Quant le mobilier est une source de pollution et quand la propreté participe à celle-ci

Quant le mobilier est une source de pollution et quand la propreté participe à celle-ci

Le colloque PRIMEQUAL sur la Qualité de l'air à l'intérieur des bâtiments: causes, effets, prévention et gestion, va s’achever ce jour, il a permis de présenter les conclusions sur les recherches menées sur le thème de la qualité de l’air intérieur.

Primequal, étant un programme de recherche essentiellement soutenu par le Ministère chargé du Développement Durable et l’ADEME. Il présente la particularité de rassembler plusieurs communautés scientifiques concernées par la pollution de l’air et ses impacts : sciences physiques (métrologie, chimie, dynamique, météorologie, …), sciences de la vie (biologie, médecine, épidémiologie, écologie, …), mathématiques (modélisation, statistiques) et sciences humaines (économie, sociologie, psychologie,…).

Avec plus de 80% du temps passé dans des espaces clos, la qualité de l'air intérieur est une préoccupation sanitaire particulièrement importante pour les populations et les pouvoirs publics.

Plusieurs questions restent aujourd'hui posées pour améliorer la qualité de l'air des espaces clos dans un contexte de grande diversité, en nature et en intensité, des contaminants et de leurs sources, des nombreux espaces de vie visés, pour partie privés, et de l'évolution des techniques de construction visant une meilleure performance énergétique des bâtiments :

Quelles sont les sources de polluants de l'air à l'intérieur des espaces que nous fréquentons ?

Quels impacts sur notre santé et quelles modalités de prévention des risques pour les populations exposées ?

Quels développements scientifiques récents améliorent les connaissances et éclairent l'action?

Lors du colloque organisé par PRIMEQUAL, quatre thèmes ont été abordés :

la prise en compte du facteur humain dans la gestion des crises sanitaires en lien avec la qualité de l'air intérieur ;

les nouvelles méthodes disponibles pour caractériser la qualité de l'air intérieur ;

les sources d'émissions de polluants en air intérieur : activités humaines et matériaux ;

les impacts sanitaires et la gestion des expositions aux polluants de l'air intérieur.

Synthèse des recherches menées dans le cadre PRIMEQUAL :

Des sources domestiques de pollution-

Le mobilier, une source d'émission en milieu scolaire :

Plusieurs études récentes, consacrées à la qualité de l’air intérieur des crèches ou des écoles maternelles, ont montré des niveaux de concentration en formaldéhyde et en toluène nettement plus importants dans l’air intérieur que dans l’air extérieur. L’analyse de la contribution, à cette pollution, de produits d’ameublement habituellement rencontrés en milieu scolaire (meubles de rangement, couchages, tables, chaises, tableaux muraux, éléments de motricité en mousse...) a permis de fournir les données d’émissions en composés organiques volatils (COV) et formaldéhyde (HCHO) pour une vingtaine de meubles complets et pour leurs composants.

De manière générale, les émissions des meubles étudiés se sont avérées relativement faibles : les 21 meubles obtiendraient même la classe d’émission la plus faible de l’étiquette «Émissions dans l’air intérieur», soit la classe A+ (voir encadré). Les meubles en plastique (couchettes, chaises, éléments de motricité) présentaient globalement des émissions de COV et de formaldéhyde inférieures à celles des meubles en bois, dont les principaux composés émis sont des aldéhydes (formaldéhyde, pentanal, hexanal, etc.) et des composés naturels du bois résineux.

D’autre part, conformément à ce qui a pu être observé dans d’autres études, les résultats ont confirmé que:

• la concentration en COVT (Composés Organiques Volatils Totaux) décroît de 40% dans les 14 premiers jours puis de 25% dans les 14 suivants ;

• la concentration en formaldéhyde décroît plus lentement pour représenter 75% du niveau initial après 14 jours et 68% après 28 jours.

Les COV

Les Composés Organiques Volatils, composés de carbone, d’oxygène et d’hydrogène, se trouvent facilement sous forme gazeuse dans l’atmosphère. Représentant différentes familles chimiques, les COV sont largement utilisés dans la fabrication de nombreux produits, matériaux d’aménagement et de décoration : peinture, vernis, colles, nettoyants, bois agglomérés, moquettes, tissus neufs... Ils sont également émis par le tabagisme et par les activités d’entretien et de bricolage. Leur point commun est de s’évaporer plus ou moins rapidement à la température ambiante et de se retrouver ainsi dans l’air. Les COV sont souvent plus nombreux et plus concentrés à l’intérieur qu’à l’extérieur compte tenu de la multiplicité des sources. Potentiellement dangereux pour la santé, ils sont à l’origine de plusieurs normes environnementales.

Le formaldéhyde

Le formaldéhyde ou « formol » (HCHO) est un gaz de la famille des aldéhydes. Le formaldéhyde est une substance retrouvée principalement dans les environnements intérieurs car les sources y sont multiples: produits de construction, ameublement, produits domestiques (produits nettoyants, peintures, vernis, colles, cosmétiques...), etc. Il est également émis naturellement lors de tout phénomène de combustion : feux, tabagisme, cuisson des aliments, chaudières, cheminées d’agrément, utilisation d’encens. Le formaldéhyde est également produit lors de réactions hétérogènes entre des composés présents dans l’atmosphère. La contribution de l’air extérieur est en général faible. Composé irritant pour le nez et les voies respiratoires, le formaldéhyde est classé depuis 2004 par le Centre Inter­ national de Recherche sur le Cancer (CIRC) comme «substance cancérogène avérée pour l’homme» (groupe 1) sur la base des données observées sur les cancers du nasopharynx.

Produits ménagers:

Quand la propreté participe à la pollution

Les produits ménagers constituent une source de polluants en air intérieur. L’exposition à ces polluants est d’autant plus importante qu’elle a lieu dans des milieux confinés, peu ventilés, où l’on passe beaucoup de temps. Une étude a permis d’identifier et de quantifier les composés volatils (COV et aldéhydes) et les particules, émis et formés lors d’actions dites domestiques, liées à l’emploi de produits ménagers et d’entretien, et ce, dans des conditions environnementales variées: température, humidité relative et taux de renouvellement d’air.

Pour tous les produits ménagers testés (une cinquantaine), une augmentation des concentrations dans l’air intérieur a été observée systématiquement pour les COV, et très fréquemment pour les aldéhydes. Il est intéressant de noter que le formaldéhyde a été retrouvé dans 91 % des produits testés et le d-limonène dans 43% d’entre eux. De plus, certains produits ménagers produisent des aérosols organiques secondaires, certes relativement peu importants en masse (environ 20% de la masse totale de particules à laquelle les personnes utilisant ces produits sont exposées) mais présentant un grand nombre de particules de petite taille (inférieure à 100 nm) qui pourraient représenter de véritables enjeux sanitaires. Par ailleurs, la formation d’autres composés dont les effets sur la santé sont suspectés a été mise en évidence : méthyl glyoxal et le 4­oxopentanal, diacides carboxyliques (acide lévullinique et acide limonique), les dialdéhydes (limononaldéhyde)... Enfin, l’étude a mis en évidence la formation de produits secondaires tels que le dioxyde d’azote (NO2), composé aux effets sanitaires avérés et susceptible d’induire des phénomènes de réactivité de surface avec possible production d’acide nitreux (HONO).

Formation de produits secondaires :

Le rôle des surfaces

L’acide nitreux (HONO) est une espèce particulièrement importante en chimie atmosphérique car sa photolyse (décomposition par la lumière) est l'une des sources majeures des radicaux hydroxyles (OH) qui sont les principaux oxydants atmosphériques. À l’extérieur, le mécanisme de production de l’acide nitreux repose sur la réactivité hétérogène du dioxyde d’azote (NO2) sur les surfaces organiques. Dans les atmosphères intérieures, où les concentrations de NO2 peuvent être équivalentes, voire même supérieures à celles mesurées à l’extérieur, les conditions sont particulièrement favorables à une production importante du fait de la quantité de surfaces disponibles. Ainsi, malgré la filtration de la lumière par les vitres, la photolyse de l’acide nitreux produit bien des radicaux hydroxyles OH dans les habitations.

Pour la première fois, des mesures in situ des concentrations de radicaux OH ont été réalisées dans une salle de classe en milieu urbain. Des pics de concentration en radicaux OH ont été mesurés ponctuellement à l’échelle d’une pièce, à des valeurs équivalentes aux teneurs en atmosphères urbaines, ce qui était supérieur aux prévisions des modèles. Ainsi, des réactions chimiques peuvent-elles modifier significativement la composition de l’air dans les atmosphères intérieures dès lors qu’une part significative de la pièce est irradiée par le soleil ? Des questions de recherche restent à approfondir avant de pouvoir répondre à cette interrogation (niveaux de concentrations moyens à l’échelle d’une pièce, sensibilité aux modifications d’ensoleillement, influence des vitrages filtrant les UV et des lumières artificielles...)

La prise en compte des phénomènes de formation de produits secondaires (aérosols formés à partir des émissions des produits ménagers 2, et radicaux hydroxyles OH issus de la photolyse de l’acide nitreux 3) est d’autant plus importante qu’elle se superpose aux émissions de polluants déjà présentes dans les environnements intérieurs.

Les aérosols organiques secondaires

Il s’agit de la suspension de petites particules solides ou liquides dans l’air dont les origines et les propriétés sont variées. Les aérosols primaires sont directement émis dans l’atmosphère: poussières, cendres, suies... Les aérosols secondaires sont constitués de particules formées par des processus physicochimiques: sulfates, nitrates, COV... Ces particules fines ont des effets démontrés sur la santé humaine et sur le climat.

Les radicaux hydroxyles

Les radicaux OH sont des oxydants puissants qui interviennent, entre autres, dans de nombreux processus photochimiques atmosphériques. Ainsi, ils peuvent réagir avec les COV déjà présents pour former des produits secondaires, potentiellement plus toxiques que les COV initialement présents.

Métrologie : mesurer pour agir

Bientôt un analyseur portable de formaldéhyde

Le formaldéhyde (HCHO) est l’un des polluants les plus fréquents de l’air intérieur, avec des concentrations 2 à 15 fois plus élevées qu’à extérieur. Il est même classé parmi les 7 substances hautement prioritaires (groupe A) par l’Observatoire de la Qualité de l’Air Intérieur (OQAI) depuis 2005. Des réglementations se mettent en place sur les émissions de formaldéhyde provenant des matériaux de construction (étiquetage obligatoire depuis 2011) et sur les concentrations dans les établissements recevant du public tels que les écoles et les crèches (surveillance obligatoire d’ici 2015).

C’est pour répondre à ces nouveaux besoins normatifs qu’une équipe de chercheurs a mis au point un outil performant de mesure des concentrations dans l'air et des taux d’émissions des matériaux. Deux prototypes transportables (de la taille d’une imprimante) ont ainsi été construits. Reposant sur une méthode brevetée à l’international par le CNRS, et autorisant des mesures en continu, cet analyseur vise une industrialisation rapide grâce à ses qualités: fiable, bon marché, léger et peu volumineux afin d’être facilement utilisé sur le terrain. En pratique, la mesure s’effectue en trois étapes : après avoir piégé le formaldéhyde gazeux en solution, il le fait réagir avec du fluoral-P et analyse le produit de la réaction par spectroscopie de fluorescence.

Ces avancées technologiques ont permis la création d’une start-up qui développera et commercialisera un microanalyseur de formaldéhyde breveté, plus autonome et plus réactif que les prototypes déjà en cours de finalisation.

Une méthode de prélèvement et d'analyse des poussières domestiques

Les Composés Organiques Semi-Volatils (COSV) présents dans les logements français proviennent de nombreux produits de consommation et matériaux présents dans l'environnement intérieur (plastifiants, retardateurs de flamme, pesticides, parfums, etc.). Ils sont suspectés d’avoir des effets néfastes sur la santé (cancérogénicité, reprotoxicité, perturbation endocrinienne...).

Pour répondre à cet enjeu, de récents travaux ont porté sur le développement d’une méthode de prélèvement et d’analyse des COSV présents dans les poussières domestiques. Une cinquantaine de COSV ont été sélectionnés après une hiérarchisation sur la base des données de contamination issues de la littérature et de valeurs toxicologiques de référence. La méthode d’analyse développée, appliquée à des prélèvements réels (dans des sacs d’aspirateurs ou sur des lingettes) comprend une extraction par solvant à haute température et à haute pression ou aux ultrasons, puis une injection et séparation chromatographique en phase gazeuse, suivie d’une détection par spectrométrie de masse en tandem.

Ce processus de mesure ayant été validé (après évaluation selon les normes NF T 90­210 et XP T 90­220), la communauté dispose désormais d’une méthode multi-résidus pour l’analyse de COSV qui présente l’avantage de prendre en compte de nombreux composés pouvant avoir des effets toxiques communs, sans pour autant multiplier les coûts d’analyses.

Les substances classées hautement prioritaires (Groupe A) par l'Observatoire de la Qualité de l'Air Intérieur (OQAI) en 2010

Dans les logements

• formaldéhyde ; • benzène ; • monoxyde de carbone ; • di­2­éthylhexylphtalate (DEHP) ; • acroléine ; • plomb ; • acétaldéhyde ; • PM10 et PM2 ;5 ; • cadmium ; • arsenic ; • benzo[a]pyrène ; • benzo[a]anthracène ; • 1,4­dichlorobenzène et chloroforme.

Dans les écoles

• formaldéhyde ; • benzène ; • acétaldéhyde ; • PM10 et PM2 ;5 ; • chrome.

Dans les bureaux

• benzène ; • PM2 ;5 ; • mélange de PCB ; • éthylbenzène ; • formaldéhyde.

COSV

Les Composés Organiques Semi­Volatils sont des composés moins volatils que les COV, présents à la fois dans l’air (sous forme gazeuse et particulaire) et dans les poussières déposées. On retrouve parmi eux les phtalates, les retardateurs de flamme bromés, les pesticides..

Etudier in situ pour comprendre

Le combat contre la mérule

La contamination fongique est un problème majeur et récurrent touchant non seulement les habitations, mais aussi les établissements patrimoniaux et les œuvres d’art, avec une variété très large d’espèces fongiques variant selon les pays. Depuis quelques années, le nombre d’habitations atteintes par des champignons dégradant le bois (lignivores) – tels que la mérule (Serpula lacrymans) – est en nette progression.

En raison du manque de connaissances concernant la nature et les effets sanitaires de la contamination fongique dans le milieu intérieur, une étude pluridisciplinaire in situ a été conduite dans des maisons touchées par la mérule pour décrire leur profil fongique détaillé, évaluer l’exposition des habitants aux mycotoxines, et caractériser les risques sanitaires toxiques.

Elle a montré que les émissions de bioaérosols fongiques (particules biologiques présentes dans l’air) présentent des pics: l’exposition des habitants serait donc « cyclique » et dépendrait du stade de développement du champignon. De plus, un très grand nombre de moisissures différentes ont été détectées (jusqu’à une quarantaine par maison). En revanche, et heureusement, l’exposition aux mycotoxines dans les habitations atteintes par un champignon lignivore serait limitée et aucune activité mutagène n’a été mise en évidence à partir des bioaérosols à ce jour.

Dans un seul cas, une corrélation entre la présence d’espèces de moisissures associées à la mérule et des signes cliniques (respiratoires et cutanés) a été observée chez deux enfants. Un suivi post­enquête a permis de constater que ces signes étaient en nette régression après déménagement de la famille.

Des produits naturels pour lutter contre les contaminations microbiennes ?

Il existe peu d’études relatives aux associations microbiennes et fongiques. Une équipe a donc choisi d’étudier et de comprendre la dynamique de colonisation microbienne des supports afin de proposer une stratégie destinée à protéger les matériaux de la prolifération fongique, allant jusqu’à la mise en œuvre d’un traitement, éventuellement naturel, adapté aux matériaux de construction et de décoration isolés dans des logements et/ou des sites patrimoniaux, ainsi que sur des œuvres d’art.

Les tests de prolifération microbienne sur différents supports (toile de verre, papier peint, lin, bois, plâtre...) ont montré que l’ensemble de ces matériaux était propice à la croissance microbienne, en particulier la toile de verre.

Différents biocides naturels ont été testés. Seuls l’huile essentielle de thym et l’extrait d’ail se sont révélés efficaces contre la prolifération fongique et bactérienne sur le bois.

Contamination fongique : de plus en plus de moisissures ?

Depuis les années 70, la politique d’économie d’énergie a entraîné une réduction des débits d’air dans les bâtiments et augmenté le risque de condensation sur des surfaces sensibles au développement de micro­organismes. Cette évolution, associée à la généralisation des équipements ménagers générateurs de vapeur (lave­linge, sèche­linge...), a significativement augmenté l’humidité de l’air intérieur, propice à la prolifération de micro­organismes comme les moisissures. Selon l’OQAI, 15% des foyers pré­ sentent des contaminations fongiques visibles, des micro­organismes susceptibles d’induire chez les occupants diverses pathologies respiratoires comme des allergies, des infections ou des toxi­infections.

Mycotoxines

Toxines, substances toxiques pour un ou plusieurs organismes vivants, élaborées par diverses espèces de champignons microscopiques telles que les moisissures.

L’attaque des œuvres d’art

À l’origine de pathologies respiratoires comme des allergies, des infections ou des toxi­infections, les moisissures sont également capables de coloniser la plupart des matériaux dès l’instant où le micro­organisme dispose d’une quantité d’eau suffisante. Les œuvres d’art, telles que les peintures ou fresques, composées d’un matériau support (cellulose papier, toile, bois, soie tissée...) mais également de colles, glus, émulsifiants ou épaississants, autant de composés biodégradables par les micro­organismes, peuvent ainsi subir des dommages esthétiques irréversibles.

Qualité de l'air et santé

Allergies respiratoires :

L'action des polluants à l'échelle cellulaire

Les allergies respiratoires et l’asthme ont fortement augmenté dans les pays industrialisés au cours des dernières décennies et posent un problème majeur de santé publique. Si le lien avec des composés allergéniques est établi, de nombreux polluants non-allergéniques présents dans l’air intérieur sont pourtant susceptibles de favoriser l’installation, la progression et la gravité de ces maladies. Des chercheurs ont ainsi étudié non seulement l’impact de ces polluants pris individuellement, mais encore les conséquences d’expositions à leurs mélanges (première étude de ce type), sur les bronches, et plus particulièrement sur l’épithélium respiratoire.

Plusieurs polluants – le formaldéhyde (HCHO), le dioxyde d’azote (NO2) et les endotoxines – ont été choisis pour évaluer leur effet aigu et répété, seul ou en mélange, mais également associés à des allergènes respiratoires comme les allergènes d’acariens, sur des marqueurs cellulaires et moléculaires liés aux différentes fonctions de défense de l’épithélium respiratoire.

Cette étude s’est notamment intéressée aux effets du formaldéhyde solubilisé sur ces marqueurs cellulaires et moléculaires. Pour une exposition unique, il semblerait que seule une durée d’exposition supérieure à plusieurs heures, à des concentrations en formaldéhyde bien au-delà des concentrations sanguines physiologiques de cet aldéhyde, soit susceptible d’induire des lésions de l’épithélium respiratoire.

Par ailleurs, les travaux conduits sur les polluants gazeux ont montré qu’une exposition unique aux concentrations typiques des pollutions de l'air intérieur n’a pas d'effet sur l'intégrité et les fonctions de barrière et d'immunorégulation des cellules de l'épithélium respiratoire. En revanche, des expositions répétées, dès 30 minutes par jour pendant quelques jours, aux polluants gazeux (formaldéhyde et dioxyde d’azote) produisent des effets significatifs sur l’intégrité et la fonction d’immunorégulation de l’épithélium respiratoire.

Ces résultats n’excluent pas que le formaldéhyde et le dioxyde d’azote jouent un rôle dans les allergies respiratoires et l’asthme, aux concentrations classiquement mesurées en air intérieur.

Épithélium respiratoire

L’épithélium est la première structure des voies respiratoires à entrer en contact avec les allergènes et les polluants atmosphériques. Or ce tissu cellulaire joue un rôle majeur dans la défense du poumon, en formant une barrière imperméable, en assurant le piégeage et l’évacuation des toxiques inhalés, et en produisant des médiateurs impliqués dans la régulation de l’inflammation et de la réponse immunitaire ou encore la réparation tissulaire.

Allergènes d’acariens

Fréquemment retrouvés en milieu intérieur, ce sont les débris d’acariens morts et leurs déjections qui provoquent des allergies. Ils constituent la première cause d’asthme allergique chez l’enfant et l’adulte.

Crises sanitaires :

Les différentes composantes du syndrome des bâtiments malsains

Bien que la connaissance de leurs causes reste floue, nombre de facteurs augmentant le risque de syndrome des bâtiments malsains (SBM) ont été identifiés dès les années 80 : le bâtiment lui­même, la qualité de l’air intérieur mais, également, les aspects humains.

Ainsi, après avoir étudié en détail, avec une approche systémique, plusieurs crises sanitaires suspectes et une abondante littérature scientifique sur le sujet, des chercheurs de plusieurs disciplines (qualité de l’air, psychologie sociale et environnementale...) ont conclu que l’origine des SBM pourrait trouver une explication dans des dysfonctionnements environnementaux et organisationnels. Les erreurs et/ou l’absence de prise en charge adaptée dès le début de la crise auraient notamment des incidences psychosociales, rendant d’autant plus complexe la résolution des crises.

Ainsi, l’évolution de certains SBM serait fortement corrélée au processus de communication mis en place. En revanche, si le stress déclenché par la perception d’une information environnementale ou sanitaire (odeur et/ou irritation) semble lié à un environnement social fragilisé par des tensions, il n’est pas une cause de SBM.

Enfin, dans certains cas seulement, la perception de l’information environnementale varie avec la représentation de l’environnement par les usagers des bâtiments concernés (exemple: seuls les occupants habituels d’un local trouvent son odeur désagréable et/ou dangereuse car ils connaissent en partie sa source ou sa composition). Il peut donc être utile d’explorer cette piste pour la résolution de SBM avérés.

Le syndrome des bâtiments malsains

L’OMS (Organisation mondiale de la santé) a précisé le concept en le définissant comme « une situation dans laquelle des individus, dans un bâtiment, souffrent de symptômes ou ne se sentent pas bien, sans raison apparente» ou encore «lorsque des individus dans un bâti­ ment développent, à une fréquence plus importante que prévue, un éventail de symptômes courants qui causent inconfort et sensation de mal­être».

Perception

Les chercheurs trouvent dans cette approche perceptive un moyen d’étudier la relation entre le confort, difficilement mesurable, et la santé. Considérée sur un continuum dans l’évaluation du bien­être par l’OMS, la distinction entre le confort et la santé ne fait pas l’unanimité des scientifiques: le confort est­il un indicateur de santé ? L’inconfort constitue­t­il un indicateur d’une situation sanitaire dégradée ?

Cette approche perceptive a également été traitée par les projets PRIMEQUAL de l’APR « Évaluation et perception de l’exposition à la pollution atmosphérique » dont les résultats sont disponibles sur le site: http://www.primequal.fr