Théorie de la stérilisation

Une stérilisation homogène dépend en fin de compte du contact de l’agent stérilisant avec toutes les surfaces d’un objet. Le milieu stérilisant employé dépend du type d’objet. Ce guide portant sur l’usage du CertoClav, nous traiterons de la chaleur humide comme milieu stérilisant.

La chaleur détruit à elle seule les micro-organismes, mais l’apport d’humidité accélère le processus. L’humidité sous forme de vapeur à la pression atmosphérique normale ne suffit toutefois pas à stériliser : il faut des pressions plus élevées pour porter la vapeur à une température capable de tuer les micro-organismes. Peut-être connaissez-vous le terme de dénaturation. La mort d’un micro-organisme par chaleur humide se produit par dénaturation. La vapeur d’eau chaude fait coaguler les protéines, c’est-à-dire qu’elle les rend inactives. La protéine peut prendre une nouvelle forme ou être fragmentée en petits morceaux. Vous l’avez sans doute souvent observé en faisant cuire un œuf : la partie claire et gélatineuse, composée de protéine (le blanc) et d’eau, devient blanche et solide à la chaleur. C’est l’albumine, qui change de forme moléculaire sous l’effet de la chaleur. Souvenez-vous que la partie claire de l’œuf contenait de l’eau, laquelle s’est maintenant évaporée en laissant l’albumine dénaturée.

Il importe, pour l’autoclavage, que la chambre soit remplie de vapeur saturée et que toutes les surfaces de la charge soient enveloppées de vapeur saturée. Chaque fibre et chaque surface à stériliser doit avoir atteint une température donnée pendant une durée donnée. Lorsque la vapeur entre sous pression dans l’autoclave, elle commence à se condenser sur les objets froids. La condensation de la vapeur libère de la chaleur : l’eau passe de l’état de vapeur à l’état liquide, un état de moindre énergie, et cède de la chaleur à son environnement. C’est ce mouillage et ce chauffage simultanés des éléments placés dans l’autoclave qui produisent la stérilisation.

Les études montrent qu’aucun micro-organisme ne survit à une exposition directe à de la vapeur saturée à 120 °C (250 °F) pendant plus de 15 minutes à 15 psi. Rappelez-vous que vous pouvez augmenter la température et la durée du cycle. Les durées dépendent en définitive de la taille et du contenu de vos objets. Une fois le cycle terminé, il importe de laisser l’eau condensée s’évaporer à nouveau pour préserver la stérilité : autrement dit, les objets doivent être secs avant d’être sortis de l’autoclave.

La vapeur sous pression est le moyen le plus fiable de détruire les micro-organismes et leurs spores, et le procédé de choix lorsque vos objets ne sont endommagés ni par la chaleur ni par l’humidité.

Si vos cours de physique remontent à loin, vous avez peut-être oublié la relation entre la pression d’un gaz et sa température. Quand la pression d’un gaz augmente, sa température augmente aussi, et inversement. Rappelez-vous : le gaz s’échauffe, ses molécules se heurtent les unes aux autres et aux parois du récipient. L’énergie cinétique produit une accumulation de chaleur, qui à son tour fait monter la pression. La chaleur réellement restituée par la vapeur d’eau provient du passage de l’état liquide à l’état gazeux, ce que l’on appelle la chaleur latente de vaporisation. Le plus simple est de retenir que 1 calorie (unité de chaleur) élève de 1 degré Celsius la température de 1 gramme d’eau, alors qu’il faut 540 calories pour transformer 1 gramme d’eau en vapeur à 100 °C. Comme on le voit, la vapeur contient bien plus d’énergie thermique que l’eau bouillante ; une brûlure par la vapeur est donc plus grave qu’une brûlure par l’eau bouillante. Ce qui est heureux, c’est que la vapeur peut se condenser et redevenir eau sur des objets plus froids que l’air ambiant. Il en résulte une perte immédiate de volume de vapeur, qui crée une dépression dans l’autoclave et appelle davantage de vapeur dans la chambre, tant que la vapeur se condense sur des surfaces plus froides. Finalement, l’air et les objets contenus dans l’autoclave atteignent la même température ; à ce moment, l’atmosphère de l’autoclave est saturée de vapeur. Au niveau de la mer (1 atmosphère), la vapeur a une température d’environ 100 °C. À 2 atmosphères, soit 1 atmosphère au-dessus de la pression normale, la température de la vapeur monte à 121 °C. En portant la pression à 3 atmosphères, la vapeur serait à 130 °C. Quand la pression augmente, la température de la vapeur augmente.