Que sont les désinfectants à base d'ammonium quaternaire ?
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Les composés d'ammonium quaternaire (quats) sont des désinfectants tensioactifs chargés positivement, comme le chlorure de benzalkonium (ADBAC) et le DDAC, qui tuent les germes en perturbant les membranes cellulaires et les enveloppes virales. Sur des surfaces propres, ils maîtrisent de nombreuses bactéries et de nombreux virus enveloppés, mais ils sont peu efficaces contre les spores, les mycobactéries et les virus non enveloppés, et le fumier, les résidus de savon et l'eau dure les inactivent.
Que sont les composés d'ammonium quaternaire ?
Les composés d'ammonium quaternaire, souvent abrégés en quats ou QAC, forment une catégorie de substances chimiques de synthèse utilisées pour lutter contre les bactéries, les virus et d'autres germes sur les surfaces1. Sur le plan chimique, ce sont des tensioactifs cationiques, c'est-à-dire chargés positivement2. Aux États-Unis, ce sont des pesticides antimicrobiens : plus de 2 000 produits pesticides enregistrés contiennent des ammoniums quaternaires, et le premier pesticide antimicrobien à base d'ammonium quaternaire a été enregistré en 19471.
L'Agence américaine de protection de l'environnement (EPA) classe les ammoniums quaternaires en quatre catégories selon leur structure1. Deux de ces groupes sont celui du chlorure d'alkyldiméthylbenzylammonium (ADBAC), qui compte 24 substances chimiques similaires et est parfois appelé chlorure de benzalkonium, et celui du chlorure de didécyldiméthylammonium (DDAC), qui en compte cinq1. Les désinfectants contiennent parfois plus d'un ammonium quaternaire1. Les générations de produits plus récentes sont généralement plus germicides, moins moussantes et plus tolérantes à la charge organique et aux savons2.
| Génération | Exemples de substances actives |
|---|---|
| Première | Chlorure de benzalkonium ; ADBAC (chlorure d'alkyldiméthylbenzylammonium)2 |
| Deuxième | ADEBAC (chlorure d'alkyldiméthyléthylbenzylammonium)2 |
| Troisième | ADBAC et ADEBAC2 |
| Quatrième | DDAC (chlorures de dialkyldiméthylammonium, par exemple sous forme didécyle, dioctyle ou dodécyle)2 |
| Cinquième | DDAC et ADBAC2 |
Comment les ammoniums quaternaires tuent-ils les germes ?
Les ammoniums quaternaires rompent les membranes des bactéries et l'enveloppe externe des virus enveloppés, et la rupture de la membrane tue la cellule1. Au niveau moléculaire, ils se lient de manière irréversible aux phospholipides chargés négativement des membranes bactériennes et dénaturent les protéines membranaires, ce qui détruit la capacité de la membrane à contrôler ce qui la traverse2.
Cela prend du temps. La durée dépend de l'ammonium quaternaire et de sa concentration, et certains doivent rester en contact avec un germe pendant plusieurs minutes1. L'étiquette indique le temps de contact, c'est-à-dire la durée pendant laquelle une surface doit rester visiblement humide pour que le produit agisse1. Certains produits rendent aussi les surfaces bactériostatiques pendant une courte période après utilisation2. Les ammoniums quaternaires agissent mieux à un pH neutre à alcalin, avec une efficacité maximale entre pH 9 et 10, et ils perdent leur activité en dessous de pH 3,52.
Que tuent les désinfectants à base d'ammonium quaternaire, et que ne tuent-ils pas ?
Les ammoniums quaternaires ont un spectre plus étroit que les désinfectants oxydants. L'EPA définit un désinfectant comme un produit qui détruit ou inactive de manière irréversible les champignons et bactéries infectieux sur les surfaces, mais pas nécessairement leurs spores4, et les organismes que maîtrise un produit donné à base d'ammonium quaternaire sont ceux qui figurent sur son étiquette1.
| Groupe d'organismes | Activité type des ammoniums quaternaires | Remarques |
|---|---|---|
| Bactéries à Gram positif (par exemple Staphylococcus aureus) | Bonne2 | L'organisme d'essai à Gram positif de référence pour les allégations de désinfection auprès de l'EPA est S. aureus2 |
| Bactéries à Gram négatif (par exemple Pseudomonas, Salmonella) | Plus faible ; généralement moins sensibles que les bactéries à Gram positif2,3 | Leur membrane externe rend plus difficile l'accès de l'ammonium quaternaire à la membrane cellulaire3 |
| Virus enveloppés | Classés comme virucides3 | Les ammoniums quaternaires rompent l'enveloppe externe des virus1 |
| Virus non enveloppés (par exemple norovirus) | Faible3 | Généralement non virucides contre les virus non enveloppés2 |
| Champignons | Classés comme fongicides3, bien que leur efficacité puisse être limitée2 | Consultez l'étiquette pour connaître les champignons mentionnés1 |
| Mycobactéries | Faible ; résistance intrinsèque3 | Structure complexe de la paroi cellulaire3 |
| Spores bactériennes | Inefficaces2 | Résistance intrinsèque due à des structures complexes3 |
Pourquoi les ammoniums quaternaires échouent-ils dans les bâtiments d'élevage, les poulaillers et les pédiluves ?
La saleté en est la principale raison. Les ammoniums quaternaires sont facilement inactivés par la matière organique et par les savons et détergents anioniques, et l'eau dure réduit leur activité, car les ions calcium et magnésium forment des complexes avec le désinfectant2. Le fumier, la litière et les aliments peuvent aussi abriter des organismes et réagir avec le désinfectant à la place des microbes2.
Une étude sur les pédiluves, menée avec des bottes souillées de fumier de porc, a montré l'importance de ce facteur. Lorsque les bottes portaient du fumier de porc, le type de désinfectant ne faisait aucune différence ; un pédiluve contaminé ajoutait de la contamination aux bottes ; et les bottes débarrassées du fumier par brossage, puis trempées pendant 5 minutes dans un pédiluve à base d'ammonium quaternaire, satisfaisaient à la norme de désinfection5.
Les solutions en cours d'utilisation peuvent aussi devenir une source de bactéries. Une revue de 2023 indique que les désinfectants dont la seule substance active est un ammonium quaternaire sont plus susceptibles que les autres types d'être contaminés par des bactéries à Gram négatif, et que des souches de Serratia marcescens isolées dans des pédiluves contaminés de plusieurs élevages laitiers ont survécu à une solution de chlorure de benzalkonium fraîchement préparée à la concentration d'utilisation3. La même revue note que les chiffons en coton et en microfibre absorbent les ammoniums quaternaires présents dans les seaux, ce qui abaisse la concentration de travail3.
Comment utiliser un désinfectant à base d'ammonium quaternaire dans une exploitation agricole ou un chenil ?
Avec les ammoniums quaternaires, le nettoyage préalable n'est pas facultatif. Les recommandations de nettoyage et de désinfection d'un centre universitaire de santé animale fixent l'ordre des étapes2 :
- Retirez le fumier, la litière, les aliments et les débris visibles en raclant, en brossant ou en balayant2.
- Lavez à l'eau avec du savon ou un détergent, puis rincez bien, car les résidus de savon peuvent inactiver certains désinfectants2.
- Laissez sécher les surfaces afin que l'eau résiduelle ne dilue pas la solution2.
- Préparez une solution fraîche chaque jour ou selon les indications de l'étiquette, à la concentration indiquée sur l'étiquette ; plus concentré n'est pas toujours mieux2. Respectez toujours l'étiquette du produit.
- Maintenez les surfaces humides pendant tout le temps de contact indiqué sur l'étiquette, puis rincez soigneusement les équipements avant le retour des animaux, en particulier le matériel d'alimentation et d'abreuvement2.
- Nettoyez et séchez les seaux réutilisables avant d'y verser du désinfectant neuf, et vérifiez la concentration d'utilisation après dilution3.
- Pour les pédiluves, brossez d'abord les bottes pour en retirer le fumier et maintenez le pédiluve lui-même propre5.
Les ammoniums quaternaires sont-ils dangereux pour les personnes, les animaux et l'environnement ?
C'est la concentration qui détermine le danger. Les ammoniums quaternaires présentent une faible toxicité par voie cutanée, mais peuvent être fortement irritants ou corrosifs pour la peau et les yeux selon la concentration, et leur toxicité est modérée par inhalation ou ingestion1. Plusieurs études ont constaté que l'asthme était plus fréquent chez les travailleurs utilisant des produits de nettoyage à base d'ammonium quaternaire1. Un guide de santé animale ajoute que les ammoniums quaternaires sont très toxiques en cas d'ingestion ; les zones et objets désinfectés doivent donc être rincés après le temps de contact et avant toute utilisation par les animaux2.
Les ammoniums quaternaires se lient fortement au sol et aux sédiments, ce qui limite leur migration vers les eaux souterraines1. Ils sont toxiques pour les animaux aquatiques, en particulier les poissons, et il faut donc éviter tout ruissellement vers les mares, les cours d'eau et les évacuations2 ; l'ADBAC est classé comme très toxique pour les poissons et les invertébrés aquatiques1.
La résistance est une préoccupation réelle mais limitée. Des études en laboratoire montrent que les bactéries peuvent développer une tolérance aux ammoniums quaternaires, et plusieurs études associent la tolérance au chlorure de benzalkonium à la résistance aux antibiotiques3. Une revue de 2023 a conclu que les données de terrain sont insuffisantes pour établir que l'utilisation fréquente d'ammoniums quaternaires a entraîné une résistance généralisée aux antibiotiques, et que les concentrations d'utilisation sont souvent bien supérieures aux niveaux que les bactéries tolèrent en laboratoire3. La revue appelle à une attention accrue au bon usage afin de prévenir la contamination des désinfectants à base d'ammonium quaternaire3.
À retenir
- Les ammoniums quaternaires sont des désinfectants tensioactifs cationiques ; le chlorure de benzalkonium (ADBAC) et le DDAC en sont les principaux types.
- Ils tuent en perturbant les membranes cellulaires et les enveloppes virales, ce qui nécessite tout le temps de contact indiqué sur l'étiquette.
- Ils ne détruisent pas les spores bactériennes, les mycobactéries ni les virus non enveloppés comme le norovirus.
- Le fumier, les résidus de savon et l'eau dure les inactivent : nettoyez, rincez et laissez sécher avant l'application.
- Ils sont toxiques pour les poissons et irritants à forte concentration ; rincez avant le retour des animaux et empêchez tout ruissellement vers l'eau.
Références
- Quaternary Ammonium Compounds (ADBAC and DDAC) Fact Sheet
- Disinfection 101: Key Principles of Cleaning and Disinfection for Animal Settings
- Quaternary ammonium disinfectants and antiseptics: tolerance, resistance and potential impact on antibiotic resistance
- What are Antimicrobial Pesticides?
- Evaluating the efficacy of boot baths in biosecurity protocols
- Safety and Effectiveness of Consumer Antiseptic Rubs; Topical Antimicrobial Drug Products for Over-the-Counter Human Use (Final rule)
Questions fréquentes
Le chlorure de benzalkonium est-il un composé d'ammonium quaternaire ?
Où le chlorure de benzalkonium est-il utilisé par ailleurs ?
Les ammoniums quaternaires sont également présents dans des produits médicaux et cosmétiques réglementés par la FDA, notamment des lotions, des antiseptiques topiques et des sprays nasaux1. La FDA a reporté sa décision finale concernant le chlorure de benzalkonium dans les antiseptiques pour les mains en vente libre destinés aux consommateurs, afin de permettre la soumission de nouvelles données6. Les produits désinfectants sont des pesticides et ne doivent jamais être utilisés sur les personnes1.
Peut-on mélanger un ammonium quaternaire avec d'autres désinfectants ou du savon ?
Le mélange réduit généralement l'efficacité. Les désinfectants iodés sont inactivés par les ammoniums quaternaires, et de nombreux savons et détergents anioniques inactivent les ammoniums quaternaires2. Rincez le détergent avant d'appliquer un ammonium quaternaire et respectez l'étiquette du produit.
Un produit à base d'ammonium quaternaire est-il un assainissant ou un désinfectant ?
Cela dépend de l'étiquette. L'EPA distingue les assainissants, qui réduisent les micro-organismes à des niveaux fixés par les codes de santé publique, des désinfectants, qui détruisent ou inactivent de manière irréversible les champignons et bactéries infectieux, mais pas nécessairement les spores4. Les ammoniums quaternaires sont vendus dans les deux catégories ; vérifiez donc quelle allégation et quel temps de contact figurent sur l'étiquette1.