Lu dans C.F.P. CHAUD FROID PLOMBERIE, septembre 2000

L'air intérieur parfois plus pollué que l'air extérieur!

La qualité de l'air intérieur des bâtiments est suspectée de jouer un rôle significatif dans la croissance de certaines pathologies chroniques. Qu'est-ce que la pollution de l'air intérieur ? Quelles concentrations de polluants rencontre-t-on dans les différents lieux de vie (habitat, travail, école, transports)? Quels sont leurs effets sur la santé ? Autant de questions qui intéressent les professionnels du traitement d'air, de la ventilation et de la climatisation.

C'est un phénomène de société : les citadins pasent 22 heures sur 24 à l'intérieur des logements, lieux de travail, écoles, transports, espaces de loisirs... La qualité de l'air intérieur est devenue un problème majeur. Les concentrations en polluants peuvent être plus importantes que dans l'air extérieur.

Un enjeu de santé publique

De plus le rôle possible de la qualité de l'air intérieur dans le développement de certaines maladies chez l'enfant est particulièrement préoccupant (cancers, affections respiratoires, troubles de la reproduction, du système immunitaire et du système nerveux).

Il paraît aujourd'hui vraisemblable que la maitrise de l'énergie a pu amplifier ce phénomène. Elle a conduit à améliorer de manière significatice l'isolation des constructions, avec en corrolaire une diminution sensible des renouvellements d'air dans les lieux de vie, souvent amplifiée par les comportants des occupants.

Par ailleurs, les problèmes révélés concernant l'amiante, le radon, le benzène, etc., ont sensibilisé l'opinion publique vis-à-vis des risques pour la santé, notamment dans le bâtiment.

Les facteurs de risques identifiés par les études épidémiologiques sur l'environnement intérieur sont associés à des conditions stucturelles telles que le choix de la conception du bâtiment, des matériaux de construction, des équipements et du mobilier, ou la façon dont le bâtiment est exploité, et la nature de l'environnement psycho-sociologique.

Du fait de la diversité en nature et en intensité des agents polluants à l'intérieur des bâtiments, de nombreux effets sur la santé ont pu être identifiés : intoxications au monoxyde de carbone, infections comme la légionellose ou l'aspergillose, effets cancérigène (tout particulièrement les cancers du poumon liés à la fumée de tabac, au radon et à l'amiante présents dans l'environnement), allergies, sensations dse malaise, d'inconfort, ou de manque d'air, associées à une gêne olfactive et à une irritation des yeux, du nez et de la gorge.

L'évaluation des risques sur les environnements intérieurs reste encore insuffisante en France en ce qui concerne les dangers. Les facteurs de risques sont loin d'être totalement explorés et de nombreuses substances ne sont pas évaluées. La connaissance des expositions est quasi inexistante dans les bâtiments. De même, il n'existe pas à l'heure actuelle de valeurs-limites (valeurs à caractère réglementaire) dans ces environnements, excepté pour l'amiante. Par contre des organismes comme l'Organisation Mondiale de la Santé (OMS) et le Conseil Supérieur d'Hygiène Publique de France (CSHPF) ont élaboré des recommandations (valeurs-guides), rassemblées sous la norme expérimentale XP X 43-401 pour les audits de la qualité de l'air dans les bâtiments à usage de bureaux (d'autres normes de ce type sont en préparation dans les logements et les transports).

L'ensemble de ces valeurs-guides (valeurs de recommandation en l'absence de réglementation) est présentée dans les tableaux 1 et 2. Elles ne sont données qu'à titre indicatif.

Un observatoire de la qualité de l'air intérieur

Quelques mois avant le démarrage des campagnes de mesures dans les bâtiments, le CSTB, l'ADEME et les ministères concernés ont fait le point sur la mise en oeuvre de l'Observatoire de la qualité de l'air intérieur (voir encadré page suivante) dont a été chargé le CSTB par le gouvernement en septembre 1999 dans le cadre du programme de prévention "Bâtiment et santé".

Cet observatoire vise à apporter aux décideurs les informations nécessaires à l'évaluation et à la gestion, en termes de santé publique, des risques liés à la pollution de l'air dans les bâtiments et à leur prévention par une meilleure connaissance :

- des substances, agents et situations affectant la qualité de l'air dans le parc immobilier existant et présentant un risque pour la santé des occupants.

- des niveaux d'exposition des populations concernées afin de contribuer à l'évaluation et à la gestion des risques sanitaires liés au bâtiment.

Les résultats des mesures déjà effectuées dans différents lieux de vie en France ont été recencés avec une mise à plat des taux de concentrations relevés dans certaines situations. Cela a permis de définir les paramètres méritant d'être mesurés, une quinzaine au total, et de déterminer les bâtiments à étudier en priorité.

Pour les bâtiments, le choix s'est porté sur les logements pour lesquels il existe très peu de données et les écoles (maternelles, primaires...). Les écoles sont, en effet, des espaces collectifs et les enfants sont beaucoup plus sensibles à la pollution.

Une première campagne pilote démarrera en décembre prochain, avec un premier lot de 150 sites (logements et écoles), répartis sur trois zones géographiques : le Nord-Pas-de-Calais (Lille/Dunkerque), l'Alsace (Strasbourg) et la région PACA (Marseille) se sont déjà portés candidats.

Cette opération permettra de valider les choix en termes d'organisation, de procédure, de fonctionnement avant d'engager une campagne sur mille sites répartis sur toute la France. Elle comportera deux phases de prélèvements, une période d'été et une période d'hiver.

Les données seront rassemblées par le CSTB au sein d'une banque de données à des fins d'évaluation et de gestion des risques sanitaires.

La majorité des polluants fera l'objet de prélèvements et d'analyses systématiques dans les locaux enquêtés. En ce qui concerne le radon, l'amiante et le plomb, les informations seront recueillies sur la base de données existantes. Des recherches vont être engagées pour développer des techniques de prélèvement et d'analyse dans l'air spécifiques pour des fibres minérales artificielles et des légionnelles. Des recherches sont en cours pour les biocides.

Interaction entre air intérieur et air extérieur

La pollution intérieure est un domaine dynamique, caractérisé par la variabilité des sources de pollution (air extérieur, matériaux de construction et mobilier, équipements, occupants et leurs activités), des différents types d'espace intérieur (bureau, logement, jardin d'enfants...), et des différents conditions climatiques et de ventilation.

Il est difficile de différencier l'air intérieur de l'air extérieur. En effet, l'homme ne respire pas différemment en passant d'un environnement à l'autre et l'air intérieur se "nourrit" d'air extérieur par la ventilation.

La pollution atmosphérique urbaine (NOx, CO, O3, particules...) pénètre dans les bâtiments par le système de ventilation ou par infiltration (perméabilité de l'enveloppe du bâtiment).

C'est également le cas de la majorité des allergènes naturels qui proviennent du sol et de la végétation (pollens, spores...) et des moisissures extérieures.

La majorité des particules respirables et des composés semi-volatils présents à l'extérieur, tels les biocides, peut également s'infiltrer dans les bâtiments, créant ainsi un fort niveau de concentration dans l'environnement intérieur. On a pu constater, par exemple, une augmentation du risque d'exposition aux pesticides dans les résidences proches des zones agricoles traitées.

Les variation temporelles de la concentration extérieure sont reproduites à l'intérieur. Les concentrations dépendent de la nature des agents polluants, de la vitesse de renouvellement de l'air, des conditions aérauliques autour du bâtiment, de la nature des surfaces intérieures au contact lors des transferts d'agents polluants.

Le CSTB a engagé des études sur ce sujet en collaboration avec le LHVP. Un appartement, situé près du boulevard périphérique donc en zone de forte pollution, a été instrumenté pour mesurer les interactions entre l'air intérieur et l'air extérieur. Il utilise également les outils développés par le CSTB pour caractériser la dispersion des polluants aux abords des bâtiments.

Cette expérimentation vise à mieux comprendre les effets du système de ventilation sur le transfert des polluants extérieurs à l'intérieur des bâtiments. Les phénomènes d'absorption des polluants par certains matériaux sont également étudiés.

Etude de la dispersion des polluants aux abords des bâtiments

Les processus de transport et de diffusion de la pollution sont largement influencés par les conditions météorologiques (vent, stratification thermique de l'atmosphère...), par la topographie du site (plaine, région littorale, vallée de montagne...) et par la morphologie de l'environnement immédiat (rase campagne, quartier pavillonnaire, rue canyon...). La pollution de fond, à l'échelle urbaine, correspond à la pollution résiduelle présente en moyenne au dessus des toits; ses variations traduisent une plus ou moins bonne ventilation à l'échelle de l'agglomération. Elles dépendent des conditions climatiques générales et des conditions locales liées à la topographie des lieux qui induisent les phénomènes de brise thermique.

La pollution de l'air en un point d'une ville est la résultante de cette pollution de fond et de la pollution d'échelle locale rattachées à des sources identifiables comme une cheminée d'usine ou une voie de circulation, qui se caractérise par une grande variabilité dans le temps et l'espace.

Le CSTB a depuis de nombreuses années porté son effort vers la connaissance des mécanismes de dispersion des polluants en milieu urbain à l'échelle d'une rue, ou même dans le voisinnage immédiat d'un bâtiment.

Le cas de sortie de tunnel routier est particulièrement "intéressant" car les concentrations en polluants y sont élevées. En collaboration avec le Centre d'études des Tunnels (CETU), une campagne de mesures a d'abord été réalisée au voisinnage d'une sortie de tunnel en situation réelle (porte Maillot) à l'aide de gaz traceur SF6, émis à l'intérieur du tunnel. Puis la base de données ainsi créée a servi à valider différentes méthodes de simulation dont celles élaborées par le CSTB:

- la simulation aéraulique dans la soufflerie à couche limite turbulente, où le quartier est modélisé à l'échelle du 1/100e et le gaz traceur est de l'éthane (mesure par ionisation de flammes).

- la simulation numérique à l'aide du logicile PHOENICS (ou FLUENT) adapté aux écoulements atmosphériques.

Sur le même thème, on peut aussi citer le tunnel de la Joliette à Marseille (simulation numérique) et la tranchée couverte de l'autoroute A115 à hauteur de Taverny (simulation numérique); dans ce dernier, on notera l'utilisation d'écrans antibruit comme déflecteurs de la pollution d'origine automobile.

Toujours dans le milieu urbain, mais à l'échelle plus petite d'un bloc d'immeubles, la simulation numérique apporte une aide à la décision pour optimiser l'emplacement des rejets (sortie de ventilation de parking souterrain, cheminée de chaufferie) afin de limiter les concentrations en polluants dans les zones sensibles (bouche d'aération en façade, cour d'immeuble).

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