Aération et santé Traduction de l article Luchtverversing en gezondheid, publié dans la revue Veiligheidsnieuws, n 181, p. 20-22 Auteurs: Maurits de Ridder et Tom Geens L arrêté royal du 10 octobre 2012 fixant les exigences de base générales auxquelles les lieux de travail doivent répondre, fixe, en sa Section IV, différentes règles en matière d aération. Les travailleurs occupés dans des lieux de travail fermés doivent disposer d'un air sain en quantité suffisante. A cet effet, l'aération se fait de façon naturelle ou au moyen d'une installation d'aération. Quand peut-on parler d «air sain en quantité suffisante»? L importance d une bonne aération La ventilation des locaux où les travailleurs sont actifs, est nécessaire pour différentes raisons. L air peut être contaminé par des substances chimiques, des agents infectieux ou des allergènes. Tout d abord, il faut éliminer la pollution de l air causée par la présence et l activité des personnes dans le local. Il est ici question du CO2, de la vapeur d eau, des particules ainsi que des substances volatiles (y compris olfactives). La dilution permet de maintenir les concentrations à des niveaux acceptables. Les personnes propagent également des virus et des bactéries, dont certains sont vecteurs de maladies. Des maladies telles que la grippe se propagent d une personne à une autre, dans l air du local. La dilution par apport d air sain peut permettre de maintenir les concentrations en germes pathogènes dans le local à un niveau bas, de manière à ne pas atteindre la dose nécessaire au développement d une infection. Une bonne aération, couplée à une bonne régulation de la température et de l humidité, permet de limiter la prolifération des moisissures à un niveau minimal, ce qui a pour conséquence une présence quasi nulle, dans l espace de travail, d allergènes pouvant causer asthme et allergies. L impact d une mauvaise ventilation est sous-estimé. Elle occasionne symptômes, plaintes, désagréments et mécontentement chez les travailleurs. Ce qui a un effet direct et indirect sur la performance. Une mauvaise ventilation a également une incidence sur les affections des voies respiratoires et, donc, sur l absentéisme. La ventilation de l espace de travail est souvent définie sur la base de la perception subjective de la qualité de l air. C est important, mais insuffisant. Les risques pour la santé, tant à court terme qu à long terme, doivent aussi être pris en compte dans la détermination des débits de ventilation. Ces effets ne peuvent être détectés que par des études scientifiques, pas par des perceptions individuelles. L enquête scientifique permet de tirer certaines leçons. Débit de ventilation La ventilation au moyen d air extérieur sert à éliminer la pollution produite dans la pièce et à y maintenir ainsi des concentrations basses. Cet air vicié provient des personnes elles-mêmes (respiration, évaporation de la sueur, particules de peau, cheveux), de leurs vêtements, des matériaux de construction, du mobilier, du revêtement de sol et des stores, ainsi que des processus, du matériel et des appareils qui produisent une forme de pollution. Les émissions varient fortement selon les types d espaces. Au sein d un même local, on peut noter de grandes différences, tant sur le plan spatial que temporel. Il faut aussi tenir compte du fait que l air extérieur acheminé à l intérieur peut, lui aussi, être contaminé par des agents nocifs pour la santé. La relation entre débit de ventilation et effets sur la santé a fait l objet de nombreuses publications. Une récente revue des études de qualité (évaluation correcte du débit de ventilation, diagnostic correct des effets sur la santé) a servi de base à la détermination de critères minima. Dans les écoles, on a pu constater un lien entre des débits de ventilation faibles et une augmentation des symptômes respiratoires et de l absentéisme. Dans les casernes aux Etats-Unis et au Canada, un lien a pu être démontré entre la ventilation et les affections respiratoires contagieuses. Dans les casernes mal ventilées, on notait % d affections aigues en plus.
Dans les bureaux, on a constaté une relation dose réponse entre la fréquence des plaintes et symptômes liés à l espace de travail et le débit de ventilation. Dans presque toutes les études, on a constaté une prévalence accrue des plaintes dès lors que le débit est inférieur à 10 litres par seconde par personne. Plus le débit de ventilation augmente, plus le nombre de plaintes diminue. Au-delà de 25 l/s par personne, il n y a plus d avantage supplémentaire à augmenter le débit. Le congé de maladie de courte durée est de 35 % inférieur dans le cas d un débit de ventilation de 24 l/s par personne, par rapport à un débit de ventilation de 12 l/s par personne. Pour limiter à un minimum les plaintes, symptômes et absences pour cause de maladie, il convient d opter pour un débit de ventilation de 25 l/s par personne dans les bureaux. Différentes études, tant expérimentales que vécues, se sont penchées sur la relation entre l apport d air frais dans les bureaux et la performance objectivement mesurée (productivité) des travailleurs. Presque toutes les études ont conclu à une augmentation de la performance. L accroissement de la performance par 10 l/s par personne de ventilation supplémentaire est de 2 à 3,5 % dans la tranche de ventilation 6,5 10 l/s par personne, 1 à 2 % dans la tranche 10 20 l/s par personne et 0,5 à 1 % dans la tranche 20 40 l/s par personne. Au-delà de 45 l/s par personne, une ventilation supplémentaire n apporte plus aucune augmentation de performance. Un débit de ventilation de 25 l/s par personne est supérieur à ce que préconisent la plupart des normes et recommandations. L AR sur les lieux de travail impose, pour les installations d aération, un minimum de 30 m³ par heure et par personne, soit 8,3 l/s par personne. Cette valeur a été fixée il y a longtemps et ne tient pas compte des nouvelles données en matière de relation à la santé et la performance. Un débit de ventilation plus élevé entraînera un surcoût pour les entreprises. Mais plusieurs études montrent que les coûts cachés liés à la performance moindre et à l absentéisme sont supérieurs aux coûts visibles liés à la ventilation supplémentaire. La norme NBN EN 13779 (Ventilation dans les bâtiments non résidentiels- Spécifications des performances pour les systèmes de ventilation et de climatisation) donne, comme valeur standard, une norme de 20l/s par personne pour une qualité élevée de l air intérieur. Notons également qu une augmentation de la ventilation seule ne sera pas suffisante en l absence de mesures de limitation de la pollution, telles que des mesures à la source (par exemple, le revêtement de sol) et un nettoyage approfondi fréquent des locaux. Si l on veille à maintenir les surfaces propres, on peut obtenir une réduction d environ 20 % des infections telles que la grippe. Une attention pour ces aspects est toujours requise. Concentration en dioxyde de carbone Le rejet de dioxyde de carbone ou CO2 est la conséquence du métabolisme humain. Plus l effort physique est lourd, plus la quantité d oxygène consommé est grande et plus la production de dioxyde de carbone sera élevée. L activité des travailleurs ne peut pas entraîner de manque notable d oxygène (à l exception des activités réalisées dans de petits espaces clos hermétiques). Par contre, la concentration en CO2 dans le local de travail peut augmenter. A l extérieur, la concentration se situe généralement autour des 400 ppm. En environnement urbain, ce niveau peut être supérieur. La concentration dans un local dépend de la production (nombre de personnes, activité et durée), du volume de l espace et du débit de ventilation. Dans un espace mal ventilé occupé par plusieurs personnes, la concentration peut monter jusqu à 1000 ppm et même 3000 ppm à la fin de la journée de travail. De telles concentrations de CO2 ne sont pas toxiques en tant que telles, mais constituent un indicateur de la pollution globale liée à la présence et l activité humaines. A partir de quelle concentration de CO2 des effets vont-ils se manifester? Les résultats des enquêtes divergent quelque peu. La plupart des études indiquent que les plaintes et symptômes augmentent avec la concentration. Plus de la moitié des études situent le seuil de la manifestation de plaintes autour de 600 ppm et moins (jusqu à 500 ppm). 600 ppm correspondent grosso modo à un débit de ventilation d environ 20 l/s par personne. Il est logique que les résultats des enquêtes divergent, car de nombreux autres facteurs jouent aussi un rôle dans la détection ou non d effets. C est la raison pour laquelle une enquête expérimentalement contrôlée est nécessaire. Une expérience approfondie a récemment été menée avec des concentrations de CO2 de l ordre de 600, 1000 et 2500 ppm. Les fonctions cognitives (aptitudes décisionnelles) ont été évaluées par le biais d un test informatique. Par comparaison à une concentration de 600 ppm, une concentration de 1000 ppm a mis en avant une diminution faible mais sensible des résultats au test. L effet était très clair à 2500 ppm. Ces résultats confirment que la limite de 1000 ppm est trop élevée.
La norme NBN EN 13779 (Ventilation dans les bâtiments non résidentiels- Spécifications des performances pour les systèmes de ventilation et de climatisation) donne, comme valeur standard, un niveau de CO2 de 350 ppm au-dessus du niveau de l air extérieur, pour une qualité élevée de l air intérieur. Cela correspond environ à une limite de concentration de maximum 800 ppm. Humidité relative et santé L humidité de l air peut être exprimée de différentes façons, mais la plupart du temps on utilise le paramètre de l humidité relative HR. La HR est le ratio, exprimé en pourcentage, entre la quantité de vapeur d eau présente dans l air et la quantité maximale de vapeur d eau que l air peut contenir à cette température. L homme ne dispose pas d un récepteur spécifique ou d un capteur pour l humidité. La perception se fait indirectement via l irritation des muqueuses (ressenti de la sécheresse au niveau des yeux, de la gorge et de la peau). Cette perception n est pas uniquement influencée par la HR (effet direct), mais aussi par la qualité de l air (la présence de pollution par des substances volatiles et des particules irritantes), les facteurs climatiques et le courant d air et par des agents physiques, tels que le rayonnement optique, la pression de l air et l électricité statique. Ensuite, la HR peut également jouer un rôle à long terme en favorisant des infections et des allergies. Les niveaux de la HR au-dessus desquels ou en-dessous desquels un effet interviendra, dépendent du type d effet que l on étudie. Pour établir une limite globale pour la HR, on doit effectuer une synthèse des limites spécifiques à l effet. Les effets abordés ici valent uniquement pour une température ambiante intérieure normale de 19 à 27 C. Effets directs L irritation des yeux est une des premières plaintes qui apparaît en cas de faible humidité de l air. L air sec occasionne l évaporation de l eau dans le film lacrymal sur la cornée. Le dessèchement commence à partir de 35% de HR. Le niveau diffère d une personne à l autre et est influencé par l âge, le sexe, les lentilles de contact, les cosmétiques, la médicamentation et certaines maladies. Des études ont démontré une performance diminuée pendant des tâches visuelles, telles que la lecture, le calcul, la dactylographie, en cas de HR inférieure à 35%. La HR idéale pour les yeux se situe entre 40 et 50%. L appareil mucociliaire du nez, de la gorge et des voies respiratoires requiert une humidité minimale de l air pour bien fonctionner. Pour ce faire, un minimum de 30% de HR est nécessaire, mais il y a des différences inter-individuelles très importantes et certains ont besoin d une HR de minimum 45%. En cas de faible humidité de l air, de l eau est extraite de la peau (évaporation trans-épidermique). En cas d une HR inférieure à 30%, cette évaporation ne peut plus être suffisamment compensée. Perturbation par la qualité de l air La HR peut influencer le dégagement de substances organiques volatiles irritantes, telles que l aldéhyde formique, et renforcer l effet irritant de ces substances sur les muqueuses. L effet sur la muqueuse oculaire est plus grave à 20% de HR par rapport à 50% de HR. Aussi entre 21 et 30% et plus de 30% de HR on peut voir une différence. L irritation des yeux par l ozone est plus forte à 2% de HR qu à 50% de HR, mais parce que c est un processus complexe avec des facteurs d interférence, il est difficile de déterminer un seuil. La HR a un effet sur la formation et la grandeur des particules dans l air. Une HR faible et élevée provoque plus de dépôts de particules, mais son effet n est pas clair sur l irritation des muqueuses. Perturbation par les facteurs climatiques Une humidité de l air trop élevée préviendra, en cas de températures élevées, l évaporation de la sueur, ce qui fait que l on ressentira l environnement comme lourd et collant. Une HR de 60% est bien en ce qui concerne le confort à 20 C, mais à 28 C sera ressentie comme inconfortable. Avec une température de l air de 22 C, la HR pour le travail de bureau est la plus confortable entre 40 et 45%.
Le vent causera, en raison de la vitesse accrue du courant de l air à hauteur des yeux, une évaporation supplémentaire des larmes, ce qui fait qu une irritation plus rapide apparaît. Effets par les agents physiques Une pression de l air accrue entraîne une évaporation accélérée des larmes précornéales. Cela peut intervenir à partir de 1200 à 2000 mètres de haut. En cas de travail sur écran, la fréquence de clignement diminue, ce qui fait que les larmes précornéales diminueront et l œil est plus sensible en raison d autres influences. Le rayonnement optique directement sur les yeux et la peau réchauffera la couche extérieure, ce qui fait apparaître une augmentation de l évaporation de l humidité. L électricité statique apparaît si des charges s accumulent sur un objet. L électricité statique intérieure est souvent associée à de l air sec en hiver. Cependant, l électricité statique est peu influencée par l humidité de l air en soi, car la HR a peu d effet sur la constante diélectrique de l air. L électricité statique est surtout dépendante de la conductivité électrique des objets. Celle-ci diminue avec un taux d humidité décroissant. Le taux d humidité influence donc indirectement l électricité statique et ce, mais pas pour toutes les substances (par exemple pas pour les plastiques et le caoutchouc). En cas de contact avec un objet chargé, un choc avec une réaction de frayeur peut apparaître. Ce n est pas nocif, mais c est incommodant et éventuellement un risque pour la sécurité peut se constituer. Au-dessus de 40 à 45 % de HR, des phénomènes électrostatiques sont plutôt rares. Infections et allergies Des virus avec une enveloppe lipidique (influenza, parainfluenza, corona, RSV) survivent le plus longtemps dans l air avec une humidité entre 20 et 30 %. Des virus sans enveloppe lipidique (adeno, rhino) survivent le mieux avec une HR située entre 70 à 90 %. La survie minimale pour l ensemble des virus se situe entre 40 et 70 % de HR. La première heure après la dispersion dans l air, l infectivité du virus de l influenza est 4 fois plus grande avec une HR inférieure à 23% qu avec une HR supérieure à 43%. Maintenir une HR entre 40% et 60% permet une réduction significative des infections des voies respiratoires et de l absentéisme. La recherche épidémiologique dans les écoles, les casernes et les bureaux le démontre. L acarien, cause importante d allergie, ne peut se développer qu avec une HR supérieure à 60. Normalement, dans l environnement de travail, l acarien n est pas un problème, mais il peut être présent dans le revêtement de textile. Des moisissures peuvent occasionner des réactions allergiques, telles que l asthme, la rhinite. Pour croître, elles ont besoin d une HR supérieure à 75%. En cas de HR inférieure, des moisissures peuvent encore croître sur des ponts thermiques. Conclusion globale Idéalement, l humidité de l air se situe entre 45 et 50 %, mais des valeurs entre 40 et 60 % sont encore très bonnes. En cas d une HR supérieure à 40 %, on évite des effets directs, des infections des voies respiratoires et de l électricité statique. Si la HR est inférieure à 60%, on évite des réactions allergiques et des infections. Lorsqu aucun autre facteur n est présent susceptible de renforcer l effet (particules, substances irritantes, agents physiques, épidémie de grippe), 35 à 70% sont encore acceptables. La norme NBN EN 13779 (Ventilation dans les bâtiments non résidentiels- Spécifications des performances pour les systèmes de ventilation et de climatisation) donne, pour l humidité de l air, un minimum l hiver de 40 % pour 22 C, et un maximum l été de 60 % pour 26 C. La norme NBN EN 15251 (Critères pour l'environnement intérieur et évaluation des performances énergétiques des bâtiments couvrant la qualité d'air intérieur, la thermique, l'éclairage et l'acoustique) donne, pour une qualité élevée de l air intérieur, une HR entre 30 et 50 %.
Conclusion Les études scientifiques montrent que, si nous voulons protéger la santé des travailleurs de manière optimale, nous devons veiller à ce que le débit de ventilation soit au moins de 20 litres par seconde par personne, à ce que la concentration en CO2 soit inférieure à 800 ppm et à ce que l humidité relative se situe entre 40 en 60 %.