Les polluants de l’air intérieur
Fabien SQUINAZI
Comment évaluer la qualité de l’air intérieur d’un bâtiment neuf ou rénové a réception et d’un bâtiment en exploitation
Face aux enjeux sanitaires, environnementaux et économiques de la pollution de l’air à l’intérieur des bâtiments, la maîtrise d’une bonne qualité de l’air intérieur s’impose aux acteurs de la construction, de la rénovation et de l’exploitation d’un bâtiment.
Les sources et polluants de l’air intérieur
La qualité de l’air à l’intérieur d’un bâtiment dépend de trois sources principales de pollution (1) l’environnement extérieur (2) les produits de construction, de décoration et d’ameublement (3) les occupants et leurs activités.
1/ L’environnement extérieur.
La qualité de l’air intérieur est impactée, de manière variable selon l’implantation et l’orientation du bâtiment, par les pollutions de proximité, telles que les pollutions d’origine automobile (densité du trafic, type de véhicules, parkings…), les installations classées pour la protection de l’environnement (stations d’essence, pressings, industries…) ou les pollutions du sous-sol (radon, anciens sites industriels ou d’activités de services…).
Afin de connaître l’évolution de la pollution extérieure et d’en mesurer l’impact sur la qualité de l’air du bâtiment, puis d’y apporter des réponses adaptées par rapport à l’emplacement des prises d’air neuf et/ou au système de traitement d’air, des informations peuvent être obtenues auprès des Associations agréées de surveillance de la qualité de l’air (AASQA) par les stations de mesure des polluants atmosphériques, associées à des cartographies ou modélisations. De même, des informations peuvent être obtenues sur l’historique industriel d’une région grâce aux inventaires régionaux des anciens sites industriels et d’activités de service (base de données BASIAS : htpp://basias.brgm.fr). Concernant le radon, trois zones à potentiel radon ont été définies : (1) zones à potentiel radon faible (2) zone à potentiel radon faible pouvant présenter ponctuellement des potentiels plus élevés du fait de la présence de cavités ou ouvrages souterrains (3) zone à potentiel radon moyen à élevé (IRSN 2017).
Le protocole HQE a retenu plusieurs polluants d’origine principalement extérieure, comme le dioxyde d’azote, le benzène, les particules fines PM10 et PM2,5, le radon. Un point de prélèvement extérieur, à proximité du bâtiment, réalisé en parallèle avec ceux effectués en intérieur durant la même période et selon la même méthodologie, permettra de déterminer les contributions extérieures.
Le dioxyde d’azote (NO2) a pour origines la pollution urbaine, dont le trafic automobile de proximité, ou une prise d’air à proximité du trafic, d’un parc de stationnement ou d’un garage. Ses sources intérieures sont liées à diverses combustions, dont la combustion gaz, et à une mauvaise étanchéité des conduits d’évacuation des fumées. Le dioxyde d’azote est responsable de symptômes respiratoires, d’une modification de la réactivité bronchique, d’une inflammation des voies aériennes ainsi que d’une baisse des défenses immunitaires à l’origine d’une susceptibilité accrue aux infections respiratoires. Ces effets sont plus sévères chez des personnes atteintes de maladies respiratoires, les enfants et les adultes de plus de 65 ans (Anses, 2013).
Le benzène a pour origines les carburants et la pollution de proximité d’une station-service ou d’un parc de stationnement. Ses sources intérieures sont liées à des processus de combustion, comme le chauffage par combustion et le tabagisme. Les effets critiques du benzène à faibles doses sont principalement des effets hématologiques : toxicité sur les lymphocytes lors d’expositions aiguës ou intermédiaires (jusqu’à une année), diminution du nombre de cellules sanguines, anémie aplasique et leucémie dans le cas d’expositions chroniques (Anses 2008).
Les particules fines ont pour origines la pollution urbaine, dont le trafic automobile, la proximité d’industries ou d’un chantier, les pollens. Leurs sources intérieures sont liées des processus de combustion, comme le tabagisme et le chauffage par combustion, ou à un réseau aéraulique encrassé. Les effets sanitaires lors d’expositions court terme aux particules fines concernent majoritairement le système cardio-vasculaire (infarctus du myocarde, altérations du rythme cardiaque et de sa variabilité, accidents vasculaires cérébraux…) et le système respiratoire (exacerbations de l’asthme et des bronchites chroniques, altération de la fonction respiratoire). Lors d’expositions chroniques, l’augmentation des particules fines est associée à un risque plus élevé de cancer du poumon, de maladie vasculaire athérosclérotique ou de maladie d’Alzheimer (HCSP, 2013).
Le radon est un gaz radioactif issu de la désintégration de l’uranium et du radium présents naturellement dans le sol et les roches. Il pénètre par les fissures, les joints, les passages de canalisations ou la porosité du sol. Il peut aussi provenir des matériaux de construction. Le radon est classé par le Centre international de la recherche sur le cancer comme cancérigène certain pour l’homme depuis 1987. Il serait la seconde cause de cancer du poumon, après le tabac et devant l’amiante : sur les 25 000 décès constatés chaque année, 1 200 à 3 000 lui seraient attribuables. Le risque de développer un cancer du poumon est nettement plus élevé pour un fumeur que pour un non-fumeur : environ 20 fois plus à exposition au radon égale (IRSN, 2017).
2/ Les produits de construction, de décoration et d’ameublement.
La qualité de l’air intérieur est impactée, de manière plus ou moins importante, par les revêtements de sol, mur ou plafond, les cloisons et plafonds suspendus, les produits d’isolation, les portes et fenêtres, les produits destinés à la pose ou à la préparation de ces produits, les peintures et vernis, le mobilier,…
Le choix des produits et équipements doit prendre en compte leurs émissions en substances volatiles polluantes pour limiter cette source de pollution intérieure. Dans cette perspective, il est important de privilégier l’étiquetage A+ (produits à faible émission de composés organiques volatils, selon le décret n°2011-321 du 23 mars 2011 et l’arrêté du 19 avril 2011), voire des éco-labels (NF Environnement, Nature plus, Ecolabel européen, Ange bleu, Nordic Environnement Label…). Des informations sur les produits peuvent aussi être obtenues dans les fiches de données sécurité, les fiches techniques ou les fiches de déclaration environnementale et sanitaire (FDES) de la base INIES.
Le protocole HQE pour l’évaluation de la QAI a retenu plusieurs polluants liés principalement au bâtiment, comme le formaldéhyde, l’indice COV et les composés organiques volatils majoritaires.
Le formaldéhyde est présent dans de nombreux produits de construction (bois brut et panneaux dérivés du bois avec liant à base de formol – panneaux de particules, de fibres, OSB, etc. -) et de consommation d’usage courant (peintures à solvant, produits de bricolage, meubles, produits d’entretien et de traitement, cosmétiques…). Il résulte également de phénomènes de combustion incomplète, comme pour la fumée de tabac, les bougies parfumées et encens, les feux de cheminée…
Le formaldéhyde est un irritant du nez, de la gorge et des yeux. Depuis 2004, il est classé « substance cancérogène avérée pour l’homme » (groupe 1) par le Centre international de recherche sur le cancer, pour les cancers du nasopharynx par inhalation sur la base d’études épidémiologiques en milieu de travail (Anses, 2007)
Les composés organiques volatils (COV) ont de nombreuses sources intérieures. Les émissions peuvent être ponctuelles, lors de l’utilisation d’un produit ou d’une activité particulière (produit d’entretien, combustion du bois ou du charbon, tabagisme, nettoyage à sec, etc.) ou à plus long terme, de plusieurs mois voire quelques années, comme le relargage de produits de construction, de décoration et d’ameublement : panneaux de bois reconstitués (agglomérés), bois de charpente et planchers, produits de pose (primaires, ragréages, colles), peintures, vernis, mousses isolantes, moquettes, revêtements de sol, de mur et de plafond, etc. Ils ont également des sources extérieures : la pollution urbaine dont le trafic automobile (carburants, station-service, parcs de stationnement), la proximité d’industries et d’incinérateurs, la pollution éventuelle du sol selon l’historique du site, l’asphalte ou le bitume.
Les principaux effets sur la santé humaine des COV peuvent aller des irritations de la peau (exemple du toluène), des muqueuses ou du tractus respiratoire, des nausées, des maux de tête jusqu’à des cancers (exemple du benzène). Toutefois, si les effets de certains COV étudiés individuellement sont connus, leurs effets combinés dans le cas d’une exposition simultanée restent souvent méconnus (Anses 2009).
3/ Les occupants et leurs activités
La qualité de l’air intérieur est impactée, de manière plus ou importante, par la présence humaine ou d’animaux domestiques et les activités menées par les occupants (utilisation d’appareils de combustion, de produits domestiques pour le ménage, le bricolage ou la désodorisation, de cosmétiques, tabagisme, production d’humidité), ainsi que par leurs comportements en matière d’aération et de ventilation/climatisation (fonctionnement et entretien).
Le protocole HQE pour l’évaluation de la QAI a retenu plusieurs paramètres liés aux occupants, à leurs activités et leurs comportements, comme le dioxyde de carbone, l’indice de contamination particulaire, les flores bactérienne et fongique, le monoxyde de carbone, le formaldéhyde, l’indice COV et les composés organiques volatils majoritaires.
Le dioxyde de carbone (CO2) est une molécule endogène produite par la respiration. Sa concentration dans l’air est liée à l’occupation humaine et au renouvellement d’air. Les effets sur la santé (diverses nuisances), la perception de confort ou la performance sont observés, dans des conditions normales d’occupation, au-delà du seuil de 1000 ppm de CO2 pris en tant qu’indicateur de confinement d’air.
Le comptage des particules en suspension dans l’air des locaux permet de vérifier une éventuelle émission de contaminants particulaires en provenance des installations de ventilation/climatisation. Il se réfère à une classe de propreté particulaire ISO 9 de la norme relative aux salles propres et environnements maîtrisés apparentés, pour des particules de diamètre aérodynamique supérieur ou égal à 0,5 µm et 1 µm. L’accroissement des concentrations des particules traduit un dysfonctionnement des installations de ventilation/climatisation et justifie de réaliser une mesure gravimétrique en PM2,5.
Le dénombrement de la flore bactérienne revivifiable est un indicateur environnemental qui témoigne principalement de l’occupation et de l’activité récente dans les locaux. En effet, l’homme émet de façon naturelle une importante quantité de bactéries dans l’air, essentiellement par desquamation de la peau et par la parole, la toux ou les éternuements. L’activité dans le local peut elle aussi conduire à la remise en suspension dans l’air de particules portant des bactéries. L’accroissement des numérations bactérienne justifie de vérifier le bon renouvellement d’air des locaux, ainsi que l’état de propreté de la prise d’air neuf et de la centrale de traitement d’air. De même, il est recommandé de vérifier l’état des conduits aérauliques, des grilles, des diffuseurs et des ventilo-convecteurs dans les locaux et de s’assurer de l’absence de toute autre source de contamination (empoussièrement important, eau stagnante, etc.).
Le dénombrement de la flore fongique revivifiable est un indicateur de la qualité de la filtration de l’air des installations de traitement d’air. Il permet de vérifier l’efficacité du système en s’assurant du piégeage de la flore fongique extérieure. Il permet aussi de mettre en évidence la présence de spores fongiques provenant d’une source intérieure d’humidité (dégâts des eaux, infiltrations, condensations) ou de développement de moisissures.
L’accroissement des numérations fongiques justifie de vérifier le niveau d’empoussièrement et l’étanchéité des filtres des centrales de traitement d’air distribuant l’air dans le bâtiment. Il est également important de noter la présence éventuelle de plantes d’intérieur, d’un empoussièrement important des locaux (stockage de papiers, etc.) ou de l’ouverture possible des fenêtres qui pourrait être une source d’apport direct extérieur de spores fongiques.
Le monoxyde de carbone (CO) provient, en milieu intérieur, essentiellement de la fumée de tabac ou de l’utilisation d’un appareil non raccordé à un conduit de fumée, par exemple, cuisinières, chauffe-eau, barbecues, braseros, groupes électrogènes, chauffages mobiles d’appoint, panneaux radiants, véhicules à moteur, utilisant un combustible fossile (gaz naturel, GPL, fioul, bois, charbon, pétrole désaromatisé…). Une production importante de CO peut être également générée dans les logements et leurs annexes par les appareils de chauffage et de production d’eau chaude défectueux, vétustes, raccordés à un conduit de fumée non-conforme ou non entretenu (tuyau de raccordement débouchant directement à l’extérieur, conduit de fumée fissuré, obstrué par les suies…). D’une manière générale, une ventilation insuffisante constitue une circonstance aggravante (chauffage d’appoint utilisé en continu, moteur thermique …). A l’extérieur, les transports routiers (moteurs à combustion interne) interviennent dans la pollution oxycarbonée des voies urbaines.
Le monoxyde de carbone est en France l’une des principales causes d’intoxication accidentelle (domestiques, professionnelles, émanations d’incendie, de véhicules à moteur, suicides…). Maux de tête, nausées, vomissements sont les symptômes qui doivent alerter (Anses,2007).
L’évaluation de la qualité de l’air intérieur
L’Alliance HQE-GBC met à disposition plusieurs documents pour aider les acteurs à évaluer la qualité de l’air intérieur des bâtiments neufs, rénovés ou en exploitation.
L’Alliance HQE-GBC propose depuis septembre 2013, fruit de son programme d’innovation de référence HQE Performance, des règles d’application pour l’évaluation de la qualité de l’air intérieur à la réception d’un bâtiment neuf ou rénové, c’est-à-dire au moment du transfert de propriété au maître d’ouvrage. L’objectif de ce protocole de mesure est de déterminer une qualité de l’air intérieur en se fondant sur des polluants et des valeurs de référence sanitaires, avant que les occupants n’intègrent le bâtiment. Le guide pratique, publié en juin 2017, présente les 5 étapes clés pour intégrer, réaliser et valoriser des mesures de qualité de l’air intérieur à réception : programme, conception, dossier de consultation des entreprises, réalisation et livraison.
L’Alliance HQE-GBC propose également des règles d’application pour l’évaluation de la qualité de l’air intérieur d’un bâtiment en exploitation, dans le contexte particulier d’une surveillance régulière des bâtiments de toutes typologies durant leur phase de vie. Ce document méthodologique qui vient de paraître s’inscrit dans l’engagement pour la qualité de vie du cadre de référence du bâtiment durable de l’association. Les paramètres mesurés, de nature physique, chimique et microbiologique, sont associés à des valeurs de référence permettant de détecter d’éventuels dysfonctionnements techniques du bâtiment en exploitation.
Le protocole de base à réception ou les paramètres prioritaires en exploitation pourront être complétés par d’autres paramètres, si l’enquête préalable aux prélèvements révèle d’autres sources potentielles de pollution : problèmes d’humidité, site potentiellement pollué, évolution de l’environnement extérieur, par exemple lors de nouvelles constructions de grandes hauteurs ou de changement de flux de circulation…
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Guide pratique pour favoriser les mesures de QAI des bâtiments neufs ou rénovés à réception : téléchargez ici |
Protocole HQE de mesures de QAI des bâtiments neufs ou rénovés à réception : téléchargez ici |
Protocole HQE de mesures de QAI des bâtiments en exploitation : téléchargez ici |
Le tableau I présente les paramètres retenus dans les protocoles HQE pour l’évaluation de la qualité de l’air intérieur dans les bâtiments neufs ou rénovés à réception et dans les bâtiments en exploitation. Il précise les types de prélèvement, courte et longue durée, et les valeurs de référence associées à ces paramètres.
*paramètres optionnels, à réaliser si sources potentielles de pollution
Tableau I : Paramètres retenus pour l’évaluation de la qualité de l’air intérieur d’un bâtiment neuf ou rénové à réception et d’un bâtiment en exploitation
Légende du tableau :
- VGAI Anses : Valeur guide de qualité d’air intérieur, définie par l’Agence nationale de sécurité sanitaire de l’Alimentation, de l’Environnement et du Travail
- VRAI HCSP : Valeur repère d’aide à la gestion dans l’air intérieur, définie par le Haut Conseil de la santé publique
- VG OMS : Valeur guide, définie par l’Organisation Mondiale de la Santé
- RSD : Règlement sanitaire départemental type
- Valeurs OQAI : valeurs mesurées lors de la campagne Logements (2003-2005)
- NF EN ISO 14 644-1 : 2016 Salles propres et environnements maîtrisés apparentés - Partie 1 : classification de la propreté particulaire de l'air
- XP X 43-401 : 1998 Qualité de l'air - Audit de la qualité de l'air dans les locaux non industriels - Bâtiments à usage de bureaux et locaux similaires.
Les protocoles à réception et en exploitation définissent les méthodes de prélèvement et d’analyse, les stratégies d’échantillonnage et les valeurs de référence recommandées. Ces protocoles se veulent les plus simples possibles pour être opérationnels, reproductibles, admissibles économiquement et être une aide à la décision.
En conclusion, les règles d’application proposées par l’Alliance HQE-GBC pour l’évaluation de la qualité de l’air intérieur de bâtiments de toutes typologies, au moment de leur réception et en exploitation, s’adressent à tous les acteurs qui souhaitent, de manière volontaire, évaluer les performances de leurs bâtiments, avec l’objectif de lieux de vie plus sûrs et qui favorisent la santé des occupants.
Références
- Alliance HQE-GBC. Protocole HQE PERFORMANCE : Règles d’application pour l’évaluation de la qualité de l’air intérieur d’un bâtiment neuf ou rénové à réception, 25 pages. Version de Juin 2015.
- Alliance HQE-GBC France. Guide pratique « Mesurer la qualité de l’air intérieur des bâtiments neufs ou rénovés : 5 étapes clés pour intégrer, réaliser et valoriser des mesures à réception, 36 pages. Juin 2017
- Alliance HQE-GBC France. Le bâtiment durable pour tous. Règles d’application pour l’évaluation de la qualité de l’air intérieur d’un bâtiment en exploitation, 29 pages (à paraître)
- Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail. Proposition de valeurs guides de qualité d’air intérieur. Le dioxyde d’azote. Février 2013
- Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail. Proposition de valeurs guides de qualité d’air intérieur. Le benzène. Mai 2008
- Haut Conseil de la Santé Publique. Valeurs repères d’aide à la gestion dans l’air des espaces clos. Les particules. Juillet 2013
- Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire. Le risque radon dans les habitations en 10 questions. Novembre 2017
- Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail. Proposition de valeurs guides de qualité d’air intérieur. Le formaldéhyde. Juillet 2007
- Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail. Proposition de valeurs guides de qualité d’air intérieur. Composés organiques volatils et environnement intérieur. Procédure de qualification des émissions de composés organiques volatils par les matériaux de construction et produits de décoration. Octobre 2009
- Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail. Proposition de valeurs guides de qualité d’air intérieur. Concentrations de CO2 dans l’air intérieur et effets sur la santé. Juillet 2013.
- NF EN ISO 14 644-1 : 2016 Salles propres et environnements maîtrisés apparentés - Partie 1 : classification de la propreté particulaire de l'air.
- Norme XP X 43-401 : 1998 Qualité de l'air - Audit de la qualité de l'air dans les locaux non industriels - Bâtiments à usage de bureaux et locaux similaires.
- Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail. Proposition de valeurs guides de qualité d’air intérieur. Le monoxyde de carbone ; Juillet 2007
Remerciements
L’auteur remercie les membres du Groupe de travail « Qualité de l’air intérieur » pour leurs contributions à la rédaction des documents présentés.
Docteur Fabien Squinazi
Membre d’honneur de l’Alliance HQE-GBC, Animateur du groupe de travail « Qualité de l’air intérieur » du programme d’innovation collaborative HQE Performance - fabien.squinazi[a]gmail.com
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