L'air intérieur est plein de virus de la grippe et du COVID. Les pays vont-ils le nettoyer ?

La pandémie actuelle a attiré l'attention sur l'importance d'un air intérieur sain et pourrait stimuler des améliorations durables de l'air que nous respirons.

Les bars en Belgique pourraient être parmi les endroits les plus sains pour prendre un verre en juillet. C'est à ce moment-là qu'une nouvelle loi entre en vigueur, exigeant que les lieux publics respectent les objectifs de qualité de l'air et affichent des mesures en temps réel des concentrations de dioxyde de carbone - un indicateur de la quantité d'air pur acheminé.

Les consommateurs belges obtiendront encore plus d'informations en 2025, lorsque les salles de sport, les restaurants et les espaces de travail intérieurs devront tous afficher des évaluations de qualité de l'air attribuées par le biais d'un système de certification. En cas de future pandémie, le système de notation belge pourrait déterminer si un lieu est fermé ou non.

La loi, promulguée en juillet 2022, est la plus audacieuse d'une série de mesures que les pays ont prises à la suite de la pandémie de COVID-19 pour rendre les espaces intérieurs plus sûrs face aux maladies infectieuses causées par des virus tels que le SRAS-CoV-2 et la grippe.

En mars 2022, le gouvernement américain a lancé un "Clean Air in Buildings Challenge" pour inciter les propriétaires et les exploitants de bâtiments à améliorer leur ventilation et la qualité de l'air intérieur.

En octobre de l'année dernière, l'État de Californie a adopté une loi exigeant que tous les bâtiments scolaires fournissent un air intérieur pur.

Et en décembre, la Maison Blanche a annoncé que tous les bâtiments fédéraux – quelque 1 500 au total – répondraient aux exigences minimales de sécurité aérienne.

Toujours en décembre, l'American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers (ASHRAE) - un organisme de l'industrie de la construction dont les recommandations sont adoptées dans la loi par le biais des codes du bâtiment locaux aux États-Unis et ailleurs - a annoncé qu'elle élaborerait des normes qui prendraient en compte le risque d'infection d'ici juin 2023.

En juin dernier, les principaux organismes d'ingénierie du Royaume-Uni ont publié un rapport, commandé par le gouvernement, qui appelait à des réglementations exécutoires sur la qualité de l'air pour rendre les bâtiments sûrs pendant toute leur durée de vie (voir go.nature.com/3kgsmjt). D'autres pays prennent également des mesures, par exemple en déployant des moniteurs de qualité de l'air dans les salles de classe.

Les spécialistes de la qualité de l'air intérieur sont encouragés par la perspective que la pandémie puisse apporter des améliorations durables à l'air que nous respirons à l'intérieur. Le virus SARS-CoV-2 qui cause le COVID-19 se propage principalement dans les espaces intérieurs, tout comme les agents pathogènes qui conduisent à d'autres maladies infectieuses, telles que la varicelle, la rougeole, la tuberculose et la grippe saisonnière.

"Il n'y a jamais eu, dans l'histoire, autant d'action sur la qualité de l'air intérieur", déclare Lidia Morawska, scientifique en aérosols à l'Université de technologie du Queensland à Brisbane, en Australie.

Mais d'énormes défis nous attendent, en particulier pour le parc existant d'écoles, d'immeubles de bureaux et d'autres lieux publics. Les moderniser avec la technologie nécessaire pour fournir de l'air pur à des niveaux suffisants sera une entreprise immense et coûteuse, selon les experts dans ce domaine. Mais, soutiennent-ils, les avantages l'emporteraient sur les coûts.

Selon une estimation, les épidémies de grippe pandémique et saisonnière coûtent au Royaume-Uni 23 milliards de livres sterling (27 milliards de dollars) par an en moyenne (voir « Le coût élevé des épidémies »), et le pays pourrait économiser 174 milliards de livres sterling sur une période de 60 ans. période en améliorant la ventilation des bâtiments (voir go.nature.com/3ktumeg).

Rendre les espaces intérieurs à l'abri des infections pourrait également réduire l'exposition aux polluants tels que les particules fines provenant de la fumée et de la cuisson des feux de forêt, les composés organiques volatils lessivés des meubles et les moisissures et le pollen allergènes. Mais cela pourrait également augmenter les coûts énergétiques et contribuer aux émissions de gaz à effet de serre.

Les chercheurs s'efforcent toujours de déterminer la meilleure façon de ventiler les espaces intérieurs pour empêcher la propagation des infections, et quelles technologies alternatives pourraient remplacer ou améliorer les systèmes de ventilation mécanique. Mais beaucoup disent que l'on en sait déjà assez pour commencer à exiger des espaces intérieurs plus sûrs.

C'est une course contre la montre. Alors que l'inquiétude suscitée par le COVID-19 diminue, les experts se demandent quels progrès les pays feront avant la prochaine grande épidémie d'une maladie infectieuse à transmission aérienne.

Lorsque le COVID-19 a atteint le statut de pandémie au début de 2020, les responsables de la santé n'ont pas accordé beaucoup d'attention aux risques de l'air intérieur. Au départ, l'Organisation mondiale de la santé (OMS) a rejeté le rôle de la transmission aérienne et s'est concentrée - à tort - sur la transmission par des surfaces contaminées. Mais même lorsque les autorités de santé publique ont commencé à recommander une meilleure ventilation comme moyen de prévenir l'infection, elles n'ont offert que de vagues conseils. Les autorités ont dit aux gens d'ouvrir les fenêtres et d'apporter autant d'air extérieur que possible avec des systèmes de ventilation mécanique, sans donner de chiffres précis.

De tels conseils ont semé la confusion, dit Joseph Allen, hygiéniste du bâtiment au Harvard T.H. Chan School of Public Health à Boston, Massachusetts. "Vous ne pouvez pas dire aux gens d'apporter plus d'air extérieur sans répondre combien", dit-il.

Joseph Allen a été l'un des premiers à évaluer la quantité de ventilation que les gens devraient viser. En juin 2020, lui et ses collègues ont recommandé aux écoles souhaitant rouvrir leurs portes après les fermetures de fournir quatre à six changements d'air par heure dans leurs salles de classe [1] - changements dans lesquels tout le volume d'air de la pièce est remplacé. Cela équivaut à un taux de ventilation de 10 à 14 litres par seconde et par personne. Cependant, la plupart des écoles obtenaient beaucoup moins que cela.

Une étude des salles de classe californiennes, par exemple, a révélé que la plupart n'atteignaient pas ce niveau de ventilation [2]. L'OMS a publié ses propres directives en mars 2021, recommandant un taux de ventilation de 10 litres par seconde par personne en dehors des établissements de soins de santé.

En théorie, la pandémie a fourni l'occasion idéale de recueillir des données réelles pour voir si de faibles taux de ventilation étaient associés à des épidémies, et de tester différents taux de ventilation pour voir ce qui a entraîné une réduction des taux d'infection.

Mais les responsables de la santé n'ont que rarement pris en compte la ventilation lors d'enquêtes sur des épidémies majeures de COVID-19. Yuguo Li, ingénieur en mécanique à l'Université de Hong Kong, estime que moins de dix enquêtes ont mesuré les taux de ventilation dans les lieux où des épidémies se sont produites, car la transmission aérienne n'était pas sur le radar des gens.

Au lieu de cela, les chercheurs ont tenté d'obtenir des indices grâce à des études d'observation. Lidia Morawska a participé à une étude portant sur 10 000 salles de classe dans la région des Marches en Italie. Dans les 316 salles de classe disposant d'une ventilation mécanique avec des débits de 1,4 à 14 litres par seconde par personne, le risque d'infection des élèves a été réduit d'au moins 74 % sur une période de 4 mois, fin 2021, par rapport à celui des élèves dans les salles de classe qui comptaient sur des fenêtres pour la ventilation. Ce groupe recevait généralement moins de 1 litre par seconde par personne. Lorsque les taux de ventilation étaient d'au moins 10 litres par seconde par élève, le risque d'infection était de 80 % inférieur [3].

Les preuves se multiplient également sur d'autres technologies qui éliminent les particules infectieuses de l'air. Une étude [4] a exploré l'efficacité de deux purificateurs d'air équipés de filtres absorbant les particules à haute efficacité (HEPA), placés dans une salle de conférence de 54 mètres carrés avec un mannequin qui générait des particules d'aérosol similaires à celles qui transmettent le SRAS-CoV-2. Les nettoyeurs ont réduit de 65 % l'exposition aux aérosols de trois participants fictifs. C'est juste en deçà de la réduction de 72 % obtenue en masquant tous les participants factices [4].

Une autre étude, réalisée par l'ingénieur civil Bert Blocken de l'Université catholique de Louvain (KU Leuven) en Belgique, a révélé que la ventilation combinée à l'épuration de l'air, équivalant à 6 renouvellements d'air par heure au total, réduisait les concentrations d'aérosols expirés dans une salle de sport à 5-10 % de ce qu'ils auraient été sans ces mesures [5]. Cette concentration réduit considérablement le risque d'infection, affirme Bert Blocken.

Il ajoute que les épurateurs d'air sont une technologie sous-estimée qui pourrait être facilement déployée dans les bâtiments qui ne disposent pas de systèmes de ventilation mécanique capables de fournir suffisamment d'air pur, ou dans lesquels le fonctionnement de tels systèmes consommerait trop d'énergie. L'État de Victoria en Australie a adopté cette approche en distribuant des purificateurs d'air portables à l'ensemble de ses 110 000 salles de classe en 2022.

En novembre dernier, le groupe de travail de la Commission Lancet COVID-19 sur la sécurité au travail, la sécurité à l'école et la sécurité des voyages, présidé par Joseph Allen, a publié des directives concrètes pour les taux de distribution d'air pur - en utilisant la ventilation, la filtration de l'air ou d'autres moyens - pour réduire les infections aéroportées [6]. Pour obtenir ce que le rapport décrit comme la "meilleure" qualité de l'air, il recommande plus de 6 renouvellements d'air par heure, soit 14 litres par seconde par personne (voir "Combien d'air pur suffit-il?")

Les exigences de ventilation peuvent être compliquées, car elles varient en fonction de la taille de l'espace, du nombre de personnes qui s'y trouvent et de leur niveau d'activité. Certains chercheurs préconisent donc d'utiliser un raccourci - fixer des concentrations maximales de dioxyde de carbone. Le CO₂ est fréquemment utilisé comme mesure indirecte de la ventilation et de la qualité de l'air intérieur [7]. Parce que les gens expirent du CO₂ en respirant, les niveaux de gaz peuvent augmenter si un espace est encombré ou si la ventilation est insuffisante pour remplacer l'air expiré - qui peut contenir des virus infectieux - par de l'air pur.

Jusqu'en 1999, les normes ASHRAE incluaient une limite recommandée pour le CO₂ de 1 000 parties par million (ppm). À cette concentration, selon des recherches menées dans les années 1930, la perception des odeurs corporelles par les occupants du bâtiment serait maintenue à un niveau acceptable. Depuis lors, des recherches ont montré que lorsque les concentrations dépassent 1 000 ppm, le CO₂ peut provoquer de la somnolence et altérer les performances cognitives lors de tâches de prise de décision et de résolution de problèmes [8].

Une petite étude publiée en septembre 2022 - et qui n'a pas encore été examinée par des pairs - a directement relié les niveaux de CO₂ à ceux des agents pathogènes infectieux. Les auteurs ont testé des échantillons d'air dans les crèches, les écoles, les universités et les maisons de retraite pour détecter la présence d'agents pathogènes respiratoires. Les pièces qui avaient des niveaux de CO₂ plus élevés étaient associées à des niveaux plus élevés d'agents pathogènes respiratoires [9].

En août 2021, le gouvernement britannique a commencé à distribuer des capteurs de CO₂ dans toutes les salles de classe afin que les enseignants puissent utiliser les appareils pour décider quand ouvrir les fenêtres ou augmenter la ventilation. Des programmes similaires ont été déployés en Europe, aux États-Unis et ailleurs, bien qu'aucun n'ait encore été évalué pour sa capacité à réduire les taux d'infection.

Cependant, se fier aux relevés de CO₂ présente des inconvénients. Les concentrations peuvent augmenter même lorsque le risque d'infection reste faible, comme lors de l'utilisation de purificateurs d'air portables - qui n'éliminent pas le CO₂ de l'air - ou lors de la cuisson. Le CO₂ est utile, dit le chimiste Nicola Carslaw de l'Université de York, au Royaume-Uni, qui étudie les polluants de l'air intérieur, "mais ce n'est certainement pas tout".

Une lampe témoin verte indique que les niveaux de dioxyde de carbone à l'intérieur sont sûrs dans une salle de conférence de l'Université de Duisberg-Essen, en Allemagne.

Malgré ces problèmes, Lidia Morawska déclare que les moniteurs de CO₂ devraient être largement déployés en tant qu'outil peu coûteux et facilement disponible qui pourrait être installé dans chaque espace intérieur, un peu comme les détecteurs de fumée. Mais l'affichage des lectures de CO₂ à lui seul ne suffit pas, ajoute-t-elle, car il incombe aux occupants de la pièce de suivre la qualité de l'air et de décider quoi faire si les lectures sont élevées.

Lidia Morawska aimerait également voir des lois qui imposent des niveaux maximaux de CO₂ autorisés dans les bâtiments publics, de sorte que la responsabilité soit replacée sur les exploitants de bâtiments et les régulateurs gouvernementaux. Une poignée de gouvernements l'ont déjà fait. L'année dernière, Lidia Morawska et son collègue Wei Huang de l'Université de Pékin à Pékin ont passé en revue les lois sur la qualité de l'air dans plus de 100 pays. Seuls 12 avaient des normes nationales pour la qualité de l'air intérieur qui spécifiaient des seuils limites pour les polluants. Et seuls 8 d'entre eux - dont la Chine, la Corée du Sud, l'Inde, la Pologne et la Hongrie - fixent des limites de concentration de CO₂, la plupart entre 800 ppm et et 1 000 ppm [10].

Le Japon a une loi pour réglementer la qualité de l'air intérieur depuis 1970, qui stipule que les bâtiments ne doivent pas dépasser les concentrations intérieures de CO₂ de 1 000 ppm. La loi exige que les gestionnaires d'immeubles évaluent la qualité de l'air tous les deux mois, communiquent les résultats au gouvernement et établissent des plans de remédiation si la qualité de l'air n'est pas conforme aux normes. Mais près de 30 % des bâtiments dépassaient la limite de CO₂ en 2017, selon un rapport de 2020 [11].

Pourtant, les lois japonaises fonctionnent, déclare Kazukiyo Kumagai, ingénieur en santé publique au California Department of Health à Richmond. "Le Japon est dans un meilleur état" que les États-Unis en ce qui concerne la qualité de l'air intérieur, dit-il. L'adoption d'une approche à la japonaise de surveillance et de rapports réguliers pourrait fonctionner ailleurs, ajoute-t-il.

Les limites légales pourraient devenir plus courantes. La nouvelle loi belge, par exemple, entre en vigueur en juillet de cette année et stipule que les lieux publics ventilent à un taux de 40 mètres cubes par heure afin que le CO₂ ne dépasse pas 900 ppm. Si la filtration de l'air est utilisée, un taux de ventilation inférieur de 25 mètres cubes par heure suffisent et le CO₂ peut atteindre un niveau maximum de 1 200 ppm.

Légiférer sur la qualité de l'air intérieur est «difficile», déclare Catherine Noakes, ingénieure en mécanique à l'Université de Leeds, au Royaume-Uni, qui a contribué au rapport de ce pays sur les bâtiments résistants aux infections. "L'un des défis de l'air intérieur", dit-elle, "est à qui appartient-il ?" La responsabilité peut être répartie entre les ministères et organismes gouvernementaux, selon la façon dont le bâtiment est utilisé. L'air intérieur d'une école pourrait relever de la responsabilité du service de l'éducation, tandis que les immeubles de bureaux pourraient être réglementés par une agence de santé et de sécurité au travail.