Exposition à la pollution atmosphérique de proximité liée au trafic : quelles méthodes pour quels risques sanitaires?

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1 Disponible en ligne sur Revue d Épidémiologie et de Santé Publique 60 (2012) Revue générale Exposition à la pollution atmosphérique de proximité liée au trafic : quelles méthodes pour quels risques sanitaires? Health risk assessment of traffic-related air pollution near busy roads S. Host a, *, E. Chatignoux a, C. Leal b, I. Grémy a a ORS Île-de-France, 43, rue Beaubourg, Paris, France b UMR-S 707 Inserm, faculté de médecine Saint-Antoine, université Pierre-et-Marie-Curie-Paris-6, 27, rue Chaligny, Paris cedex 12, France Reçu le 26 avril 2010 ; accepté le 1 février 2012 Abstract Background. Although ambient urban air pollution has well-established health effects, epidemiology faces many difficulties in estimating the risks due to exposure to traffic pollutants near busy roads. This review aims to summarize how exposure to traffic-related air pollution near busy roads is assessed in epidemiological studies and main findings regarding health effects. Method. After presenting the specificity of emissions due to traffic road, this review identifies the key methods and main results found in epidemiologic studies seeking to measure the influence of exposure to nearby traffic on health published over the past decade. Results. The characterization and measurement of population exposure to traffic pollution faces many difficulties. Thus, epidemiological studies have used two broad categories of surrogates to assess exposure: direct measures of traffic itself such as distance of the residence to the nearest road and traffic volume and modeled concentrations of pollutant surrogates. Studies that implemented these methods showed that people living near heavy traffic road or exposed to near-road air pollution tend to report more health outcomes. Discussion. Traffic-related air pollution near busy roads is the subject of increasing attention, and tends to be better characterized. However, its health impacts remain difficult to grasp, especially because of the vast diversity of approaches used in epidemiological studies. Greater consistency in the protocols would be desirable to provide better understanding of the health issue of traffic in urban areas and thus to better implement policies to protect those most at risk. # 2012 Elsevier Masson SAS. All rights reserved. Keywords: Air pollution; Vehicle emissions; Environmental exposure; Environmental monitoring/methods; Urban health epidemiologic studies Résumé Position du problème. Alors que les liens entre la pollution globale de l atmosphère en milieu urbain et la santé sont aujourd hui bien établis, l épidémiologie se heurte à de nombreuses difficultés pour estimer spécifiquement les risques liés aux expositions à proximité du trafic routier. Cette revue bibliographique a pour but de fournir un état des lieux des méthodes d estimation des expositions et de présenter les principaux résultats des études épidémiologiques. Méthode. Après avoir présenté les spécificités des émissions de polluants dues au trafic routier, cette revue recense les principales méthodes et résultats retrouvés dans les travaux épidémiologiques publiés ces dix dernières années cherchant à mesurer l influence des expositions à proximité du trafic sur la santé. Résultats. La caractérisation et la mesure de l exposition des populations à la pollution de proximité sont difficiles à établir. Ainsi les études épidémiologiques ont souvent eu recours à des méthodes indirectes, basées sur la distance du lieu de vie à l axe routier ou bien sur la modélisation des niveaux de polluants dans les lieux de vie. Ces méthodes, malgré leurs limites, permettent d approcher des contrastes d exposition bien réels qui se manifestent par un état de santé plus dégradé des populations résidant à proximité des sources de trafic routier. Discussion. La pollution atmosphérique de proximité fait aujourd hui l objet de plus en plus d attention et tend à être mieux caractérisée. Néanmoins, ses impacts sanitaires restent difficiles à appréhender, en particulier du fait de la très grande diversité des approches utilisées dans les * Auteur correspondant. Adresse s.host@ors-idf.org (S. Host) /$ see front matter # 2012 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.

2 322 S. Host et al. / Revue d Épidémiologie et de Santé Publique 60 (2012) études épidémiologiques. Une plus grande cohérence dans les protocoles serait ainsi souhaitable, pour offrir une meilleure visibilité des résultats et mettre en œuvre des politiques de protection des populations les plus à risque. # 2012 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés. Mots clés : Pollution atmosphérique ; Pollution de proximité ; Trafic ; Évaluation de l exposition ; Effets sanitaires ; Études épidémiologiques 1. Introduction Au cours des 20 dernières années, un nombre important d études épidémiologiques a permis de mettre en évidence les liens à court et à long terme entre les niveaux de pollution atmosphérique observés dans les zones urbaines et la survenue de différents problèmes de santé [1]. La grande majorité de ces études a utilisé les niveaux de pollution de fond afin d estimer l exposition des populations. Ces niveaux correspondent aux concentrations en polluants mesurées à l écart de toute source de pollution (industrielle ou automobile) et résultent à la fois de la pollution naturelle, des transferts de pollution à longue distance et de la dispersion des polluants émis localement (industries, chauffage, trafic routier...). Ils caractérisent ainsi la qualité générale de l atmosphère d une zone donnée et représentent le niveau d exposition minimal ressenti par l ensemble de la population de la zone. La mise en corrélation des variations temporelles (d un jour à l autre) ou spatiales (d une zone à l autre) de ces expositions avec les variations de l état de santé des populations a ainsi permis de quantifier les risques sanitaires, à court et à long termes, dus à la pollution générale de l atmosphère. En revanche, ces études n ont pas permis de statuer sur les élévations potentielles du risque sanitaire liées aux expositions au voisinage des sources d émissions, fixes (incinérateurs, usines) ou mobiles (trafic routier, maritime, aérien), généralement caractérisées par des niveaux de polluants plus élevés ainsi qu une composition chimique, et donc une toxicité, différentes de la situation de fond [2]. La question du trafic routier constitue notamment un véritable enjeu pour la plupart des grandes agglomérations, non seulement sanitaire mais aussi de développement durable et de réduction des inégalités environnementales [3]. Or, l étude des effets sanitaires de la pollution de proximité liée au trafic routier se heurte à de nombreuses difficultés méthodologiques, en premier lieu d ordre métrologique. La caractérisation et la mesure de l exposition des populations aux émissions de proximité sont en effet difficiles à établir [4]. Les études épidémiologiques sur le sujet ont ainsi souvent eu recours à des méthodes indirectes pour rendre compte de ces expositions, et si elles sont parvenues à mettre en évidence des fréquences plus élevées de maladies et symptômes respiratoires, ainsi que des risques de décès plus élevés liés au trafic [5 8], il reste difficile de comparer les résultats obtenus dans une zone et de les appliquer à une autre. L objectif de cet article est de présenter un état des connaissances de la problématique de la pollution de proximité liée au trafic et de ses effets sanitaires. Il ne prétend pas à une revue exhaustive des résultats épidémiologiques et métrologiques sur le sujet (nous renvoyons pour cela le lecteur à la revue du Health Effect Institute [9]), mais à une présentation des principales préoccupations de santé publique posées par cette pollution, et des méthodes épidémiologiques utilisées pour étudier les liens entre l exposition à la pollution liée au trafic et la survenue d évènements de santé. Cet article s intéresse dans un premier temps aux spécificités des émissions dues au trafic et à la caractérisation des expositions des populations, puis présente les principales méthodes utilisées dans les études épidémiologiques pour estimer les élévations du risque potentielles. Enfin, quelques résultats de travaux publiés depuis ces dix dernières années illustreront la problématique. 2. Méthode Nous avons réalisé une recherche sur Medline, à partir des mots clefs «traffic», «air-pollution» et «epidemiology» entre 2000 et Parmi les 245 articles renvoyés, nous avons retenu les études qui s intéressaient spécifiquement aux expositions à la pollution émise par le trafic routier, et opéré une sélection afin de disposer d un panel d études illustrant les différents designs (études transversales, de cohorte...), populations (adultes, enfants), indicateurs sanitaires (morbidité, mortalité, pour causes respiratoires, cardiovasculaires...) et indicateurs d exposition à la pollution liée au trafic retrouvés dans les études épidémiologiques. Par ailleurs, nous avons recherché dans la littérature grise des éléments qui permettaient de caractériser la pollution à proximité du trafic en France Pollution de proximité liée au trafic : de quoi parle-ton? La pollution de proximité telle que définie par les métrologistes résulte de la conjugaison de la pollution dite de fond et de l impact local du trafic routier. Lors des périodes de faible trafic, les niveaux de polluants sont équivalents à l ambiance générale du quartier où l axe se situe. En revanche, lorsque la circulation routière est importante, à cette ambiance générale s ajoute la pollution directement induite par le trafic. En zone urbaine, les véhicules routiers constituent une source majeure d émissions de polluants atmosphériques. Ils émettent principalement des oxydes d azote (NOx), du monoxyde de carbone (CO), des composés organiques volatils, du benzène ainsi que des particules sur lesquelles diverses substances peuvent s adsorber, notamment des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et des métaux lourd Les polluants rencontrés à proximité du trafic routier En France, les concentrations de polluants à proximité immédiate des axes de circulation font l objet d une surveillance de la part des Associations agréées de surveillance

3 S. Host et al. / Revue d Épidémiologie et de Santé Publique 60 (2012) de la qualité de l air (Aasqa), les mesures continues des stations fixes étant renforcées par des campagnes de mesures ponctuelles. Les mesures réalisées par Airparif 1 sur la région parisienne ont par exemple permis de montrer qu à proximité d axes routiers importants, les niveaux moyens annuels de NOx et de benzène peuvent atteindre de deux à quatre fois les niveaux observés en situation de fond [10]. En 2010, la concentration moyenne annuelle en NO 2 en proximité du trafic routier dans l agglomération parisienne atteignait 87 mg/m 3, la valeur limite annuelle de 40 mg/m 3 étant largement dépassée sur toutes les stations [11]. Pour l ensemble des autres polluants, hormis l ozone 2, des niveaux plus élevés qu en situation de fond sont également retrouvés à proximité du trafic. Par ailleurs, s agissant des particules en suspension dans l atmosphère, on observe également des différences de composition, avec une plus grande proportion de carbone élémentaire pour les particules prélevées sur les sites trafic [12]. Il a par ailleurs été montré dans une étude menée par Airparif que de 30 à 45 % des PM 2,5 relevées sur les stations de mesures à proximité du trafic sont une conséquence de l impact direct du trafic et que par ailleurs les véhicules Diesel 3 sont responsables de 90 % de ces émissions [13]. Ces résultats indiquent que la pollution atmosphérique dans les zones sous influence directe du trafic routier présente des spécificités en termes de composition et de niveaux de polluants L évolution spatiale des concentrations La zone d influence des émissions du trafic reste cependant difficile à délimiter, la connaissance des mécanismes de dispersion des polluants à l échelle de la rue et du quartier étant encore incomplète. Les résultats de campagnes de mesures ponctuelles semblent toutefois indiquer une décroissance rapide des niveaux de NO 2 et de benzène dans les 20 premiers mètres de distance de la source, puis une diminution plus progressive, avec une influence du trafic encore perceptible jusqu à environ 150 m, ces profils de diminution étant largement influencés par les conditions météorologiques et les conditions d urbanisme [14] Les locaux à proximité du trafic sont-ils plus pollués? En termes d exposition, étant donné que les individus passent la majorité de leur temps à l intérieur des locaux, il est important de s interroger sur le transfert des polluants du milieu extérieur vers l intérieur. Ce transfert est conditionné en grande partie par le dispositif de ventilation. Paradoxalement, si la 1 Association agréée de surveillance de la qualité de l air en Île-de-France. 2 L ozone est un polluant secondaire qui n est pas mesuré par les stations trafiques car ses concentrations sont très faibles en situation de proximité du fait de sa destruction par le monoxyde d azote (NO). 3 Les particules Diesel sont constituées de particules carbonées élémentaires sur lesquelles s adsorbe un grand nombre de composés organiques parmi lesquels des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), des quinones, des composés hétérocycliques, des aldéhydes, etc. On y trouve également des sulfates et, en faible quantité, des métaux. ventilation offre une voie d entrée aux polluants de l extérieur, elle garantit aussi le fait que les polluants émis à l intérieur ne s y accumulent pas et participe globalement à l abaissement des niveaux. Selon le polluant considéré, les capacités de pénétration à travers le bâti diffèrent, de même que les comportements à l intérieur (réactivité, capacité de déposition et de remise en suspension). Ainsi, l étude des relations entre les niveaux extérieurs et intérieurs n est pas simple et a fait l objet de nombreux travaux en France et à l étranger. Dans une étude française portant sur des écoles, en l absence de sources intérieures, les ratios intérieur/extérieur (I/E) variaient entre 0 et 0,45 pour l O 3, entre 0,5 et 1 pour le NO, et entre 0,88 et 1 pour le NO 2 [15]. D un point de vue physique, il n existe pas d argument pouvant expliquer que, pour un même bâtiment, la ventilation introduit plus d un polluant ou d un autre. Ces différences sont plus vraisemblablement dues à des processus physicochimiques qui contribuent à transformer ou éliminer une partie des molécules de gaz qui pénètrent dans les bâtiments. En situation de proximité au trafic, ces ratios I/E sont-ils du même ordre de grandeur? Les mesures effectuées en milieu intérieur dans le cadre de campagnes menées à proximité du périphérique parisien permettent d apporter des éléments de réponse [14]. Pour les polluants considérés, il n y avait pas de sources intérieures connues. Concernant le NO, il a été observé des ratios I/E proches de 1, dénotant une grande stabilité de ce gaz à l intérieur des locaux proches des voies de circulation du fait de l absence d ozone. De même, les niveaux de benzène retrouvés à l intérieur étaient similaires aux niveaux mesurés en façade, avec une décroissance des niveaux extérieurs aux étages élevés. Pour le NO 2, les ratios I/E allaient de 0,2 à 0,9, l abattement le plus fort ayant été observé pour un local mal ventilé, avec des niveaux relevés à l intérieur, dans le cadre de cette campagne, allant de 25 à 46 mg/m 3. S agissant des particules, il a été montré dans différents travaux que les ratios sont notamment fonction de la granulométrie. En particulier, Blondeau et al. [15] ont observé des ratios proches de l unité pour les particules fines (de diamètre inférieur à 2,5 mm - PM 2,5 ), et ce quel que soit le type de bâti ou encore l efficacité de la ventilation. En revanche, pour les particules plus grosses, dont le diamètre dépasse environ 2 mm, les niveaux intérieurs sont faiblement corrélés aux niveaux extérieurs. En effet, pour ces particules, d une part, le bâti peut jouer un rôle de filtre, d autre part, elles se déposent rapidement sur les surfaces. En ce qui concerne les particules ultrafines (de 0,01 à 1 mm), il semblerait que les ratios I/E soient moins élevés que pour les particules fines. Dans une étude réalisée à Athènes [16], des ratios I/E de l ordre de 0,5 (concentrations mesurées en nombre) ont été observés. Les phénomènes physicochimiques expliquant ces comportements différents restent à explorer [17]. L ensemble de ces résultats indique que les polluants atmosphériques, et en particulier ceux émis par le trafic, pénètrent à l intérieur des locaux, et ce même lorsque le bâti offre une certaine imperméabilité, et contribuent de manière relativement importante aux niveaux intérieurs de polluants, d autant plus que leur réactivité est faible. À titre d illustration,

4 324 S. Host et al. / Revue d Épidémiologie et de Santé Publique 60 (2012) dans une étude menée à Helsinki et Amsterdam [18], il a été estimé que de 70 à 84 % des PM 2,5, mesurées à l intérieur, provenaient de l extérieur (la source intérieure liée au tabagisme étant absente dans cette étude). Ces éléments indiquent que les locaux à proximité du trafic sont susceptibles d être plus pollués que ceux situés dans un environnement moins directement influencé par les sources de pollution, bien que les niveaux de pollution intérieure soient aussi conditionnés par la ventilation et l environnement intérieur. 3. Méthodes utilisées dans les études épidémiologiques 3.1. Indicateurs d exposition La mesure de l exposition des populations à la pollution de proximité est un exercice délicat. D une part, il n existe pas de traceur spécifique de la pollution de proximité liée au trafic. En effet, si des polluants tels que NOx, CO, benzène et fumées noires, proviennent majoritairement du trafic routier, ils sont également émis par d autres sources, notamment à l intérieur des locaux. D autre part, les populations fréquentent quotidiennement de multiples microenvironnements (domicile, rue, transport, lieu de travail...) plus ou moins impactés par ce type de pollution. L exposition globale à la pollution émise par le trafic résultant du temps passé dans ces différents lieux de vie et des niveaux de pollution qui les caractérisent est ainsi difficile à mesurer. Comme il est également complexe et coûteux d effectuer des mesures individuelles en continu à l aide de capteurs portatifs, l exposition est souvent évaluée de manière indirecte. Bien que ces méthodes ne permettent pas de quantifier l exposition réelle des individus au polluants émis par le trafic routier, elles permettent d approcher des contrastes d exposition au seinmême d une agglomération. On retrouve ainsi deux grands types de mesures indirectes d exposition dans les études épidémiologiques : les mesures basées sur des concentrations d un polluant caractérisant la pollution émise par le trafic (mesurées ou modélisées) et les mesures plus directes du trafic en lui-même (distance des lieux de vie à une rue à fort trafic...). Les méthodes du premier type consistent à cartographier les niveaux d un polluant afin d obtenir une estimation d une concentration en une localisation. Pour ce faire, différents modèles sont utilisés [19] : les modèles d interpolation spatiale, qui permettent d estimer les concentrations en polluants en tout point d une zone géographique, en utilisant des résultats de mesures réalisées en différents points de la zone. L interpolation peut être faite de manière simple (attribution à un point du niveau de pollution du site de mesure le plus proche), ou utiliser des méthodes géostatistiques plus avancées, comme le «krigeage». Les erreurs de mesure réalisées avec ces méthodes sont d autant plus faibles que le réseau des points de mesure est dense, en particulier à proximité des zones de trafic [19] ; les modèles de régression qui utilisent des données de terrain, qui intègrent à la fois les niveaux de polluants atmosphériques mesurés par des capteurs et de multiples facteurs de terrain tels que la configuration topographique, le degré d urbanisation, le volume de trafic [20,21]... Ces modèles ont montré en général de bonnes capacités prédictives des concentrations observées, même si la qualité des données d entrée (sur la composition et la densité du trafic par exemple) est un facteur limitant ; les modèles physicochimiques de dispersion qui utilisent les données d émission des polluants (automobiles, industrielles et résidentielles) ainsi que les facteurs influençant leur dispersion tels que les données météorologiques (température, vitesse et direction du vent) ou encore la configuration des voies [19,22]. Différents modèles ont ainsi été développés et adaptés pour mieux prendre en compte les conditions locales et certains phénomènes spécifiques tels que celui des «rues canyons» 4. Tel est le cas du modèle ADMS-Urban (Atmospheric Dispersion Model System) développé au Royaume-Uni. Certains modèles intègrent les réactions physicochimiques se produisant dans l atmosphère, d autres non. Un modèle de transfert des polluants de l extérieur vers l intérieur peut également être adjoint, autrement, les niveaux de polluants sont estimés en façade des bâtiments. Ces modèles présentent l avantage de modéliser explicitement les comportements de dispersion des polluants (en particulier du fait des conditions météorologiques et des structures du bâti). Ils restent en revanche sensibles à la qualité des données d entrée (données d émissions) et aux données de mesures utilisées pour calibrer les estimations. Une large gamme de modèles a été développée ces dernières années mais seuls quelques-uns ont été utilisés dans les études épidémiologiques. Les premiers modèles utilisés ont été les modèles HIWAY (Highway Air Pollution Model) [23] et EPISODE développés respectivement par l US EPA et par le Norvegian Institute for Air Research [19]. Plus récemment, concernant les études françaises, on peut citer l indice ExTra, développé conjointement par le Centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB) et l Institut national de recherche sur les transports et leur séccurité (INRETS) à partir du modèle danois Operational Street Pollution Model (OSPM), couplé au modèle américain CALINE3 (California Line Source Dispersion Model) du California Department of Transportation. Cet indice a été mis en œuvre notamment dans l enquête VESTA (Five [V] Epidemiological Studies on Transport and Asthma) [24,25]. Le logiciel STREET a aussi été utilisé, en particulier dans les études françaises des six villes [26] et des trois villes [27] portant respectivement sur des enfants et des personnes âgées de 65 ans. L ensemble de ces modèles permettent donc d estimer un indicateur du niveau du polluant traceur du trafic routier (le plus souvent le NO 2, mais aussi le benzène, les fumées noires ou 4 Les «rues canyons» se caractérisent par une hauteur de bâti importante par rapport à la largeur de la rue et sont propices à l accumulation de polluants [21].

5 S. Host et al. / Revue d Épidémiologie et de Santé Publique 60 (2012) encore les particules ultrafines) auxquel est exposé un individu dans un lieu de vie [4] (domicile, école...) et de calculer des excès de risque associés à une augmentation du niveau d exposition des populations à cet indicateur. Les méthodes basées sur la mesure du trafic consistent à prendre en compte la distance séparant le lieu de vie de l axe routier, avec la possibilité de pondérer par l intensité du trafic sur cet axe. À défaut de valeurs numériques d intensité du trafic (comptages), une classification sommaire des axes routiers, ou la définition d un périmètre autour du lieu de résidence dans lequel sont inventoriés tous les axes routiers pour construire un indicateur combinant longueurs de voies rapportées au nombre de véhicules, a été utilisée. Ces méthodes, relativement faciles à mettre en œuvre, ne fournissent bien évidemment qu une estimation grossière de l exposition à la pollution atmosphérique de proximité. Dans ce cas, l état sanitaire des populations à proximité et celui des populations à distance sont comparés pour estimer un éventuel risque accru de développer une pathologie. Un des enjeux est de définir la distance jusqu à laquelle on considère que les personnes sont à proximité du trafic [28]. Ces différentes méthodes fournissent deux types de résultats qui ne peuvent pas directement être comparés, les différents indicateurs d exposition construits estimant de manière plus ou moins précise l exposition à la pollution atmosphérique, selon le type de modèle, les hypothèses ou encore les données d entrée. Quoi qu il en soit, ces indicateurs constituent une évaluation indirecte de l exposition à la pollution de proximité. En effet, celle-ci ne se résume pas uniquement au fait de «vivre à proximité» d une source de pollution. Ainsi, afin d estimer l exposition globale à la pollution atmosphérique de proximité, il serait nécessaire d évaluer le temps passé dans les différents lieux de vie ainsi que les niveaux de pollution rencontrés dans ces différents microenvironnements, notamment lors des déplacements. Des modèles «hybrides», combinant des estimations de concentrations en polluants dans différents lieux de vie et le temps passés dans ces environnements, commencent à être développés [29] Indicateurs sanitaires Si le volet «estimation des expositions» constitue un réel enjeu de ces études, la détermination des pathologies touchées par la pollution de proximité, ainsi que la temporalité des expositions et des effets, en sont d autres. Les indicateurs sanitaires pris en compte dans ces études concernent les pathologies généralement reconnues comme favorisées par la pollution de l air. Elles sont nombreuses et variées, toutefois les études se sont plutôt focalisées sur la santé respiratoire des enfants (résultats détaillés ci-après). En ce qui concerne la temporalité, ce sont la plupart du temps les effets d une exposition chronique, sur plusieurs années, auxquels les auteurs s intéressent, même si les données sur les symptômes et les expositions sont souvent recueillies de manière transversale, avec des expositions passées parfois approchées par les niveaux de pollution actuels. Les études longitudinales sont plus adaptées pour analyser de tels effets mais sont moins fréquentes. Comme détaillé ci-après, la plupart des travaux ont mis en évidence des liens entre, d une part, le fait de résider à proximité du trafic et/ou d être exposé aux polluants liés au trafic à son domicile et, d autre part, une atteinte du système respiratoire (asthme, altération de la fonction respiratoire...) ou cardiovasculaire (infarctus du myocarde, troubles du rythme cardiaque...). Celle-ci peut se traduire par de simples symptômes ou bien par des événements plus graves, tels qu une hospitalisation, voire la survenue du décès [30]. D autres affections telles que des cancers [31] ou des troubles de la reproduction ont également fait l objet d une analyse [32,33] Prise en compte des facteurs de confusion et biais potentiels La plupart de ces études contrôle, les éventuels biais liés aux facteurs de risque individuels, en particulier le statut tabagique, ainsi que la situation socioéconomique, et parfois certains facteurs liés à l environnement intérieur. En revanche, des incertitudes dans la mesure de l exposition globale à la pollution atmosphérique de proximité, du fait de la non prise en compte des expositions potentielles liées aux déplacements, qui peuvent être particulièrement élevées [34], ou qui existent dans les autres lieux de vie, sont susceptibles d introduire un biais qui pourrait amoindrir la force et la précision de la véritable association entre pollution et santé [35]. Parallèlement, la confusion due à l exposition au bruit lié au trafic n est que très rarement prise en compte, alors même que le bruit est suspecté de porter atteinte au système cardiovasculaire [36]. Cependant, des premiers éléments de réponse tendent à montrer que ce biais de confusion est faible. Ainsi, dans une étude néerlandaise récente qui prend en compte conjointement les expositions au bruit et à la pollution de proximité, le lien entre une intensité importante du trafic à proximité du domicile et une élévation du risque de décès pour cause cardiovasculaire était maintenu lors de la prise en compte de l exposition au bruit [37]. 4. Résultats des études épidémiologiques Afin d illustrer la problématique, la section suivante présente les résultats de quelques études épidémiologiques publiées depuis 2000, choisies afin de présenter la diversité des données utilisées et des méthodes d estimations des expositions décrites précédemment. La forte proportion d enquêtes transversales retrouvées dans ces travaux soulève le problème de la difficile interprétation de la temporalité des effets et de leur nature causale Excès de risques liés à la distance du lieu de vie par rapport aux axes à fort trafic Morbidité respiratoire Le Tableau 1 présente les résultats d études ayant mis en évidence un risque plus élevé de développer un asthme et de manifester des symptômes respiratoires tels qu exacerbation de l asthme, infections, etc. chez les enfants vivant à

6 326 S. Host et al. / Revue d Épidémiologie et de Santé Publique 60 (2012) Tableau 1 Liens entre proximité du lieu de vie au trafic routier et santé respiratoire des enfants. Âge (ans) Indicateur sanitaire Indicateur d exposition (seuil de distance) OR [IC95 %] Type d étude Source 6 7 Asthme Indice = fonction (distance < 50 m, intensité) (d) 2,0 [1,1,3] (a) Transversale [56] 4 14 Asthme Indice = intensité/distance (e/d) 1,3 [1,0 1,6] (a) Cas témoin [38] Asthme Distance autoroute (d) 1,9 [1,2 3,0] (a) Transversale [39] 6 7 Symptômes d asthme Indice = fonction (distance < 50 m, intensité) (e/d) 1,8 [1,3 2,6] (a) Transversale [56] Symptômes d asthme Indice = fonction (distance < 50 m, intensité) (d) 1,3 [0,9 1,8] (a) Transversale [56] Symptômes d asthme Distance autoroute (d) 1,6 [1,1,2,4] (a) Transversale [39] 6 7 Crise d asthme Indice = fonction (distance < 50 m, intensité) (d) 2,0 [1,4 2,9] (a) Transversale [56] 0 1 Hospitalisation pour bronchiolite Distance < 150 m autoroute (d) 1,2 [1,4] Cas témoin [57] (a) : pour un indice fort comparé à un indice faible ; (d) : domicile ; (e) : école. proximité d axes routiers à fort trafic ou au sein d un réseau routier dense. Les accroissements de risque vont de 20 à 100 % selon l indicateur sanitaire, l indice d exposition et la population étudiés. Certains auteurs soulignent à ce titre que les toutes premières années de vie pourraient constituer une fenêtre critique d exposition aux polluants atmosphériques, avec une implication dans la genèse de l asthme [38]. Ces différents résultats illustrent par ailleurs la diversité des indicateurs d exposition construits à partir de l éloignement et/ou de l intensité du trafic routier, qui rend délicate la comparaison directe des niveaux de risques obtenus. Néanmoins, il apparaît globalement qu une exposition chronique aux polluants liés au trafic routier est susceptible d avoir des conséquences néfastes sur la santé respiratoire des enfants dont les poumons sont en pleine maturation. Ces résultats sont d ailleurs confirmés par l analyse menée dans une cohorte prospective, qui a mis en évidence une altération de la maturation de la fonction respiratoire entre dix et 18 ans pour des enfants résidant à moins de 500 m d une autoroute [39]. Pour les adultes, des atteintes du système respiratoire en lien avec la proximité au trafic routier ont également été montrées. Ainsi, Lindgren et al. [40] ont observé un risque accru de 40 % d asthme [IC95 % 4 89 %] et de 64 % de bronchopneumopathie obstructive chronique [IC95 % %] chez des adultes résidant à moins de 100 m d un axe routier avec une intensité de trafic supérieure à dix véhicules par minute. Meng et al. [41] ont mis en évidence une élévation du risque de manifester des symptômes d asthme de 211 % [IC95 % %] chez des adultes résidant dans une zone à fort trafic (> véhicules par jour dans un rayon de 15 m) par rapport à une zone à plus faible trafic ( véhicules par jour). De même, Bayer-Oglesby et al. [6] ont relevé un accroissement du risque de dyspnée de 13 % [IC95 % 3 24 %] pour une augmentation d une longueur de 500 m de voies dans un rayon de 200 m autour du domicile, ainsi que des risques accrus de difficultés respiratoires de 34 % [IC95 % 0 78 %] chez des adultes résidant à moins de 20 m d un axe routier important Morbidité cardiovasculaire Des altérations du système cardiovasculaire ont également été attribuées à la pollution de proximité liée au trafic. Dans une étude de cohorte prospective allemande, une élévation du risque de maladies cardiaques de 85 % [IC95 % %] a été estimée pour des individus vivant à moins de 150 m d un axe routier important [42]. Dans une étude américaine, un risque accru d infarctus du myocarde de 4 % [IC95 % 2 7 %] en lien avec une augmentation de l intensité de trafic (écart interquartile) dans un rayon de 100 m autour du domicile a été mis en évidence, et un risque de 5 % [IC95 % 3 6 %] a été montré en lien avec une diminution de 1 km pour la distance entre le domicile et la proximité d une voie de circulation importante [43] Mortalité Enfin, plusieurs études ont observé des risques accrus de décès en lien avec le fait de résider à proximité de sources importantes de trafic routier. À ce titre, Gehring et al. [44] ont relevé une augmentation du risque de mortalité pour cause cardiopulmonaire de 70 % [IC95 % %] pour des individus vivant à moins de 50 m d une voie à fort trafic routier comparés à ceux vivant à une distance plus éloignée. Hoek et al. [5], dans une étude réalisée aux Pays-Bas, ont rapporté un risque de décès cardiopulmonaire accru de 95 % [IC95 % %] dans les populations résidant à moins de 50 m d un axe routier principal ou de 100 m d une autoroute comparées à celles vivant à une distance plus éloignée. Enfin, dans une étude anglaise, un risque de mortalité par attaque cardiaque de +5 % [IC95 % 4 7 %] a été estimé chez les individus vivant à moins de 200 m d une voie importante de circulation par rapport à ceux vivant à plus de 1 km [45] Excès de risques liés à une élévation des niveaux de polluants Les effets sanitaires décrits précédemment ont également été reliés aux indicateurs d exposition basés sur les contrastes intra-urbains de niveaux de polluant. Ces niveaux sont issus de la modélisation et/ou de la mesure, les résultats des deux approches étant comparés dans certains travaux. Les polluants retenus étant émis majoritairement par le trafic routier, par hypothèse, les auteurs considèrent que ces contrastes sont le reflet d une surexposition locale à la pollution de proximité liée au trafic et donc que les effets étudiés y sont reliés.

7 S. Host et al. / Revue d Épidémiologie et de Santé Publique 60 (2012) Tableau 2 Liens entre exposition à la pollution atmosphérique de proximité liée au trafic et santé respiratoire des enfants. Âge (ans) Indicateur sanitaire Indicateur d exposition (élévation du niveau de polluant) OR ou RR [IC95 %] Type d étude Source 0 18 Asthme 11,3 mg/m 3 NO a 2 (d) 1,3 [1,1,6] (RR) Cohorte [58] 4 Asthme 0,84 mg/m 3 suies b (d) 1,3 [1,0 1,7] (OR) Cohorte [59] Asthme 10,4 mg/m 3 NO a 2 (d) 1,8 [1,0 3,2] (OR) Transversale [39] Asthme 1,2 mg/m 3 NO b 2 (d) (tr) 2,2 [1,4 3,6] (OR) Transversale [39] 0 18 Hospitalisation pour asthme 7,3 mg/m 3 NO b 2 (d) 1,1 [1,0 1,2] (RR) Transversale [60] 0 18 Symptômes d asthme 6,5 mg/m3 NO a 2 (e) 1 [1,0 1,1] (OR) Transversale [57] 4 Symptômes d asthme 0,84 mg/m 3 suies b (d) 1,2 [1,0 1,4] (OR) Cohorte [59] Symptômes d asthme 10,4 mg/m 3 NO a 2 (d) 1,7 [1,1,2,8] (OR) Transversale [39] Symptômes d asthme 1,2 mg/m 3 NO b 2 (d) 1,7 [1,1,2,6] (OR) Transversale [39] 0 18 Bronchite 6,5 mg/m3 NO a 2 (e) 1,0 [1,0 1,1] (OR) Transversale [57] 4 Infection ORL 0,84 mg/m 3 suies b (d) 1,2 [1,0 1,3] (OR) Cohorte [59] 4 Grippe 0,84 mg/m 3 suies b (d) 1,2 [1,0 1,4] (OR) Cohorte [59] 0 1 Symptômes respiratoires 1,5 mg/m 3 PM b 2,5 (d) 1,3 [1,1] (OR) Cohorte [40] (d) : domicile ; (e) : école ; (tr) : pollution autoroutière uniquement. a Mesuré. b Modélisé Morbidité respiratoire En ce qui concerne la santé respiratoire des enfants, les résultats des différentes études sont présentés dans le Tableau 2. Les risques ont été estimés pour une augmentation du niveau équivalent à l intervalle interquartile de la distribution des concentrations de polluants, qui peuvent varier d une étude à l autre. Des risques accrus allant de 3 à 120 % ont été mis en évidence selon l indicateur sanitaire, l indice d exposition et la population. Des liens entre cancer du poumon et pollution de proximité liée au trafic, chez les adultes, ont également été mis en évidence par cette approche. Dans une enquête menée à Stockholm, Nyberg et al. [31] estiment à 40 % [IC95 % %] l élévation du risque de cancer du poumon en lien avec une exposition rétrospective sur dix années, 20 ans avant l apparition du cancer, à des niveaux élevés de NOx/NO 2 (> 29 mg/m 3 ). Cette étude, outre le lien entre cancer du poumon et pollution liée au trafic, a mis en évidence un temps de latence important (> 20 ans) entre l exposition et l apparition du cancer Mortalité Enfin, concernant la mortalité, dans une étude nordaméricaine, des risques accrus de décès toutes causes et pour maladies circulatoires respectivement de 17 % [IC95 % 0 36 %] et de 45 % [IC95 % %] ont été estimés pour une augmentation des niveaux de NO 2 de 7,3 mg/m 3 [34] ; aucun lien n a pu être mis en évidence avec des indicateurs basés sur la distance. 5. Discussion Alors que l étude de la pollution atmosphérique de fond bénéficie d outils et de méthodes, tant pour la surveillance des niveaux que pour la mesure des effets, qui permettent de bien l appréhender, la pollution de proximité liée au trafic est plus difficile à caractériser. En premier lieu, la mesure de l exposition des populations à cette pollution se heurte à de multiples difficultés. En effet, les émissions du trafic sont susceptibles d impacter l air de multiples microenvironnements tels que les trottoirs, l habitacle des véhicules, le domicile, les salles de classe, les bureaux... Or, les profils de décroissance des niveaux de pollution depuis les voies de circulation, de même que les phénomènes de transfert du milieu extérieur vers le milieu intérieur sont encore mal connus. Ainsi, des incertitudes persistent concernant les niveaux des polluants liés au trafic retrouvés dans ces environnements. Par ailleurs, il est difficile de prendre en compte le temps passé dans ces différents lieux pour estimer une exposition globale. Ainsi, les indicateurs utilisés dans les études épidémiologiques ne prennent généralement en compte cette exposition que partiellement. Toutefois, qu ils soient basés sur des contrastes de distance ou bien sur des niveaux de pollution, les résultats semblent indiquer un risque accru de survenue ou d exacerbation des pathologies cardiorespiratoires ou de décès pour les populations résidant à proximité de sources importantes de trafic routier. En ce qui concerne l exacerbation de symptômes d asthme, la relation causale est mieux étayée [9]. En termes de physiopathologie, les effets de la pollution liée au trafic sont similaires à ceux reliés à la pollution de fond, et il en est de même des mécanismes physiopathologiques sousjacents. Sont en particulier concernés les phénomènes de stress oxydatif qui correspondent à un déséquilibre entre oxydants et antioxydants se traduisant par la production de radicaux libres responsables d altérations de la structure et des fonctions cellulaires : diminution de l activité enzymatique, lésions cellulaires, mutation au niveau de l ADN et modification des récepteurs... Ce stress oxydant est susceptible de provoquer une réponse inflammatoire à l origine de troubles respiratoires (déclenchement ou aggravation). Par ailleurs, cette inflammation peut s étendre au niveau systémique et augmenter la coagulabilité sanguine, elle-même responsable de l initialisation et de la progression de l athérosclérose à l origine de

8 328 S. Host et al. / Revue d Épidémiologie et de Santé Publique 60 (2012) maladies cardiaques ischémiques aiguës et d accidents vasculaires cérébraux [46]. En revanche, en termes de niveaux, les risques estimés apparaissent plus élevés. En effet, les augmentations de risque de mortalité toutes causes liées à une exposition chronique à long terme aux particules (pour une élévation des niveaux moyens annuels de 10 mg/m 3 ) sont plutôt de l ordre de 5 % [47,48] alors que, par exemple, Jerrett et al. [49] rapportent des élévations de risque plus de trois fois supérieures à proximité du trafic. Cela pourrait s expliquer en partie par une plus grande toxicité des polluants émis par le trafic routier comparée à celles des polluants émis par d autres sources. En l occurrence, les particules liées au trafic sont particulièrement riches en métaux et hydrocarbure aromatique polycyclique (HAP), composés aux propriétés mutagènes et cancérogènes très marquées [2,50], et qui par ailleurs sont susceptibles d entraîner les réactions d oxydation et la production de radicaux libres à l origine de phénomènes inflammatoires tels que décrits plus haut [46]. Ces résultats peuvent également s expliquer par les méthodes mises en œuvre qui fournissent une plus grande précision dans l évaluation de l exposition individuelle [49]. En effet, ici, l exposition est estimée à l échelle intra-urbaine alors que dans les études portant sur la pollution de fond, l exposition individuelle est la plupart du temps approchée par le niveau moyen de pollution d une ville entière. Cette revue a par ailleurs permis d illustrer la multiplicité des méthodes de mesure des expositions utilisées dans les études épidémiologiques qui se sont intéressées aux effets sanitaires des expositions à la pollution du trafic. Or, si cette variété de méthode a permis d adapter les analyses aux données disponibles localement, elle rend difficile la comparaison des résultats. Une plus grande cohérence des différentes approches et la recherche d indicateurs standardisés semblent ainsi nécessaires, en particulier pour réaliser une méta-analyse [9] et permettre l évaluation des impacts sanitaires attribuables à cette pollution proprement dite. En effet, ces évaluations ne sont possibles aujourd hui que pour la pollution de fond, grâce à une méthodologie validée au niveau national [51] et européen, et sous-estiment l impact global de la pollution atmosphérique [52]. Afin de pallier ce manque, une réflexion a été menée dans le cadre du projet européen APHEKOM 5. L objectif était de définir un protocole (construction des indicateurs, sélection des zones d étude et choix des relations exposition-risque...) permettant notamment d évaluer l impact sanitaire de la pollution atmosphérique de proximité liée au trafic dans les grandes agglomérations européennes. Dans ce cadre, une évaluation portant sur dix villes européennes estime ainsi que le fait de résider à proximité (à moins de 150 m) d un axe à grande circulation (comptant plus de véhicules par jour) serait responsable de 9 à 25 % des nouveaux cas d asthme chez les enfants et de 10 à 35 % des cas de bronchopneumopathies chroniques obstructives et de maladies coronariennes chez les adultes de plus de 65 ans. 5 Improving Knowledge and Communication for Decision-Making on Air Pollution and Health in Europe Conclusion La pollution atmosphérique de proximité fait aujourd hui l objet de plus en plus d attention. La caractérisation de ses zones d influence et de ses modes d exposition majoritaires s améliore, ce qui devrait permettre d identifier plus finement les populations les plus exposées ou susceptibles de l être. En ce qui concerne l étude des effets sanitaires, une littérature abondante a vu le jour au cours de la dernière décennie. Bien que la plupart des indicateurs d exposition utilisés dans les études épidémiologiques ne prennent en compte que partiellement l exposition à ce type de pollution, et parfois même de manière grossière, ils permettent d approcher des contrastes d exposition bien réels qui se manifestent par un état de santé plus dégradé des populations résidant à proximité des sources de trafic routier. Ces observations sont mieux étayées en ce qui concerne les phénomènes d exacerbation de l asthme chez l enfant. Les résultats de ces études ne peuvent pas être directement transposés d une région à une autre compte tenu des spécificités en termes de bâti, d urbanisation, de parc automobile et d habitudes de vie (notamment les modes de déplacement) qui peuvent être observées. Toutefois, ils fournissent des premiers éléments permettant de guider l action publique dans la gestion de la qualité de l air. Par ailleurs, un certain nombre de travaux a montré que les populations les plus défavorisées étaient, d une part, les plus exposées à la pollution atmosphérique [53,54] et qu elles présentaient, d autre part, une susceptibilité accrue à ses effets [55]. En conséquence, la pollution de proximité agit sur la production d inégalités d expositions environnementales et d inégalités de santé. En termes de gestion, s il est évident qu une action sur les sources permettant de limiter les émissions de polluants est nécessaire, en particulier concernant le trafic routier, des actions sur les aménagements urbains pourraient aussi permettre de limiter la surexposition de certaines populations. En effet, les choix de l implantation des bâtiments ainsi que des aménagements routiers devraient être pensés afin de minimiser l impact de la circulation routière sur l air des espaces fréquentés par la population. Déclaration d intérêts Les auteurs déclarent ne pas avoir de conflits d intérêts en relation avec cet article. Références [1] Brunekreef B, Holgate ST. Air pollution and health. Lancet 2002; 360: [2] Schlesinger RB, Kunzli N, Hidy GM, Gotschi T, Jerrett M. The health relevance of ambient particulate matter characteristics: coherence of toxicological and epidemiological inferences. Inhal Toxicol 2006;18: [3] Frere, et al. 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