Qualité de l’air et confort: enjeux sociaux, sanitaires et économiques Journées des écoles doctorales « Energie, transports, habitat : quels enjeux pour demain? » Qualité de l’air et confort: enjeux sociaux, sanitaires et économiques Patrice BLONDEAU Poitiers, 21 Mai 2014

Introduction La conception énergétique des bâtiments à une influence directe sur le confort et la santé de leurs occupants Acte de naissance de la thématique QAI = 1ères réglementations thermiques L’instauration des nouvelles règlementations thermiques a induit de nouvelles pratiques de construction, de ventilation, de chauffage Exigence de maîtrise des infiltrations d’air dans la RT 2012 (Q4,max=0.6 m3/h/m2 avec contrôle) Systématisation des pratiques de ventilation intermittente ou modulée : programmation horaire, hygroréglable, sonde CO2 Développement des puits climatiques, du chauffage au bois, … Utilisation de nouveaux matériaux (e.g. superisolants ou peintures fabriquées à partir de nanoparticules) Quel impact sur le confort et la qualité de l’air offerts aux occupants? Quelles conséquences potentielles en termes sanitaires, sociaux et économiques ?

Introduction 1 La pollution de l’air intérieur : nature et sources 2 Enjeux sanitaires et socio-économiques liés à la qualité des environnements intérieurs (QEI) 3 Ce qui se fait déjà pour améliorer la qualité de l’air intérieur … 4 … Et ce qu’il reste à découvrir!

Pesticides, HAP Phtalates Polluants de l’air intérieur Fibres Composés organiques semi-volatils Particules inertes Particules organiques & minérales Composés inorganiques Pesticides, HAP Phtalates … CO, NO, NO2, O3, SO2, NH3 … Particules métalliques Pb, Cu, Se, Cr, As, Cd Polluants gazeux Composés organiques volatils Virus & bactéries Allergènes Pollens, acariens, Composés radioactifs ... Bio- contaminants Moisissures Radon Journée technique PREBAT «  Bâtiments à Basse Consommation Energétique: mieux concevoir, construire et rénover demain », Poitiers, 13/06/2013

Sources de polluants dans l’air intérieur - PM10, PM2.5 - Ozone, NOx - COV (alcanes, BTEX) - COSV (pesticides) - Pollens Air extérieur - COV (ménage, tabagisme, électroménager, …), - CO, NOx (combustions) - Particules (imprimantes, copieurs) - COSV (pesticides, électroménager) - Allergènes Matériaux Mobilier Occupants Activités - COV - COSV (sols plast., mousses / tissus) - Particules et fibres - Spores - COV (friches industrielles) - Radon Sous-Sol

Enjeux sanitaires La pollution de l’air intérieur est la principale voie d’exposition à la pollution … Adultes Habitation 68% Lieu de travail 5% Bar/restaurant 2% Autre lieu intérieur 11% Transports 6% Extérieur 8% Source: Klepeis et al, 2001 Enfants Source : Licari et al, 2005 Budget espace-temps de la population américaine Répartition des différentes voies d’exposition à la pollution

Enjeux sanitaires Monde La pollution de l’air tue ! Air extérieur La pollution de l’air tue ! 8 millions de décès prématurés dans le monde en 2012 Air intérieur 3.7 millions 75% en Asie du sud-est et Pacifique Ouest 4.3 millions 50% dus à la pollution de l’air intérieur (chauffage et cuisine à partir de biomasse ou charbon) Europe Pacifique Ouest Amérique Est Méditerranée Rapport OMS mars 2014 – Principalement combustions internes à foyer ouvert dans les pays pauvres ou en voie de développement : émissions très importantes de particules, CO, oxydes d’azote et de soufre Asie du Sud-Est Afrique WHO (2014) Burden of disease from Household Air Pollution for 2012 - Summary of results. http://www.who.int/phe/health_topics/outdoorair/databases/FINAL_HAP_AAP_BoD_24March2014.pdf

Enjeux sanitaires Effet cancérogène certain (1), probable (2A), possible (2B) Les effets sur la santé de la pollution de l’air intérieur peuvent être de différents types Polluant de l’air CIRC Benzène 1 Formaldéhyde Radon 222 Fumée cigarette Particules fines diesel Tétrachloréthylène 2A Trichloréthylène 1,2-Dichloroéthane 2B Acétaldéhyde Ethylbenzène Dichlorométhane Styrène Phtalate DEH Dichlorvos Toxicité avec effet de seuil Etablissement de valeurs guides pour l’air intérieur (VGAI) par les autorités sanitaires compétentes Cancérogénicité sans effet de seuil Classement des substances par le Centre International de Recherche sur le Cancer Perturbations du système endocrinien (COSV) Expliquent en partie la recrudescence de l’allergie, des AVC, du diabète, de l’obésité, … Les effets contractés peuvent être transmis aux futures générations en modifiant l’expression des gênes http://www.appanpc.fr/

Enjeux sanitaires L’impact sur la santé de la pollution de l’air intérieur est clairement démontré! Probabilité pour un enfant de ressentir un symptôme allergique en fonction du taux de renouvellement d’air de son logement (Bornehag et al, 2005) 2 1.5 Un lien, même s’il n’est pas exclusif, entre QAI et certaines pathologies/maladies 1 0.5 Augmentation du risque d’asthme chez les enfants en fonction de la quantité de di(2éthylehexyle)-phtalate dans la poussière des logements (Bornehag et al, 2003) 0.17 0.29 0.38 0.62 Taux de renouvellement d’air moyen (vol/h)

Coût total de l’opération 100% Enjeux socio-économiques Coût privé: productivité & absentéisme au travail Pour un entrepreneur, les salaires constituent la principale charge financière Coût total de l’opération 100% Coût relatif au bâtiment 10% Dépenses de personnel (salaires) 80% Coûts divers Dépenses énergétiques 0.3-0.6% Coûts de construction 7% Fonctionnement et maintenance 3% Electricité 0.2-0.4% Chauffage 0.1-0.2% Décomposition des dépenses de fonctionnement dans un immeuble de bureaux (source : Guide REHVA n°6)

Enjeux socio-économiques Coût privé: productivité & absentéisme au travail De nombreuses études scientifiques montrent une corrélation nette entre conditions d’ambiance sur le lieu de travail et productivité / absentéisme au travail ou performance d’apprentissage Gain de 1% de productivité: Équivalent à 0.8 % des dépenses de fonctionnement (équivalent au coût de l’énergie) Compense une augmentation de 5% du coût de construction Source : thèse Grignon-Massé Mise en évidence de l’influence du confort thermique sur la performance au travail

Enjeux socio-économiques Coût public de la qualité de l’air intérieur Mortalité précoce liée à la QAI Le coût socio-économique de la pollution de l’air intérieur a été estimé à 19.5 milliards d’euros /an en France (Kopp et al, 2014) Morbidité sans mortalité: prise en charge des congés maladies et des soins Asthme en France, 2006 (IRDES2): - 4 millions de personnes touchées 600 000 journées d’hospitalisation, 7 millions de jours d’arrêt de travail/an Coût socio-économique par polluant (en M€) Coût estimé à 1.5 milliard € /an3-4 1 Sur la base d’un coût de la vie de 115 000 €/an donné par le rapport Quinet de 2013 2 Institut de recherche et de documentation en économie de la santé 3 Dont 1 M€ pour le remboursement des médicaments anti-asthmatiques, + 60% par rapport à 2000 4 Coût social et sanitaire de la grippe (année moyenne): 460 millions €/an (BVS ANSES n°20, 2013)

Enjeux socio-économiques Marché économique de la qualité de l’air intérieur Sondage IFOP pour la Fédération Française des Tuiles et Briques (4-6 juin 2008, 1000 personnes) 1 Français sur 3 a déjà ressenti une gêne attribuée à la qualité de l’air intérieur 80% des Français se déclarent préoccupés par la qualité de l’air intérieur 90% des Français font un lien entre qualité de l’air à leur domicile et santé Les bureaux d’étude spécialisés relèvent une augmentation régulière des demandes de conseils dans la conception énergétique et sanitaire des ensembles de bureaux et lieux publics

Règlementation sur la qualité de l’air intérieur Ce qui existe déjà … Règlementation sur la qualité de l’air intérieur

Règlementation sur la qualité de l’air Les matériaux Interdiction de commercialisation des matériaux contenant des substances classées CMR1 ou CMR2 (Arrêté du 30/04/2009 et Arrêté modificatif du 28/05/2009): Taille minimum 15x30 mm Trichloréthylène Benzène 2-éthylehexyle phtalate (DEHP) Dibutyle phtalate (DBP) Depuis le 1er Janvier 2012, étiquetage obligatoire des caractéristiques environnementales (émissions en COV) des produits de construction et de décoration (Arrêté du 19/04/2011) Etiquette A+, A, B ou C en fonction des facteurs d’émission mesurés et des concentrations d’exposition calculées pour 10 COV Extension de l’étiquetage à l’ameublement, aux désodorisants d’intérieur, aux produits d’entretien dans les prochaines années ?

Règlementation sur la qualité de l’air Surveillance obligatoire de la QAI dans les ERP Obligation aux propriétaires de mesurer l’activité du radon dans 29 départements (Arrêté du 22/07/2004) : établissements d’enseignement, sanitaires, pénitentiaires et thermaux) Action corrective à bref délai (diagnostic et travaux) 1000 Bq.m-3 Action corrective simple (ventilation, étanchement, …) 400 Bq.m-3 Pas d’action corrective obligatoire Mise en œuvre d’actions correctives en fonction des niveaux d’activité mesurés

Règlementation sur la qualité de l’air Surveillance obligatoire de la QAI dans les ERP Mesure des concentrations en formaldéhyde, benzène et CO2 dans les ERP (Décret du 5 janvier 2012) Mesures à la charge des propriétaires ou exploitants (fréquence : 7 ans) Etablissements concernés et dates butoirs de mise en œuvre Établissements d'accueil collectif d'enfants < 6 ans Accueils de loisirs Établissements d'enseignement ou de formation professionnelle du 1er et du 2nd degré Écoles maternelles Écoles élémentaires Établissements du 2nd degré Établissements sanitaires et sociaux Établissements pénitentiaires pour mineurs Piscines couvertes 01/01/2015 01/01/2020 01/01/2015 01/01/2018 01/01/2020 01/01/2023 01/01/2023 01/01/2023

Ce qu’il reste à découvrir … Sciences dures uniquement mais également de plus en plus de recherches en sciences sociales Des besoins de recherches dans de nombreuses disciplines scientifiques

Impact sanitaire de la pollution de l’air intérieur Médecine : toxicologie, épidémiologie, biologie … Définition de ce qu’est une bonne QAI et élaboration d’indices de qualité de l’air validés pour la mesurer: Etablissement de valeurs guides (VGAI) et de valeurs de gestion (VG) - Hiérarchisation des polluants de l’air intérieur Evaluation des nouveaux polluants (nanoparticules, COSV, …) - Impact des polluants en mélange Effet synergétique démontré pour des mélanges binaires: - Ozone et pollens pour l’asthme - Ozone et aldéhydes pour l’inflammation bronchique - Radon et fumée cigarette pour cancer du poumon Effet inhibiteur possible pour d’autres mélanges

Impact sanitaire de la pollution de l’air intérieur Médecine : toxicologie, épidémiologie, biologie … Source : Darby, S et al. BMJ 2005;330:223 Risque relatif de cancer du poumon (par rapport à C = 0 Bq/m3) en fonction de la concentration en radon dans les logements Risque de cancer du poumon à 75 ans pour des fumeurs et non fumeurs en fonction de la concentration en radon dans les maisons (la taille des cercles indique la proportion de mesures à la concentration en abscisse) « Les fumeurs chroniques courent 20 à 25 fois plus le risque de contracter un cancer du poumon qu’un non fumeur à des concentrations moyennes de radon telles que communément observées dans les habitations de diverses régions du monde » OMS, communiqué de presse du 15/12/2010

Mécanismes d’émission et de transformation des polluants dans l’air intérieur Chimie, physicochimie, analyse, transferts, … Recensement et caractérisation des sources internes de polluants dans les bâtiments Caractérisation des mécanismes réactionnels qui conduisent à la formation de substances toxiques à l’intérieur des bâtiments Réactions dans l’ambiance sous l’effet du rayonnement et de la température Production de composés oxygénés (e.g. formaldéhyde) et de particules ultra-fines Réactions au sein des matériaux sous l’effet du rayonnement, de l’humidité, de réactions acide-base Emissions en formaldéhyde par un panneau de fibres de bois à différents niveaux d’humidité relative et à T=23°C Emissions secondaires de substances odorantes, de composés oxygénés toxiques

Solutions et stratégies optimales de contrôle de la qualité de l’air Génie climatique, génie des procédés, physico-chimie, … Définition de solutions de ventilation efficaces par la modélisation des transferts de polluants dans les espaces intérieurs Spécification/élaboration de solutions d’épuration de l’air optimales en termes d’efficacité, de consommation énergétique et de coût Systèmes opérant par la ventilation Matériaux fonctionnalisés Développement de moyens de mesure de la qualité de l’air Capteurs de qualité de l’air capables de piloter les installations de ventilation (sensibilité, sélectivité, dérive dans le temps, coût) Appareils portables pour le diagnostic des bâtiments

produits, comportements) Conclusion Economie Coût La performance énergétique des bâtiments ne doit pas se faire au détriment de la QEI, sous risque : Energie De conséquences économiques et sanitaires importantes Mortalité Congés maladie, soins D’inefficacité des politiques énergétiques Précarité (chauffage, produits, comportements) Règlementation Adaptation La règlementation sur la qualité de l’air intérieur se met en place Santé Sans que cela ne se fasse dans le cadre d’une approche globale de la règlementation du bâtiment QEI Morbidité Sans que les concepteurs de bâtiment n’aient nécessairement tous les outils pour satisfaire à cette règlementation

Pour en savoir plus …