Nous devons améliorer la qualité de l'air intérieur : voici pourquoi et comment

L'amélioration de la ventilation, de la filtration et d'autres facteurs des bâtiments réduirait non seulement la transmission du COVID, mais améliorerait également la santé et les performances cognitives en général.

Nous passons 90 % de notre vie à l'intérieur, mais la plupart d'entre nous pensent rarement à la qualité de l'air que nous y respirons.

Il y a plus d'un siècle, l'infirmière et statisticienne pionnière Florence Nightingale a proclamé l'importance de la ventilation en plein air et dans la chambre des patients tuberculeux. Aujourd'hui, dans les pays nordiques, il est courant de laisser les bébés faire la sieste dehors, parfois par des températures glaciales. Mais même si les humains attribuent depuis longtemps des bienfaits pour la santé à l'air frais extérieur, c'est une leçon que beaucoup d'entre nous semblaient avoir largement oubliée, jusqu'à ce que la pandémie de COVID-19 nous oblige à la réapprendre.

Il est maintenant largement reconnu que le SRAS-CoV-2, le virus qui cause le COVID, est fréquemment transmis par des gouttelettes en suspension dans l'air appelées aérosols qui sont en suspension dans l'air et peuvent se déplacer sur de courtes et de longues distances. "Il s'agit d'un virus qui se propage dans l'air presque exclusivement à l'intérieur. Si nous commençons par là, alors le bâtiment compte", déclare Joseph Allen, professeur agrégé à la Harvard T. H. Chan School of Public Health et directeur de son programme Healthy Buildings.

Alors que les États-Unis et de nombreux autres pays abandonnent les obligations de port du masque et d'autres mesures à court terme pour aider à réduire la propagation du SRAS-CoV-2, l'amélioration de la qualité de l'air intérieur devient encore plus cruciale. "Alors que nous commençons à nous éloigner de ces obligations et réglementations gouvernementales, nous avons besoin de stratégies... passives, qui fonctionnent en arrière-plan", déclare Joseph Allen. "L'air pur ne devrait pas être source de conflit partisan."

Un air intérieur plus propre présente d'autres avantages en plus de réduire le risque de COVID. La grippe et d'autres virus respiratoires se propagent également dans l'air et causent une énorme quantité de maladies et une perte de productivité. De plus, des études ont montré qu'une mauvaise ventilation a toutes sortes d'autres effets sur la santé, du «syndrome des bâtiments malsains» aux impacts cognitifs.

Peut-être que la société pourrait tirer une leçon de la façon dont elle considère le traitement de l'eau. De nombreuses mesures sont prises pour assurer la qualité de l'eau dans les systèmes publics. Pourquoi ne pas faire la même chose pour l'air ?

Pour la plupart, "nous ne comptons pas sur les gens aux États-Unis pour filtrer leur eau individuellement ; nous fournissons de l'eau potable propre et sûre", déclare Linsey Marr, professeur de génie civil et environnemental à Virginia Tech et expert de premier plan sur la transmission des virus par aérosol. "Je pense qu'il est temps de commencer à penser à notre air intérieur de la même manière."

Au cours des 40 dernières années environ, les ingénieurs ont conçu des bâtiments avec des "enveloppes" plus étroites, ce qui signifie qu'ils permettent moins d'échange d'air avec l'extérieur, afin d'améliorer l'efficacité énergétique, selon Joseph Allen. Mais le résultat est que nombre de nos bâtiments sont désormais des usines à germes optimisées.

Une grande attention est accordée à la qualité de l'air extérieur - c'est l'un des principaux rôles de l'Agence fédérale de protection de l'environnement (EPA). Mais les gens passent beaucoup plus de temps à l'intérieur, où nous sommes régulièrement exposés non seulement aux polluants environnementaux, mais aussi aux polluants intérieurs allant des agents pathogènes aux fumées de cuisson en passant par les produits chimiques rejetés par les meubles.

"Les humains sont des créatures d'intérieur incroyables", déclare Richard Corsi, doyen du College of Engineering de l'Université de Californie à Davis. La durée de vie moyenne aux États-Unis avant la pandémie était d'environ 79 ans, et "nous passons 69 ans à l'intérieur des bâtiments". De cela, note Richard Corsi, "54 ans sont passés à l'intérieur des foyers domestiques".

L'American Society of Heating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) est un organisme de l'industrie américaine qui établit des normes pour ce qu'elle appelle la "qualité acceptable de l'air intérieur".

Pour les bâtiments non résidentiels, cela est défini comme « un air dans lequel il n'y a pas de contaminants connus à des concentrations nocives, tel que déterminé par les autorités compétentes, et avec lequel une majorité substantielle (80 % ou plus) des personnes exposées n'expriment pas d'insatisfaction ».

Pour les bâtiments résidentiels, la définition est « l'air à l'égard duquel une majorité substantielle d'occupants n'expriment aucune insatisfaction en ce qui concerne l'odeur et l'irritation sensorielle et dans lequel il n'est pas probable qu'il y ait des contaminants à des concentrations connues pour présenter un risque pour la santé ».

Joseph Allen dit que les concepteurs et les gestionnaires de bâtiments devraient s'efforcer de trouver quelque chose de mieux que simplement « acceptable ». Ces normes sont « bien en deçà » de ce qui est nécessaire pour se protéger contre le COVID, la grippe et d'autres maladies infectieuses, dit-il. D'autres sont d'accord. "Pensez à quelqu'un qui vend une voiture et qui utiliserait ce genre de publicité :" Achetez notre voiture ; ce sera acceptable pour vous", dit Richard Corsi. "Je ne pense pas que beaucoup de gens achèteraient cette voiture."

Les normes ASHRAE visent à limiter l'exposition aux substances nocives avec des limites d'exposition connues, telles que le formaldéhyde et d'autres composés organiques volatils, mais pas aux agents pathogènes - pour lesquels il existe beaucoup moins de données - selon William P. Bahnfleth, président de l'ASHRAE Epidemic Task Force et professeur d'ingénierie architecturale à l'Université d'État de Pennsylvanie. "Les taux de ventilation minimum actuels - seuls - ne fournissent pas une atténuation complète du risque de transmission de maladies aéroportées", a écrit William P. Bahnfleth dans un e-mail à Scientific American. Il a ajouté que bien que le risque de transmission ne puisse pas être réduit à zéro, combiner des précautions telles que la vaccination, l'utilisation de masques et les limites d'occupation avec des pratiques d'ingénierie, y compris la ventilation, la filtration et la désinfection de l'air, "est le moyen le plus efficace de minimiser les risques".

Changer les normes de qualité de l'air prend du temps. En attendant, certaines mesures peuvent être prises immédiatement pour améliorer l'air que nous respirons à l'intérieur. Ces étapes consistent à renforcer quatre piliers principaux de la qualité de l'air intérieur : le contrôle à la source, la ventilation, la filtration et la désinfection.

En 1858, le chimiste Max von Pettenkofer, l'un des pionniers du mouvement pour la qualité de l'air intérieur, écrivait que si un espace contient un tas de fumier, il ne faut pas essayer d'éliminer l'odeur par ventilation mais plutôt retirer le fumier.

En termes modernes et plus larges, cela signifie que les gens peuvent empêcher les polluants d'être rejetés dans l'air en limitant les sources potentielles. Par exemple, on pourrait réduire les fumées de cuisson en utilisant une cuisinière électrique au lieu d'une cuisinière à gaz.

En ce qui concerne les agents pathogènes comme le SRAS-CoV-2, une personne qui a été sciemment exposée pourrait porter un masque de haute qualité ou rester à la maison si elle présente des symptômes.

Bien sûr, de telles mesures ne peuvent à elles seules empêcher tous les agents pathogènes ou autres polluants de pénétrer dans l'air, c'est pourquoi d'autres mesures sont nécessaires.

Le niveau de ventilation d'un bâtiment fait référence à la quantité d'air extérieur frais qui y est introduit ; cet air frais dilue la concentration de particules chargées de virus dans l'air. Imaginez une particule de SRAS-CoV-2 à l'intérieur comme une goutte de colorant alimentaire dans une tasse d'eau. À l'extérieur, cela ressemble plus à une goutte de colorant dans l'océan - il devient rapidement tellement dilué qu'il est indétectable. La ventilation rend la "tasse" intérieure plus proche de "l'océan" extérieur.

Le moyen le plus simple et le moins cher d'améliorer la ventilation est d'ouvrir une fenêtre, mais ce n'est pas toujours une option viable, surtout si l'air extérieur est plus pollué que celui de l'intérieur. « C'est un énorme problème d'équité. Tout le monde ne peut pas ouvrir les fenêtres et faire entrer de l'air frais », explique Kimberly Prather, chimiste de l'atmosphère et professeur à la Scripps Institution of Oceanography et à l'Université de Californie à San Diego. Les personnes de couleur, par exemple, sont plus susceptibles de vivre et de travailler dans des endroits où elles sont exposées à une pollution nocive.

La fumée des feux de forêt crée également fréquemment une mauvaise qualité de l'air dans de nombreuses régions de l'ouest des États-Unis.

Outre les fenêtres, une autre source de flux d'air intérieur est un système de chauffage, de ventilation et de climatisation (HVAC). La plupart de ces systèmes permettent à un gestionnaire de bâtiment de faire varier la quantité d'admission d'air frais. Il devrait généralement être réglé au maximum, disent les experts, à condition que la qualité de l'air extérieur soit sûre. Pourtant, de nombreux bâtiments, en particulier avant la pandémie, ont vu leur système HVAC  réglé pour faire recirculer l'air vicié. Une bonne règle de base est de viser au moins six renouvellements d'air par heure grâce à la ventilation ou la quantité équivalente d'air frais grâce à la filtration.

Une façon d'évaluer la quantité de ventilation dans un espace consiste à utiliser un capteur de dioxyde de carbone. Les humains exhalent du CO₂ lorsque nous respirons, de sorte que les niveaux de ce gaz fournissent un bon indicateur de la dilution de l'air. Les valeurs inférieures à environ 800 parties par million sont potentiellement bien ventilées, selon les Centers for Disease Control and Prevention (CDC) des États-Unis.

La filtration consiste à éliminer les particules et autres polluants de l'air. Une norme appelée valeurs minimales de rapport d'efficacité (MERV) offre un moyen de comparer différents filtres. Le filtre de référence est un filtre à particules à haute efficacité (HEPA), qui peut éliminer 99,97 % des particules en suspension dans l'air d'une taille de 0,3 micron, et un pourcentage encore plus élevé de particules plus grandes ou plus petites (qui sont toutes deux piégées plus efficacement). . HEPA équivaut à une cote de MERV 17 ou plus. William P.Prather et Richard Corsi recommandent tous deux de mettre à niveau les filtres à au moins MERV 13 pour la plupart des environnements intérieurs tels que les écoles ou les bureaux. De nombreux systèmes CVC peuvent être mis à niveau vers cette norme, mais certains très anciens peuvent avoir des problèmes avec des filtres plus efficaces, ce qui peut provoquer des fuites d'air autour des filtres, c'est donc une bonne idée de vérifier avec un expert en HVAC.

Si le bâtiment en question ne dispose pas d'un système de HVAC (de nombreuses maisons, par exemple, n'en ont pas), une option consiste à acheter un ou plusieurs purificateurs d'air portables. Ces appareils fonctionnent généralement bien, à condition qu'ils soient de la taille appropriée pour une pièce. Ils peuvent fonctionner à grande vitesse pour filtrer l'air plus rapidement à des moments précis comme une fête ou lorsqu'un membre de la famille est malade du COVID.

Cependant, les purificateurs d'air portables ne sont pas bon marché ; un modèle de bonne qualité commence à environ 300 Euros, et le prix augmente à partir de là. Heureusement, certains chercheurs ont mis au point une solution plus abordable connue sous le nom de boîte Corsi-Rosenthal. Nommé d'après U.C. Davis's Corsi et Jim Rosenthal, PDG du fabricant de filtres Tex-Air Filters, qui ont tous deux aidé à développer l'idée, il s'agit essentiellement d'un filtre à air de bricolage composé d'un ventilateur de boîte et de quatre ou cinq filtres MERV collés ensemble. Les instructions pour construire ces boîtes sont disponibles en ligne, et elles fonctionnent étonnamment bien. Une boîte Corsi-Rosenthal dans un dortoir de 200 pieds carrés (environ 19 mètres carrés) a atteint l'équivalent d'environ 24 échanges d'air par heure, à égalité avec un hôpital américain typique et mieux que la plupart des purificateurs d'air portables de taille similaire. En effet, même si l'efficacité de filtration d'une box Corsi-Rosenthal est inférieure à celle des filtres HEPA de la plupart des purificateurs d'air portables, le débit est beaucoup plus important, grâce au grand ventilateur. Le seul reproche est le bruit, mais Corsi et ses collègues travaillent sur des conceptions plus silencieuses.

Enfin, il y a la désinfection de l'air : inactivation des virus grâce à la lumière ultraviolette. C'est mieux pour les environnements à haut risque tels que les hôpitaux ou les cafétérias scolaires, dit Marr de Virginia Tech. Il fonctionne en faisant briller la lumière UV sur le dessus d'une pièce, ce qui neutralise les agents pathogènes en suspension dans l'air lorsqu'ils circulent dans cet espace. Certaines longueurs d'onde de la lumière UV sont nocives pour les humains, bien qu'il existe une longueur d'onde appelée UVC lointain qui peut être plus sûre pour les humains.

Cependant, la plupart des systèmes UV sont coûteux à installer. Et il y a beaucoup d'arnaques dans ceux-ci. "Si cela semble trop beau pour être vrai", dit Marr, "c'est probablement le cas". Pour la plupart des maisons et des petites entreprises, se concentrer sur la ventilation et la filtration est probablement le moyen le plus simple d'améliorer la qualité de l'air.