Traitement à l'ozone généré par plasma pour les livres et les archives

1. Qu'est-ce que le traitement à l'ozone généré par plasma ?

Le traitement à l'ozone généré par plasma utilise un processus de plasma électrique pour générer de l'ozone, qui est ensuite introduit dans une chambre de traitement ou une enceinte contrôlée.

L'agent actif du traitement est l'ozone (O₃).

Cette distinction importe car les risques de conservation, les contrôles du processus et les exigences de validation doivent être évalués en relation avec l'exposition à l'ozone plutôt que d'être simplement décrits comme un « traitement au plasma ».

L'ozone est un gaz oxydant hautement réactif. Sa réactivité lui confère un potentiel antimicrobien, mais la même chimie peut également affecter les matériaux organiques des collections, notamment la cellulose, les colorants, les pigments, le caoutchouc naturel et certains autres polymères.

Pour cette raison, le traitement contrôlé à l'ozone pour les livres et les archives devrait être abordé comme :

Objectif de traitement défini → Évaluation des matériaux → Exposition contrôlée à l'ozone → Aération → Vérification

plutôt que comme une méthode polyvalente qui peut être appliquée à chaque collection de papier.

La désinfection n'est pas la même chose que la stérilisation

Des termes tels que désinfection, décontamination microbienne et stérilisation ne doivent pas être utilisés de manière interchangeable.

Un traitement peut réduire ou inactiver certains micro-organismes sans satisfaire aux exigences de validation beaucoup plus strictes associées à la stérilisation.

Pour les applications liées au patrimoine culturel, l'objectif du traitement doit donc être précisément défini.

Les exemples peuvent inclure :

• réduire la contamination microbienne de surface viable ;
• soutenir un processus défini de remédiation des moisissures après contrôle de l'humidité et nettoyage physique ;
• traiter les odeurs ou la contamination biologique lorsqu'un protocole validé existe ;
• traiter des matériaux de collection sélectionnés dans une enceinte contrôlée.

La revendication choisie doit être étayée par le protocole réel et la méthode de vérification.

2. Où l'ozone peut s'intégrer dans un flux de travail de soin des collections

Le traitement à l'ozone ne doit pas se substituer à la résolution des causes fondamentales de la détérioration microbienne.

Si des livres ou des documents d'archives présentent des moisissures en raison de :

• fuite d'eau ;
• humidité relative élevée persistante ;
• matériaux humides ;
• circulation d'air insuffisante ;
• stockage contaminé ;
• mauvais entretien,

ces conditions doivent être corrigées.

Sinon, le traitement peut réduire la contamination actuelle tout en laissant la collection vulnérable à une récidive.

Un processus professionnel commence donc par :

Arrêter la source d'humidité → Stabiliser l'environnement → Isoler les matériaux affectés → Évaluer l'état → Nettoyer si nécessaire → Envisager un traitement contrôlé → Remettre dans un stockage adapté

Pour les épidémies actives de moisissures, des mesures de santé au travail sont également nécessaires car les spores, les fragments et les débris microbiens peuvent rester dangereux même après que les organismes ne sont plus viables.

Le traitement à l'ozone est donc mieux considéré comme un composant d'un processus de conservation plus large, plutôt que comme un substitut au contrôle de l'humidité, au nettoyage et à la gestion de l'environnement.

3. Les variables critiques du processus

L'efficacité et l'impact matériel de l'ozone sont déterminés par une combinaison de conditions de processus.

Les variables les plus importantes comprennent :

Concentration d’ozone

Une concentration plus élevée augmente la dose oxydative délivrée à l'objet.

Cependant, la concentration appropriée ne peut pas être choisie uniquement sur la base de l'efficacité microbiologique. Elle doit également être évaluée par rapport à la sensibilité du papier, des supports, des composants de reliure et d'autres matériaux.

Durée d'exposition

Le traitement à l'ozone doit être basé sur une relation concentration-temps définie plutôt que sur une approche générique « plus c'est long, mieux c'est ».

Une exposition excessive peut augmenter le risque d'oxydation.

Les cycles de traitement courts et conçus sont fondamentalement différents du fait de laisser des livres pendant de longues périodes dans un environnement non contrôlé riche en ozone, mais une courte durée ne prouve pas à elle seule la sécurité matérielle.

Température et humidité relative

La température et l'humidité influencent à la fois la réponse microbienne et les vitesses de réaction chimique.

L'humidité relative affecte également le papier hygroscopique, le cuir, le parchemin, les adhésifs et les reliures.

Une enceinte de traitement doit donc surveiller les conditions environnementales plutôt que de contrôler la concentration d'ozone de manière isolée.

Distribution du gaz

L'enceinte doit distribuer l'ozone de manière uniforme autour de la charge de traitement.

L'empilement dense, les boîtes fermées, les livres serrés et les étagères mal disposées peuvent créer des zones avec une exposition au gaz différente.

Pour un traitement par lots, la configuration de chargement doit être considérée comme faisant partie du processus validé.

Composition de l'objet

Un « livre » peut contenir :

• papier cellulosique ;
• papier couché ;
• encre métallo-gallique ou autres encres historiques ;
• encres d'impression ;
• aquarelles ;
• colorants et pigments ;
• cuir ;
• parchemin ;
• tissu ;
• adhésifs à base d'amidon ou de protéines ;
• adhésifs synthétiques ;
• composants en caoutchouc ou élastomères ;
• matériaux plastiques et photographiques.

Une évaluation des matériaux est donc essentielle avant le traitement.

4. Compatibilité des matériaux : pourquoi l’ozone exige de la prudence

La littérature professionnelle sur la conservation considère l'ozone comme un polluant atmosphérique car il peut oxyder et endommager les matériaux patrimoniaux.

Les directives de l'Institut canadien de conservation notent que l'ozone peut décolorer les colorants, jaunir le papier et affaiblir les structures organiques. Les recherches de l'Institut Getty de conservation ont également documenté la vulnérabilité des pigments d'artistes et des colorants organiques naturels à l'ozone atmosphérique.

Les directives de récupération du Smithsonian pour les livres endommagés par la fumée mettent spécifiquement en garde contre l'utilisation non contrôlée de générateurs d'ozone, car l'ozone peut agir comme un agent de blanchiment sur les livres et le papier, et parce que les effets peuvent ne pas être immédiatement visibles.

Ces mises en garde sont importantes.

Elles ne signifient pas que chaque processus contrôlé en enceinte de courte durée produit des dommages inacceptables. Elles signifient qu'un processus à l'ozone de qualité conservation ne peut pas être commercialisé de manière responsable comme étant universellement sûr.

Papier et cellulose

La cellulose est vulnérable à l'oxydation.

Les préoccupations potentielles incluent :

• changement de couleur ou jaunissement ;
• modifications de la chimie des fibres ;
• perte accélérée de résistance mécanique en cas d'exposition excessive ;
• interaction avec des acides préexistants ou du papier dégradé.

Le risque dépend de la dose, de la composition du papier, du vieillissement antérieur et des conditions de traitement.

Encres, colorants et pigments

Les colorants peuvent réagir différemment à l'ozone.

Une prudence particulière est appropriée pour :

• dessins originaux ;
• aquarelles ;
• manuscrits avec des encres inconnues ;
• impression en couleur ;
• photographies ;
• papiers teintés ;
• tranches de livres peintes ;
• œuvres mixtes sur papier.

Un test représentatif ou une revue spécifique aux matériaux peut être nécessaire avant un traitement à l'échelle de la collection.

Cuir, adhésifs et matériaux de reliure

Les reliures contiennent souvent des matériaux chimiquement plus diversifiés que le bloc de texte en papier.

Le cuir naturel, les amidons, les protéines, les adhésifs sensibles à la pression, les polymères synthétiques et les élastomères peuvent chacun réagir différemment.

La décision de traitement doit donc être basée sur l'objet entier, pas seulement sur le papier.

5. Un traitement court et contrôlé n’est pas équivalent à une exposition prolongée à l’ozone

Une distinction technique clé est la différence entre :

Traitement contrôlé

Une concentration d'ozone définie est appliquée pendant une période de traitement limitée dans une enceinte conçue à cet effet, suivie d'une aération contrôlée et d'un retour au stockage normal.

Exposition non contrôlée ou à long terme

L'ozone est présent dans une pièce, une zone de stockage ou une enceinte pendant des périodes prolongées sans contrôle de dose spécifique au matériau.

La deuxième situation est clairement indésirable pour les collections patrimoniales.

Un traitement court peut limiter la dose d'ozone cumulative, mais il doit encore être validé.

Toute durée de traitement spécifique au système—y compris un cycle court comme un processus de moins de deux heures—doit être présentée comme un paramètre de processus validé pour une application définie, et non comme une règle générale de l'industrie.

La question clé n'est pas simplement :

« Quelle est la vitesse du cycle ? »

C’est :

Quelle dose d'ozone a été délivrée, quels organismes ont été ciblés, quels matériaux ont été traités, et quelles preuves confirment une efficacité et une réponse matérielle acceptables ?

6. Conception de l’enceinte et uniformité du traitement

Une enceinte de traitement à l'ozone n'est pas simplement une boîte scellée.

Sa conception devrait soutenir :

• génération d'ozone contrôlée ;
• distribution uniforme du gaz ;
• mesure de la concentration ;
• surveillance de la température et de l'humidité relative (RH) ;
• modèles de chargement définis ;
• contrôle des fuites ;
• destruction ou évacuation sûre du gaz ;
• réaération contrôlée ;
• documentation du traitement.

Circulation du gaz

L'ozone doit atteindre les surfaces destinées au traitement.

La surcharge de l'enceinte ou l'obstruction de la circulation peut réduire l'uniformité du traitement.

Si nécessaire, des ventilateurs de circulation ou une distribution de gaz conçue peuvent être utilisés pour améliorer la cohérence, à condition que le flux d'air ne dérange pas physiquement les objets fragiles.

Matériaux à l'intérieur de l'enceinte

L'ozone peut réagir avec les composants de l'enceinte ainsi qu'avec les objets de la collection.

Les joints, les tuyaux, les garnitures et autres matériaux doivent donc être sélectionnés pour une résistance appropriée à l'ozone.

Une consommation inattendue d'ozone par des matériaux réactifs de l'enceinte peut également modifier la concentration réelle disponible pour le traitement.

7. Planification d’un protocole de traitement

Un protocole contrôlé devrait commencer par un objectif clairement défini.

Étape 1 — Évaluer la collection

Consigner :

• type d'objet ;
• papier et matériaux de reliure ;
• encres, pigments et revêtements ;
• état actuel ;
• traitements antérieurs ;
• preuves d'activité microbienne ;
• si la contamination est active ou inactive ;
• si le matériau est mouillé, humide ou sec.

Les collections mouillées doivent d'abord être stabilisées. L'ozone ne doit pas être utilisé comme substitut au séchage d'urgence.

Étape 2 — Définir l'objectif du traitement

Préciser si le projet est destiné à :

• réduire la contamination microbienne viable ;
• soutenir la remédiation des moisissures ;
• traiter un problème défini d'odeur ou de contamination ;
• tester un protocole de traitement sur des matériaux représentatifs.

Étape 3 — Définir les paramètres de fonctionnement

Définir :

• concentration d'ozone ;
• temps d'exposition ;
• température;
• HR ;
• chargement de la chambre ;
• stratégie de circulation ;
• méthode de mesure de la concentration ;
• point final d'aération.

Étape 4 — Valider la réponse des matériaux

Pour les matériaux précieux, uniques ou de composition incertaine, utilisez des tests représentatifs ou l'avis d'un conservateur lorsque cela est approprié.

Étape 5 — Traiter et surveiller

Ne commencez pas la période d'exposition validée tant que les conditions de traitement spécifiées n'ont pas été atteintes.

Étape 6 — Aérer

Après l'arrêt de la génération d'ozone, l'ozone résiduel doit être réduit à un niveau sûr pour le rejet ou l'accès en utilisant le processus validé d'aération ou de destruction du système.

Étape 7 — Inspecter et documenter

Enregistrez les données de processus, les observations de traitement et tout changement matériel.

8. Dégazage et sécurité de l’opérateur

L'ozone est dangereux pour les personnes à des concentrations bien inférieures à celles utilisées dans de nombreux processus de traitement.

C'est un irritant respiratoire puissant et il ne doit pas être libéré sans contrôle dans des espaces de travail occupés.

Une installation professionnelle peut donc nécessiter :

• une chambre de traitement scellée ;
• surveillance de la concentration d'ozone ;
• arrêt automatique ;
• détection de fuite ou surveillance de la pièce si nécessaire ;
• aération forcée ;
• destruction catalytique de l'ozone ou échappement contrôlé ;
• verrouillages d'accès ;
• indicateurs d'avertissement ;
• procédures d'exploitation ;
• procédures d'urgence.

La chambre ne doit pas être ouverte simplement parce qu'un minuteur programmé s'est terminé.

Le système doit d'abord confirmer que la chambre a terminé sa séquence d'aération et que l'ozone résiduel satisfait au critère de sécurité applicable pour l'accès.

Les réglementations locales en matière de sécurité au travail priment sur les recommandations génériques relatives aux équipements.

9. Vérification : qu’est-ce qui rend un traitement défendable ?

La vérification du traitement doit aborder à la fois les performances du processus et le résultat du traitement.

Vérification du processus

Les enregistrements utiles peuvent inclure :

• identifiant du lot ;
• groupe d'objets ;
• schéma de chargement ;
• concentration d'ozone cible ;
• tendance réelle de la concentration ;
• température;
• HR ;
• durée d'exposition après atteinte de la cible ;
• alarmes ou écarts ;
• début et fin de l'aération ;
• ozone résiduel avant ouverture.

Vérification microbiologique

Lorsqu'une allégation microbienne définie est faite, la vérification peut nécessiter :

• tests basés sur la culture ;
• indicateurs biologiques validés ;
• écouvillonnage ou échantillonnage de surface ;
• comparaison de la charge microbienne avant et après traitement ;
• une autre méthode appropriée à l'objectif du traitement.

La méthode de vérification doit correspondre à l'allégation.

Une réduction visuelle des taches de moisissure, par exemple, n'équivaut pas à une preuve de stérilisation.

Vérification des matériaux

Pour les applications sensibles en matière de conservation, la surveillance peut inclure :

• mesure de la couleur ;
• pH;
• tests mécaniques sur des échantillons représentatifs ;
• microscopie ;
• examen visuel des encres et des pigments ;
• évaluation du vieillissement accéléré lors du développement du processus.

La profondeur des tests doit être proportionnelle à l'importance de l'objet, à l'incertitude et à l'échelle du traitement proposé.

10. Quand une autre méthode peut être plus appropriée

L'ozone n'est pas la solution appropriée à tous les problèmes de collection.

Une autre approche peut être préférée lorsque :

• le problème principal est une infestation d'insectes plutôt qu'une contamination microbienne ;
• la compatibilité des matériaux est incertaine ;
• des colorants ou des élastomères très sensibles à l'ozone sont présents ;
• les objets sont humides et nécessitent une stabilisation d'urgence ;
• l'objectif peut être atteint par un nettoyage physique et une correction environnementale seuls ;
• la collection contient des techniques mixtes qui ne peuvent pas être examinées de manière adéquate.

Les alternatives possibles peuvent inclure :

• nettoyage de surface assisté par HEPA ;
• quarantaine et contrôle environnemental ;
• anoxie à l'azote pour les insectes nuisibles ;
• traitement à basse température contre les parasites ;
• lyophilisation pour le papier endommagé par l'eau ;
• traitement de conservation spécifique à l'objet.

La méthode doit être choisie en fonction du problème de conservation — et non de la disponibilité d'une machine.