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Fiches techniques
Qualité de l'air intérieur
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Qualite de l'air interieur
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La spécificité de la pollution à l’intérieur des bâtiments par rapport à l’extérieur se manifeste en particulier par la présence de certaines substances non observées à l’extérieur ou par des concentrations nettement plus importantes à l’intérieur. Les niveaux de présence de chaque polluant sont disparates, du fait de la multiplicité des sources de pollution dans ces lieux de vie (matériaux, équipements, mobiliers, produits ménagers, activités humaine, environnement extérieur, etc.) et des conditions d’aération des bâtiments.
Cas des logements
L’Observatoire de la Qualité de l’Air Intérieur (OQAI) présente un état des situations d’aération dans le parc de logements français. La part la plus ancienne du parc de logements, non soumise aux exigences réglementaires instaurant le principe de la ventilation générale et permanente (Arrêtés de 1969, 1982), représente encore la moitié des constructions (1).
Les logements plus récents montrent une meilleure maîtrise des conditions d’aération grâce aux systèmes mécanisés mais ceux-ci accusent fréquemment des dysfonctionnements qui limitent fortement leur fiabilité. Le comportement des occupants apparaît comme jouant un rôle déterminant dans l’aération des logements au travers de stratégies spontanées d’ouverture des fenêtres et des portes y compris en période de chauffage.
La conception architecturale peut également avoir une influence sur la qualité sanitaire des bâtiments. Par exemple, les garages communiquant avec les logements sont à éviter, ou encore, une ouverture sur l’extérieur est préférable en complément d’une VMC dans les salles de bain, pour évacuer efficacement et rapidement le trop plein d’humidité.
Cas des logements
L’Observatoire de la Qualité de l’Air Intérieur (OQAI) présente un état des situations d’aération dans le parc de logements français. La part la plus ancienne du parc de logements, non soumise aux exigences réglementaires instaurant le principe de la ventilation générale et permanente (Arrêtés de 1969, 1982), représente encore la moitié des constructions (1).
Les logements plus récents montrent une meilleure maîtrise des conditions d’aération grâce aux systèmes mécanisés mais ceux-ci accusent fréquemment des dysfonctionnements qui limitent fortement leur fiabilité. Le comportement des occupants apparaît comme jouant un rôle déterminant dans l’aération des logements au travers de stratégies spontanées d’ouverture des fenêtres et des portes y compris en période de chauffage.
La conception architecturale peut également avoir une influence sur la qualité sanitaire des bâtiments. Par exemple, les garages communiquant avec les logements sont à éviter, ou encore, une ouverture sur l’extérieur est préférable en complément d’une VMC dans les salles de bain, pour évacuer efficacement et rapidement le trop plein d’humidité.
Principaux polluants dans le bâtiment
Polluants introduit par les matériaux et le mobilier
Divers polluants sont issus du mobilier, des matériaux intérieurs de construction du bâtiment, ou encore des produits d’entretien. Un nouveau contexte réglementaire avec l’étiquetage obligatoire des produits à partir du 1er janvier 2013 (et du 1er janvier 2012 pou les nouveaux produits) permettra de faciliter la prise de conscience et de réduire l’impact de ce type de polluants.
La liste des polluants concernés inclue : formaldéhyde, acétaldéhyde, toluène, tetrachloroéthylène, xylène, 1,2,4-triméthylbenzène, 1,4-dichlorobenzène, éthylbenzène, 2-butoxyéthanol, styrène et composés organiques volatils totaux (COVT).
Les caractéristiques d'émissions de substances sont formalisées selon une échelle de quatre classes, de A+ à C (Figure 1), la classe A+ indiquant un niveau d'émission très peu élevé, la classe C un niveau d'émission élevé. Le niveau d'émission est indiqué par la concentration d'exposition, exprimée en µg.m-³. Les seuils limites des concentrations d'exposition sont précisés, pour chaque polluant, dans l'annexe I de l'arrêté, tout comme les scénarios d'émissions, la méthode de caractérisation des émissions et la méthode de mesure de la concentration d'exposition.
Etiquette reglementaire pour l'application de l'arrêté du 23 mars 2011
Fomaldhéhyde
Le formaldéhyde est un naturellement présent dans la troposphère. C’est un sous-produit du méthane, lui-même issu de la fermentation anaérobie de la matière organique. Dans l’atmosphère basse, le formaldéhyde a différente provenances : c’est une base chimique peu coûteuse largement utilisée pour la fabrication de très nombreux produits industriels. Il est également produit par le métabolisme des plantes et des animaux et un sous-produit de beaucoup de combustions incomplètes, notamment de carburants automobiles.
Le formaldéhyde est irritant pour les yeux, le nez et la gorge à très faibles concentrations (de 0,2 à 1,6 ppm). Les principales sources dans l'air intérieur des bâtiments sont la fumée du tabac, suivi par les bois agglomérés et collés, les mousses urée-formol et divers revêtements de sol.
Généralement, lorsque des concentrations élevées sont observées à la mise en service du bâtiment, celles-ci décroissent rapidement et passent en quelques semaines au plus en-dessous du seuil de détection olfactif (lequel est inférieur au seuil d'effet observable), lorsqu'il s'agit de locaux normalement occupés et ventilés. Le classement du formaldéhyde parmi les substances "potentiellement cancérogènes" correspond à une application du principe de précaution à un cancérogène prouvé pour le rat.
Un polluant d’origine naturelle : le Radon
Le radon est un élément chimique du tableau périodique de symbole Rn et de numéro atomique 86. C'est un gaz rare, radioactif, d'origine naturelle, qui est principalement formé par la désintégration du radium. Son isotope le plus stable est le 222Rn qui a une demi-vie de 3,8 jours.
L'importance du radon tient à ce qu'étant partout présent dans l'atmosphère, il est la principale source d'exposition naturelle des populations à la radioactivité. Le radon est un gaz radioactif qui provient de la dégradation de l’uranium et du radium présents dans le noyau terrestre. A partir du sol et de l’eau, le radon diffuse dans l’air et se trouve, par effet de confinement, à des concentrations plus élevées à l’intérieur des bâtiments qu’à l’extérieur. Le radon est nocif de deux façons par rapport au corps humain : irradiation directe par rayonnement à partir de l’air environnant, mais aussi dépôt dans les poumons du radon inhalé avec l’air respiré, où il finit par se désintégrer radioactivement. Or ce sont les "descendants" radioactifs du radon qui augmentent le plus le risque de cancer du poumon. Le radon constitue la part la plus importante de l’exposition aux rayonnements naturels reçus par l’homme.
Le sol est en général la source principale de radon qui va polluer l’air intérieur des bâtiments. L’émission de radon par le sol dépend à la fois de paramètres géologiques (et donc géographiques) : concentration dans le sol, perméabilité et humidité du sol, présence de fissures ou de fractures dans la roche sous-jacente. L’entrée du radon dans les bâtiments résulte des caractéristiques propres du bâtiment (nature et perméabilité de l’interface bâtiment-sol, fissuration ou défaut d’étanchéité de la dalle du niveau inférieur, principe de ventilation utilisé…).
Les mécanismes d’entrée du radon dans le bâtiment sont de 2 types : convection ou diffusion. Il s’agit d’un des polluants majeurs de l’air intérieur à l'échelle nationale, par ailleurs son émission étant naturelle, elle ne pourra être réduite par les réglementations à venir.
L’humidité et les bio-contaminants
Il existe une grande variété de moisissures pouvant se développer dans l’habitat (plus de 120 espèces recensées). Certaines moisissures sont relativement peu dangereuses tandis que d’autres sont pathogènes. Les moisissures rejettent 3 types de polluants dans l’air intérieur (2) :
Les facteurs favorables à la propagation des moisissures sont :
La plus faible humidité relative (HR) nécessaire à la germination des spores est de 62 à 65%, mais la croissance des moisissures à la surface des matériaux de la construction ne survient qu’à partir d’une humidité relative de l’air égale ou supérieure à 75%. L’activité en eau du substrat (équivalent à l’HR à la surface du matériau) varie selon les moisissures :
Le formaldéhyde est un naturellement présent dans la troposphère. C’est un sous-produit du méthane, lui-même issu de la fermentation anaérobie de la matière organique. Dans l’atmosphère basse, le formaldéhyde a différente provenances : c’est une base chimique peu coûteuse largement utilisée pour la fabrication de très nombreux produits industriels. Il est également produit par le métabolisme des plantes et des animaux et un sous-produit de beaucoup de combustions incomplètes, notamment de carburants automobiles.
Le formaldéhyde est irritant pour les yeux, le nez et la gorge à très faibles concentrations (de 0,2 à 1,6 ppm). Les principales sources dans l'air intérieur des bâtiments sont la fumée du tabac, suivi par les bois agglomérés et collés, les mousses urée-formol et divers revêtements de sol.
Généralement, lorsque des concentrations élevées sont observées à la mise en service du bâtiment, celles-ci décroissent rapidement et passent en quelques semaines au plus en-dessous du seuil de détection olfactif (lequel est inférieur au seuil d'effet observable), lorsqu'il s'agit de locaux normalement occupés et ventilés. Le classement du formaldéhyde parmi les substances "potentiellement cancérogènes" correspond à une application du principe de précaution à un cancérogène prouvé pour le rat.
Un polluant d’origine naturelle : le Radon
Le radon est un élément chimique du tableau périodique de symbole Rn et de numéro atomique 86. C'est un gaz rare, radioactif, d'origine naturelle, qui est principalement formé par la désintégration du radium. Son isotope le plus stable est le 222Rn qui a une demi-vie de 3,8 jours.
L'importance du radon tient à ce qu'étant partout présent dans l'atmosphère, il est la principale source d'exposition naturelle des populations à la radioactivité. Le radon est un gaz radioactif qui provient de la dégradation de l’uranium et du radium présents dans le noyau terrestre. A partir du sol et de l’eau, le radon diffuse dans l’air et se trouve, par effet de confinement, à des concentrations plus élevées à l’intérieur des bâtiments qu’à l’extérieur. Le radon est nocif de deux façons par rapport au corps humain : irradiation directe par rayonnement à partir de l’air environnant, mais aussi dépôt dans les poumons du radon inhalé avec l’air respiré, où il finit par se désintégrer radioactivement. Or ce sont les "descendants" radioactifs du radon qui augmentent le plus le risque de cancer du poumon. Le radon constitue la part la plus importante de l’exposition aux rayonnements naturels reçus par l’homme.
Le sol est en général la source principale de radon qui va polluer l’air intérieur des bâtiments. L’émission de radon par le sol dépend à la fois de paramètres géologiques (et donc géographiques) : concentration dans le sol, perméabilité et humidité du sol, présence de fissures ou de fractures dans la roche sous-jacente. L’entrée du radon dans les bâtiments résulte des caractéristiques propres du bâtiment (nature et perméabilité de l’interface bâtiment-sol, fissuration ou défaut d’étanchéité de la dalle du niveau inférieur, principe de ventilation utilisé…).
Les mécanismes d’entrée du radon dans le bâtiment sont de 2 types : convection ou diffusion. Il s’agit d’un des polluants majeurs de l’air intérieur à l'échelle nationale, par ailleurs son émission étant naturelle, elle ne pourra être réduite par les réglementations à venir.
L’humidité et les bio-contaminants
Il existe une grande variété de moisissures pouvant se développer dans l’habitat (plus de 120 espèces recensées). Certaines moisissures sont relativement peu dangereuses tandis que d’autres sont pathogènes. Les moisissures rejettent 3 types de polluants dans l’air intérieur (2) :
- des spores (de 2 à 100µm), qui peuvent être la cause de rhinites, de bronchites allergisantes et d’asthme
- des mycotoxines pouvant affecter le système immunitaire
- des composés organiques volatils microbiens : Alcools aliphatiques, cétones et terpènes principalement. Le seul Aspergillus Clavatus émet jusqu’à 50 COV différents.
Les facteurs favorables à la propagation des moisissures sont :
- une ventilation insuffisante
- un taux d’humidité de l’air (ou hygrométrie) localement élevé(e), comme c’est le cas sur des parois insuffisamment isolées
- la présence d’oxygène et de sources de chaleur (ce qui généralement le cas dans un logement habité ou chauffé)
La plus faible humidité relative (HR) nécessaire à la germination des spores est de 62 à 65%, mais la croissance des moisissures à la surface des matériaux de la construction ne survient qu’à partir d’une humidité relative de l’air égale ou supérieure à 75%. L’activité en eau du substrat (équivalent à l’HR à la surface du matériau) varie selon les moisissures :
- Certaines espèces (dites « primaires ») peuvent croître pour de HR de surface comprise entre 75% et 80% : Aspergillium niger, Penicillium brevicompactum, Penicilium chrysogenum, Wallemia sebi.
- Ensuite, entre 80 et 90%, des espèces dites colonisatrices « secondaires » se développent comme Cladosporium sphaerospermum, Aspergillus verscolor
- Enfin les espèces « hydrophiles » ont besoin de plus de 90% d’HR coloniseront les surfaces ayant subi des condensations importantes, des dégats des eaux et des inondations.
Mais une seule valeur limite est inadéquate pour la conception hygrothermique des bâtiments. Pour prendre en compte la formation des moisissures, des modèles dynamiques sont nécessaires pour intégrer les fluctuations de l’HR et de la température des surfaces ainsi que le temps nécessaire aux moisissures pour croître dans la structure du matériau.
La nature du matériau est aussi un paramètre jouant sur le développement des moisissures. Ces dernières nécessitent en effet un milieu nutritif complet (CHON : Carbone, Hydrogène, Oxygène et azote).
Enfin, on notera qu’au-delà de 60 % d’humidité relative ambiante, il aura également un risque de prolifération des acariens, notamment au sol et dans les literies.
La nature du matériau est aussi un paramètre jouant sur le développement des moisissures. Ces dernières nécessitent en effet un milieu nutritif complet (CHON : Carbone, Hydrogène, Oxygène et azote).
Enfin, on notera qu’au-delà de 60 % d’humidité relative ambiante, il aura également un risque de prolifération des acariens, notamment au sol et dans les literies.
Références
(1) Document de l’observatoire de la qualité de l’air intérieur, Juin 2008
(2) Bâtir pour la santé des enfants, Suzanne Déoux, Medieco éditions, 2010
(3) Cours de Master 2, Patrice Blondeau, LEPTIAB, Université de La Rochelle, 2011
(1) Document de l’observatoire de la qualité de l’air intérieur, Juin 2008
(2) Bâtir pour la santé des enfants, Suzanne Déoux, Medieco éditions, 2010
(3) Cours de Master 2, Patrice Blondeau, LEPTIAB, Université de La Rochelle, 2011