Hôpital / École / Maison de retraite / Adaptation universelle pour véhicules ! Liu Hao et Liu Deqiang de l’Université Fudan démontent une solution complète de purification lumineuse.

Le 11 septembre, la série de salons « La lumière de Fudan » a été diffusée en direct sur la plateforme Ming Classroom et sur le compte vidéo Lao Hong Lun Deng. Deux anciens élèves, à l’origine des travaux ayant obtenu le prix d’excellence du Prix de l’Innovation en Éclairage 2026 — « Développement d’un désinfecteur d’air à base de photocatalyseur » — Liu Hao et Liu Deqiang, ont été invités pour une présentation complète, allant des principes fondamentaux jusqu’à la mise en œuvre industrielle.

L’invité Liu Hao, ancien étudiant de l’Université Fudan, diplômé en 1998, est le fondateur et directeur général de Sichuan Ousheng Optical Instruments Co., Ltd. Il évolue depuis plus de vingt ans dans le secteur de l’optique de précision, se consacrant aux domaines de l’éclairage et de l’imagerie optique.

L’invité Liu Deqiang, également ancien de Fudan, a obtenu son diplôme de licence en chimie en 1991. Il s’est longuement spécialisé dans les matériaux et la chimie, et occupe actuellement le poste d’ingénieur en chef chez Shanghai Lantai Huanyu Technology Co., Ltd.

Le salon a été animé par Hong Bing, secrétaire général de l’Association des Anciens Étudiants en Éclairage de Fudan et rédacteur en chef de China Zhi Guang Media, diffusé simultanément sur la chaîne « La lumière de Fudan » de Ming Classroom et sur le compte vidéo Lao Hong Lun Deng.

Des matériaux au produit : un projet qui lance la pierre pour attirer le jade

En début de présentation, Liu Hao a expliqué l’origine du projet. Basé sur un matériau clé développé par Liu Deqiang, l’équipe a choisi de concevoir elle-même le produit car, sur le marché, ce matériau manquait encore d’applications matures ; promouvoir uniquement le matériau aurait rendu difficile la construction d’une confiance suffisante. Ainsi, ils ont opté pour une stratégie « lancer la pierre pour attirer le jade », en créant d’abord un produit et ses applications afin d’inciter l’industrie à adopter cette technologie et permettre à davantage de consommateurs de bénéficier des avantages offerts par ce nouveau matériau. Il a ensuite invité son collègue Gong, responsable de l’équipe technique, à présenter en détail les aspects techniques.

Principes fondamentaux et quatre grandes avancées

À partir des principes de base du désinfecteur d’air à photocatalyseur, M. Gong a commencé par expliquer le fonctionnement. Cette technologie utilise une lumière UVA de 365 nm pour irradier un matériau nano‑titane multifonctionnel ; après absorption de l’énergie lumineuse, le matériau génère des paires électron‑trou hautement réactives : les trous oxydent les composés organiques, tandis que les électrons réagissent avec l’eau pour former des radicaux hydroxyles, et avec l’oxygène de l’air pour produire des radicaux superoxydes. Ces radicaux détruisent directement la structure moléculaire du formaldéhyde, du benzène et d’autres COV, les oxydant complètement en dioxyde de carbone et en eau, sans danger ; quant à la désinfection et à la neutralisation des toxines, ils dégradent irréversiblement les enveloppes protéiques et le matériel génétique des bactéries et des virus, assurant ainsi une inactivation efficace.

M. Gong a particulièrement souligné que le potentiel d’oxydation des radicaux hydroxyles est extrêmement élevé, juste derrière celui du fluor, bien supérieur à celui de l’ozone couramment utilisé sur le marché ; ces radicaux attaquent indiscriminément tous les types de substances organiques, assurant une minéralisation complète et une capacité de dégradation à large spectre. Contrairement aux charbons actifs ou aux filtres HEPA traditionnels, qui reposent sur l’adsorption physique et saturent rapidement, le matériau photocatalytique ne participe pas à la réaction, ne s’évapore pas et ne s’use pas.

Concernant les avancées technologiques, M. Gong a identifié quatre axes majeurs :

• La première consiste à utiliser un dopage synergique de plusieurs métaux précieux, créant ainsi une interface réactionnelle plus efficace, augmentant significativement la concentration en ions négatifs et multipliant le coefficient de vitesse de décomposition cible.
• La deuxième repose sur l’utilisation d’un support filtrant hexagonal à pores inclinés à 45°, empilé en plusieurs couches, ce qui améliore considérablement le nombre de sites catalytiques et la surface spécifique unitaire.
• La troisième consiste à associer une structure alvéolaire hexagonale à un système d’excitation par un réseau ultraviolet haute densité, augmentant notablement l’efficacité de la séparation et du transport des porteurs de charge générés par la lumière, et accroissant sensiblement la surface d’irradiation effective.
• La quatrième est le développement interne d’une technologie de protection microscopique par liaison chimique à la surface du support, impliquant plus d’une dizaine d’étapes pour appliquer de manière stable un revêtement sur le support alvéolaire en aluminium, atteignant un niveau d’adhérence de classe 0 et garantissant une durée de vie de 5 à 10 ans sans nécessité de remplacement.

Par ailleurs, M. Gong a présenté la technologie de synthèse à double interface développée par l’équipe, qui, grâce à la création d’une structure hétérogène et à l’élargissement de la plage de réponse spectrale, limite la recombinaison des porteurs de charge et augmente considérablement l’efficacité quantique, offrant des performances globales supérieures aux matériaux photocatalytiques conventionnels disponibles sur le marché. Quant à la technologie de revêtement, il a fallu deux années pour assurer une adhérence stable du matériau catalytique sur la plaque alvéolaire en aluminium — choix justifié par la grande surface spécifique, la faible résistance à l’écoulement d’air et la robustesse face aux chocs aérodynamiques, avec des tests approfondis réalisés par Midea et plusieurs constructeurs automobiles confirmant l’adhérence.

Conception sécurisée : absence d’ozone, coexistence homme‑machine

En réponse à la préoccupation largement partagée dans le secteur concernant la production d’ozone, M. Gong a expliqué que la lumière UVA de 365 nm, étant une onde longue et peu énergétique, ne peut pas réagir avec l’oxygène de l’air ; dès lors, aucun ozone ne sera généré selon les principes physiques. Les tests indépendants ont d’ailleurs montré des niveaux d’émission d’ozone bien inférieurs aux normes nationales, alors que les lampes UV traditionnelles de 254 nm, si elles ne bloquent pas la longueur d’onde de 185 nm, produisent presque toujours de l’ozone. En l’absence de rayonnement ionisant et de pollution secondaire, le produit favorise la coexistence homme‑machine. Le matériau n’a pas de cycle de remplacement régulier ; aucune pièce d’usure ne doit être remplacée pendant 5 à 10 ans. À l’intérieur, un système breveté de verrouillage lumineux assure une protection totale contre les rayons ultraviolets, avec des mesures externes attestant d’une quasi‑absence de fuite.

Diagramme illustrant la relation entre la charge toxique ambiante et les infections croisées

Face au problème récurrent des équipements de désinfection classiques, qui voient leurs effets s’estomper dès l’arrêt, M. Gong a souligné que ces appareils fonctionnent par cycles intermittents : ils éliminent rapidement les bactéries et les virus lorsqu’ils sont activés, mais les contaminations reprennent dès leur extinction. En revanche, ce produit peut rester en marche continue 24 heures sur 24, maintenant les particules en suspension et les polluants dans l’air à des niveaux très bas, prévenant ainsi les infections croisées à la source. Il a cité l’exemple de son propre bureau : durant la saison grippale, la moitié des employés prenaient souvent congé ; depuis l’installation du dispositif, tous travaillent désormais et aucune grippe n’a éclaté dans l’ensemble du bureau.

En tant que produit intégré « éclairage + purification », sa fonction d’éclairage est également soigneusement conçue : il utilise une source lumineuse à spectre complet et des LED américaines à spectre complet, avec un indice de rendu des couleurs atteignant 98, tout en bénéficiant d’une excellente conception anti‑éblouissement.

Comparaison avec les technologies traditionnelles

M. Gong a également effectué une comparaison transversale avec les principales technologies disponibles sur le marché.

Courbe de persistance de l’efficacité de décontamination

Les filtres HEPA associés aux charbons actifs reposent sur l’adsorption physique ; au fur et à mesure de leur utilisation, le charbon accumule les polluants, le filtre se bouche, et la capacité de dépollution commence à diminuer dès les trois à cinq premiers jours d’utilisation. Dans des conditions difficiles, le filtre devient saturé en moins de dix jours, et une odeur acide ou moisie peut apparaître. Les photocatalyseurs UV‑C du marché procèdent principalement par destruction physique, avec des angles morts d’irradiation, une difficulté à décomposer le formaldéhyde, une dégradation rapide des lampes et un risque de fuite d’ozone ; les technologies à décharge haute tension comme l’ozone ou la plasma produisent presque toujours de l’ozone, nécessitant une maintenance régulière des électrodes ; les générateurs d’ions négatifs se contentent d’adsorber et de faire tomber la poussière, sans pouvoir vraiment désinfecter, et leurs électrodes peuvent même libérer de l’ozone, demandant un remplacement fréquent. En comparaison, ce produit privilégie la décomposition chimique, éliminant à la source les COV, le formaldéhyde et les virus, sans recourir à l’adsorption physique ni à l’accumulation, tout en permettant une coexistence homme‑machine 24h/24.

Tests indépendants et cas d’application

Quant à la validation des performances du produit, M. Gong a présenté les résultats de plusieurs tests menés par des institutions indépendantes et reconnues :

• Émission d’ozone : dans une chambre de 30 m³, après deux heures, le test a mesuré 0,002 mg/m³, bien en dessous de la norme nationale (0,1 mg/m³) ;

• Saintaphylococcus aureus : dans une chambre de 30 m³, taux de mortalité supérieur à 99 % après une heure de traitement ;

• Taux de disparition des bactéries naturelles : dans une chambre de 30 m³, taux de disparition supérieur à 98 % après deux heures ;

• Taux d’élimination du virus de la grippe H1N1 : dans une chambre de 30 m³, taux d’élimination supérieur à 99,9 % après deux heures ;

• Niveau de fuite d’ultraviolet : à 30 cm de l’appareil, intensité des UV inférieure à 1 µW/cm², bien en dessous de la norme nationale fixée à 5 µW/cm² ;

• Test de conformité du matériau photocatalytique aux directives ROHS de l’UE : toutes les exigences respectées ;

• Test de décontamination par sacs à gaz de 250 L : pour les substances cancérigènes de classe 1A/1B, taux d’élimination supérieur à 99 % après deux heures ; pour les substances cancérigènes de classe 2, taux d’élimination supérieur à 96 % après deux heures.

En termes d’applications, le produit couvre les écoles, bureaux, jardins d’enfants, maisons de retraite, crèches, hôpitaux, hôtels, bureaux publics et privés, salons, chambres, bibliothèques, chambres d’enfants, pièces pour personnes âgées et sanitaires, ainsi que les espaces clos tels que les pièces pour animaux, les élevages, les cultures biologiques, les terminaux et gares, et même les ateliers d’usine, les salles stériles, les laboratoires, y compris des scénarios spéciaux.

Le produit est déjà disponible sous plusieurs formats : plafonnier intégré avec éclairage, mural, mobile sur pied, monté sur véhicule et encastrable. Les modèles encastrables, une fois installés, ressemblent à des luminaires plats, combinant désinfection et purification. Parmi les cas d’application notables figurent les services d’urgence et de réanimation de l’Hôpital populaire de la province du Sichuan, le centre d’expertise médico‑légale du Département provincial de la Sécurité publique, les hôpitaux communautaires, ainsi que la base de Mianyang du Centre chinois de protection des pandas géants.

Par la suite, Liu Deqiang a apporté des précisions sur les progrès de l’industrialisation. Les applications concrètes se divisent principalement en plusieurs volets :

• Domaine médical : initialement destiné à éliminer le coronavirus pendant la pandémie de COVID‑19, avec un taux d’élimination supérieur à 99,9 % ; actuellement en collaboration avec l’Institut de santé respiratoire de Guangzhou (avec le nom de l’académicien Zhong Nanshan) ;

• Élevage animalier : en partenariat avec plusieurs grandes entreprises renommées du pays ;

• Automobile : quatre grands constructeurs nationaux sont déjà entrés dans la phase d’essais d’installation sur les véhicules.

Cependant, il a également reconnu que, puisque les normes nationales relatives à la désinfection de l’air sont encore en cours d’élaboration, leur publication n’est attendue qu’au cours de l’année prochaine, et que la reconnaissance et la promotion à grande échelle de cette technologie demeurent encore à accomplir.

Questions‑réponses interactives

À l’issue de la présentation, l’animateur Hong Bing a échangé avec les deux experts, en tenant compte des questions posées par les internautes en direct. Voici les points essentiels des échanges ayant eu lieu lors de cette session.

Q : Quel est le principe de fonctionnement fondamental du désinfecteur d’air à photocatalyseur ? Comment la lumière UVA de 365 nm et le matériau nano‑titane multifonctionnel coopèrent‑ils pour assurer une désinfection et une purification efficaces ?

Liu Deqiang : Le photocatalyseur est, par essence, un matériau photocatalytique qui participe à la réaction sans s’épuiser ; il transforme simplement l’énergie lumineuse en énergie chimique, générant des radicaux hydroxyles. Ces radicaux possèdent une puissance oxydante exceptionnelle, comparable à une température de 2 200 °C, et exploitent cette capacité oxydante pour décomposer les composés organiques, les bactéries et les virus, les rendant inoffensifs. Leur pouvoir oxydant dépasse même celui de l’ozone. Toutefois, les radicaux hydroxyles ne vivent que très brièvement et doivent rester en contact avec la surface du matériau pour agir ; ils ne s’évaporent donc pas dans l’air et ne présentent aucun danger pour l’homme, constituant une réaction de contact.

Question supplémentaire de l’animateur : Le matériau s’épuise‑t‑il vraiment ?

Liu Deqiang répond : Le matériau reste viable tant qu’il remplit trois conditions : premièrement, il faut de l’air, afin de transformer l’oxygène et l’eau présents dans l’air en radicaux hydroxyles et en ions négatifs ; deuxièmement, il faut une source d’énergie, à savoir les diodes UV de 365 nm. L’animateur demande alors : La lampe de 365 nm a une durée de vie limitée et tend à s’user ; pourquoi parler alors de « zéro consommable » ? Liu Hao explique que, bien que la lampe de 365 nm s’use effectivement, on peut prolonger sa durée de vie en réduisant sa puissance d’utilisation : la lampe affiche une durée de vie nominale d’environ 30 000 heures, avec une puissance nominale de 2 W, mais elle n’est utilisée qu’à 0,5–1 W, soit une réduction de plus de la moitié de la puissance, sans surchauffe, tandis que l’efficacité lumineuse et le rendement radiatif s’en trouvent même améliorés.

Q : Comparé aux purificateurs d’air à filtre couramment disponibles sur le marché, quelles sont les différences majeures en matière de maintenance des consommables et de coût d’utilisation à long terme ?

Liu Hao : Les produits traditionnels exigent un remplacement régulier des charbons actifs et des filtres, car ils saturent rapidement ; la durée de vie annoncée est de six mois ou un an. Dans des environnements où la concentration de polluants est élevée, le filtre devient souvent saturé au bout de seulement un ou deux mois, nécessitant un remplacement immédiat, sinon la capacité de purification diminue fortement et des problèmes d’acidité ou de contamination secondaire peuvent survenir. En revanche, le matériau photocatalytique et les diodes de ce produit sont conçus pour une utilisation durable ; au cours de l’usage, il n’est pratiquement pas nécessaire de remplacer aucun consommable.

Question supplémentaire de l’animateur : La poussière qui se dépose sur les diodes et sur le matériau nano‑titane alvéolaire affecte‑t‑elle l’efficacité de la désinfection ?

Liu Deqiang répond : Le matériau est auto‑nettoyant ; il décompose les substances organiques, et toute poussière qui s’y colle contient nécessairement des composés organiques, qu’il dégrade ensuite. Des expériences ont été menées : dans un environnement normal où l’air circule librement pendant un an, le filtre reste remarquablement propre ; dans une salle fumeurs, la zone éclairée par la lampe ne jaunit pas, tandis que les zones non éclairées jaunissent et accumulent de la suie.

Q : L’efficacité quantique a augmenté de plus de 50 %, et l’efficacité catalytique globale est dix fois supérieure à celle des produits du marché ; comment ces performances exceptionnelles ont‑elles été obtenues grâce à la formulation du matériau et aux procédés de fabrication ?

Liu Deqiang : Principalement sur deux fronts. Le premier concerne la synthèse du matériau : le dioxyde de titane nano‑classique présente une bande interdite de 3,2 électron‑volt, et beaucoup d’électrons ne parviennent pas à franchir cette barrière, entraînant leur annihilation ; nous avons donc introduit une structure ternaire, ajoutant une couche intermédiaire de métaux précieux, ce qui a permis de réduire la largeur de la bande interdite. Le second concerne le procédé d’application : habituellement, le matériau catalytique est collé avec une colle qui recouvre la surface nano‑matérielle, réduisant ainsi la surface de contact avec l’air et l’eau ; notre technologie phare consiste à éviter toute colle, en faisant passer directement le matériau sur la surface métallique, ce qui augmente considérablement le taux d’utilisation du matériau.

Q : Le produit est destiné à des hôpitaux, écoles, maisons de retraite, bureaux, hôtels, élevages, etc. ; quel est l’état actuel de la commercialisation ? Quelles sont les perspectives d’expansion vers de nouveaux marchés et scénarios d’application ?

Liu Deqiang : Concernant les maisons de retraite, des livraisons régulières ont déjà été effectuées dans plusieurs établissements du Fujian et du Guangdong ; pour les hôpitaux, une collaboration est en cours avec l’Institut de santé respiratoire de Guangzhou, et des prototypes seront bientôt prêts pour une promotion sous son nom ; pour les usines, quelques grandes entreprises de Dongguan, dont les ateliers de moins de 1 500 m², ont déjà mis en service plusieurs machines depuis deux à trois mois ; enfin, pour le secteur automobile, parmi les quatre grands constructeurs nationaux, certains sont déjà entrés dans la phase de vérification de l’installation sur les véhicules, tandis que d’autres ont achevé les appels d’offres et sont en phase de validation. Le produit est intégré derrière le filtre d’air de la climatisation, constituant un module pré‑installé, destiné au marché de l’après‑vente.

Liu Hao ajoute : Du côté export, certains commerçants nord‑américains et d’Amazon ont déjà demandé des échantillons, notamment pour traiter les odeurs des litières de chats et des toilettes des chiens ; en collaboration avec de grands clients comme Changhong, il est possible de fournir soit l’ensemble du dispositif, soit des composants et des solutions techniques complètes. Le purificateur embarqué devrait être lancé en octobre, sous forme d’une petite boîte à placer dans le véhicule pour résoudre les problèmes de formaldéhyde et d’odeurs.

Autres échanges

Outre les questions principales susmentionnées, les internautes ont soulevé plusieurs autres préoccupations pratiques, auxquelles l’animateur et les invités ont répondu sur place.

• Concernant la désodorisation des toilettes, Liu Hao a indiqué que les odeurs des WC sont bien moins intenses que celles des situations extrêmes ; quelques minutes d’allumage suffisent pour les éliminer ; si l’on tient compte de la puissance et de la consommation d’énergie, on peut ralentir le fonctionnement, mais en gardant le dispositif allumé en continu, les toilettes resteront pratiquement sans odeur.

• Concernant la présence d’odeurs d’ozone dans l’espace, l’élimination des COV et l’efficacité de la suppression des odeurs de cigarette, Liu Deqiang a précisé que la lumière UVA de 365 nm ne produit pas d’ozone ; quant aux COV, tous les composés organiques volatils peuvent être éliminés, avec des résultats probants : une machine de 48 W, dans un espace de 30 m³, atteint un taux d’élimination d’environ 90 % en une heure ; pour les odeurs de cigarette, la nicotine est testée selon les normes nationales, et le taux d’élimination atteint 99,999 % après une heure (selon les données des tests indépendants).

• Concernant la surface de désinfection et les paramètres d’irradiation, Liu Deqiang a expliqué que la surface de désinfection dépend principalement de la puissance et du débit d’air ; la lumière UVA de 365 nm n’émet pas de rayons ultraviolets à l’extérieur, et l’intensité d’irradiation par unité de surface suit des normes strictes, pouvant être ajustée selon les besoins et les scénarios spécifiques.

• Question supplémentaire de l’animateur concernant les effets potentiels d’une exposition prolongée sur l’organisme, Liu Hao a présenté le système de verrouillage lumineux du produit, qui bloque totalement les rayons ultraviolets à l’intérieur de l’appareil ; l’air extérieur est traité puis évacué, et les tests indépendants n’ont détecté aucune fuite d’ultraviolet. Liu Deqiang a ajouté que, dans une utilisation prolongée, il s’agit en réalité d’une réaction d’oxydation‑réduction, dont le produit secondaire, les ions négatifs, procure une sensation d’air frais.

Conclusion

Ce salon a présenté de manière exhaustive un projet innovant primé, couvrant l’ensemble du processus, depuis la recherche et le développement des matériaux, les percées technologiques, jusqu’aux tests sur prototype et à la mise en œuvre industrielle dans de multiples contextes. Cette fusion transdisciplinaire entre l’ingénierie optique et la chimie des matériaux offre une nouvelle approche pour la gestion de la qualité de l’air dans les espaces publics, fondée sur le principe « zéro consommable, absence d’ozone, coexistence homme‑machine ».

FIN

Remarque : Le contenu de cet article est tiré de la transcription de la présentation intitulée « Développement d’un désinfecteur d’air à photocatalyseur », donnée par MM. Liu Hao et Liu Deqiang le 11 septembre 2026 sur la plateforme Ming Classroom, et publiée par Ming Classroom.