GNU sedの置換コマンド(s)は、\U、\Lの指定による大文字・小文字の変換をサポートします。これらの変換はマルチバイト文字にも対応しています。
sed
s
\U
\L
$ printf 'ABC\u03a3\n' ABCΣ $ printf 'ABC\u03a3\n' | sed 's/.*/\L&/' abcσ
sコマンドを参照してください。