 µm. Ces particules minuscules peuvent flotter en permanence dans l'air, c'est-à-dire qu'elles ne retombent jamais au sol d'elles-mêmes. Une fois dans l'air, on les inhale donc en continu – en raison de leur très petite taille, ces particules pénètrent alors profondément dans les voies respiratoires. Elles échappent ainsi aux cellules nettoyantes naturelles du système immunitaire, de sorte que les particules ultrafines peuvent même traverser les membranes des alvéoles pulmonaires ainsi que les muqueuses. Via les alvéoles pulmonaires, elles atteignent la circulation sanguine et, par le sang, tous les organes du corps. Elles pénètrent donc bien plus profondément dans l'organisme que les particules de poussière plus grosses, qui sont souvent déjà filtrées et éliminées dans le nez ou les poumons. Cette poussière nanométrique affecte durablement le système cardiovasculaire et provoque de minuscules inflammations. Cela peut entraîner des troubles du rythme cardiaque, des maladies pulmonaires et des accidents vasculaires cérébraux ; en raison de l'inflammation continue dans le corps, le risque de cancer est également nettement accru. En raison de la forte perméabilité pulmonaire des particules ultrafines, elles sont considérées comme plus nocives pour la santé que les particules fines.

Effets possibles des nanoparticules sur la santé :

• maladies pulmonaires chroniques et infections des voies respiratoires
• probabilité accrue de tumeurs dans les poumons, le cerveau et tous les autres organes
• accident vasculaire cérébral
• maladies cardiaques

Vous trouverez davantage d'informations détaillées dans notre article séparé Danger sanitaire des particules ultrafines et nanoparticules.

Particules fines des imprimantes laser et du toner : pourquoi des particules fines se forment-elles lors de l'impression ?

Tout d'abord : comment fonctionne une imprimante laser ? Une imprimante laser génère, au moyen d'un rouleau PCR, une électricité statique sur un tambour d'image ou tambour photoconducteur rotatif – la surface est chargée électriquement. Le faisceau laser décharge ensuite certains points. C'est là que la poudre de toner adhère par la suite et est fixée par la chaleur. Un négatif de l'image imprimée se forme sur le tambour. Lorsqu'une imprimante laser imprime une page, deux milliards de particules fines se forment – pour chaque page individuellement.

Le professeur Dr Helmut Greim, longtemps président de la commission MAK de la DFG (fondation allemande pour la recherche), classe le toner parmi les poussières granulaires biopersistantes (GBS) – c'est-à-dire qu'elles ne peuvent pas être décomposées ou neutralisées par les processus propres de l'organisme. Les GBS sont en outre des particules peu solubles, qui s'accumulent dans les poumons et peuvent entraîner le développement d'une maladie chronique avec des symptômes tels que toux, altération de la fonction pulmonaire, et dans les cas plus graves même des alvéoles pulmonaires détruites et des emphysèmes (distension irréversible des alvéoles pulmonaires).

De quoi sont composées les poussières de toner ?

Le toner est un mélange sous forme de poudre composé de divers éléments. Ce sont surtout les particules de résine (environ 90 %) qui font que le toner reste sur le papier. Les pigments colorants ne représentent que cinq pour cent. Le reste est constitué de cires, d'oxyde de fer ainsi que de divers agents résistants à la chaleur.

Les particules de toner sont produites par un procédé de fusion qui mélange et fusionne les ingrédients, les broie mécaniquement et les tamise. La particule de toner finale mesure moins de 7 µm (micromètres). À la surface des particules de toner peuvent adhérer des composés potentiellement toxiques comme les composés organiques volatils (COV), l'éthylbenzène, les phénols, les aldéhydes ou divers acides carboxyliques.

Des études montrent que des pigments à l'échelle nanométrique peuvent être présents dans les poussières de toner. Ceux-ci sont certes intégrés dans des plastiques thermoplastiques, mais sont libérés par la charge électrique et pénètrent ainsi dans l'air respiré. La libération de particules a lieu à la fois pendant la phase de chauffe et pendant l'impression.

air-Q Lab : comment évolue la qualité de l'air lors de l'impression avec une imprimante laser ?

Nous voulions savoir quelle quantité de particules fines une imprimante produit. Nous avons donc vérifié dans un test pratique avec notre appareil de mesure de l'air air-Q l'ampleur des effets sur la qualité de l'air pendant le fonctionnement.

Notre dispositif expérimental et son déroulement : nous avons effectué des mesures dans un test pratique sur l'imprimante laser UTAX P-5030DN (Kyocera FS-4200DN) avec notre air-Q Pro. L'imprimante possède le label Ange Bleu RAL-UZ 171 et dispose donc d'une limitation du nombre de particules. Elle est en outre équipée de suffisamment de toner. Nous avons placé les deux appareils dans une boîte transparente d'un mètre cube et l'avons fermée avec un couvercle. Nous n'avons pas pu créer un espace complètement hermétique en raison du câble de l'imprimante. Le déroulement de l'expérience montre les deux scénarios : l'évolution de l'air intérieur avec l'imprimante allumée sans impression, ainsi que pendant l'impression. Nous avons surveillé l'évolution de l'air pendant un passage de test de 10 minutes.

Après avoir allumé l'appareil, nous avons laissé l'imprimante chauffer pendant environ trois minutes avant de démarrer l'impression. Ensuite, des pages ont été imprimées pendant environ 9 minutes, avant une courte interruption pour recharger le papier vers 13 h 35. Peu après, nous avons recommencé l'impression pour une minute supplémentaire. Après cela, le passage de test prévu s'est terminé et nous avons mis fin à l'expérience à 13 h 37 en éteignant l'imprimante.

Nos résultats montrent que la valeur de particules fines augmente aussi bien pendant l'impression qu'à l'arrêt de l'impression, car l'appareil se nettoie après le fonctionnement en continu. Nous avons également constaté que, pour l'évolution des valeurs mesurées, il est indifférent que seules quelques pages soient imprimées ou que l'imprimante fonctionne en continu : la pollution en particules fines augmente.

Au début du test dans notre air-Q Lab, la pollution en particules fines dans la boîte est de 0 µg/m³. Après à peine deux minutes de phase de test, la pollution en particules fines atteint déjà la valeur limite recommandée et la dépasse. Après sept minutes, la valeur mesurée atteint son pic d'environ 24 μg/m³ – un dépassement de 166 %. Après l'extinction de l'imprimante, les valeurs redescendent rapidement, mais n'atteignent que la valeur limite recommandée de l'Office fédéral de l'environnement.

Outre les particules fines, d'autres polluants augmentent également, comme les COV, le dioxyde d'azote et le dioxyde de soufre.

Immédiatement après l'allumage et après une longue phase d'arrêt, nous avons également constaté une augmentation EXTRÊME des particules fines (voir le graphique ci-dessous). Nous sommes en contact avec Kyocera à ce sujet, car cela nous semble inexplicable. C'est surtout extrêmement nocif pour la santé. Nous avons pu partiellement reproduire ce phénomène, mais pas dans cette ampleur. Notre hypothèse : lors du transport ou du remplacement des cartouches de toner, du toner libre a été secoué et projeté hors de l'appareil lors de l'allumage.

Comment se protéger des particules fines du toner et de l'imprimante ? Nos astuces air-Q 

Isoler les imprimantes laser, privilégier les imprimantes à jet d'encre

Les imprimantes laser reposent sur un mélange chimico-métallique pour l'ensemble du processus. Il existe certes des imprimantes laser modernes qui utilisent moins de métaux, mais d'autres polluants comme les COV, les HAP, les particules ultrafines sont encore utilisés pour le processus d'impression avec le toner, ou se forment lors du processus chauffé à environ 200 degrés et pénètrent ainsi dans l'air respiré. N'exploitez jamais les imprimantes laser (systèmes d'impression à toner) sans filtre et installez les imprimantes laser et les photocopieurs dans des pièces séparées avec une arrivée et une évacuation d'air autonomes ! Veillez à ce que ces pièces ne soient pas couplées à une climatisation centrale pour l'arrivée et l'évacuation d'air.

Privilégiez l'impression à l'encre plutôt qu'au toner, si possible. Pour un air intérieur plus sain, la technologie du jet d'encre est recommandée. Grâce à la technologie dite « Heat-Free », ces imprimantes nécessitent jusqu'à 96 % de consommables en moins que les imprimantes laser. Les grands réservoirs d'encre des imprimantes à jet d'encre sont en outre plus durables et empêchent également le dessèchement de l'encre.

Nos recommandations pour un fonctionnement sûr des imprimantes/photocopieurs laser :

• Utiliser autant que possible des toners et imprimantes/photocopieurs certifiés
• remplacer si possible les anciens appareils par des imprimantes portant un label de qualité, ou utiliser des toners moins polluants
• installer les imprimantes en fonctionnement continu dans des pièces séparées
• entretien et nettoyage réguliers des appareils
• ne pas ouvrir les cartouches d'impression de force

Est-il utile de tenir compte des certifications ?

Les certifications pour imprimantes laser sont : LGA – testé sans polluants, label Energy Star EPEAT ainsi que BG Prüfzert ou DGUV Test, qui teste les équipements de travail en matière de sécurité et de protection de la santé. Il existe en outre la certification Ange Bleu (actuellement DE-UZ 219) pour les imprimantes, selon laquelle la charge en particules est limitée à 350 millions de particules pour 10 minutes d'impression. Cependant, de nombreux appareils ont probablement été artificiellement ralentis pour obtenir la certification via un mode éco. De plus, les émissions testées lors de l'attribution ne sont pas entièrement clarifiées.

De plus, Ange Bleu applique la méthode de comptage des particules pour évaluer les imprimantes. Les mesures en μg/m³ sont cependant inefficaces, car les particules ultrafines présentent certes une surface mesurable et « énorme », mais pratiquement aucun poids. Nous inhalons donc des milliards de particules, tandis que la valeur limite en poids n'est jamais atteinte.

Autre problème : la certification n'est pas obligatoire. Ainsi, des appareils qui n'obtiennent pas l'Ange Bleu peuvent tout de même être achetés – par exemple à des prix de discount particulièrement bas. De plus, il n'existe aucune réglementation pour les anciens appareils concernant la durée d'utilisation ou une obligation d'entretien.

Surveillance de la qualité de l'air et aération régulière

Testez votre imprimante ! Vérifiez avec l'appareil de mesure de l'air air-Q l'évolution de l'air intérieur et la formation de particules fines pendant l'impression – à la maison et au bureau. Vous saurez ainsi rapidement si votre imprimante est concernée et pourrez réagir, aérer selon les besoins et ainsi évacuer les particules fines et les nanoparticules.