Beats for Planet:
Principaux résultats

3 ans de surveillance de la qualité de l’air dans les écoles belges

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3 ans de Beats for Planet : voici ce que nous savons sur la qualité de l’air dans les écoles belges

Si vous suivez Airscan depuis un certain temps, vous connaissez certainement Beats for PlanetAirscan a lancé ce projet avec Belfius il y a trois ans dans le but d’aider les écoles à améliorer la qualité de l’air. Dans le cadre de ce projet, Airscan a collecté et analysé les données de 72 écoles en Belgique pour trois polluants intérieurs : le dioxyde de carbone (CO_), les particules (PM) et les composés organiques volatils (COV). Voici les résultats.

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Figure 1. Répartition spatiale des écoles où la qualité de l'air intérieur a été mesurée

Beats for Planet est le fruit d'une collaboration entre Airscan et Belfius. Le projet, lancé en 2020, a pour but de donner aux établissements scolaires les moyens technologiques, humains et financiers d'améliorer la santé des enfants et de réduire l'impact climatique des écoles.

Pourquoi avez-vous décidé de participer au projet ?

L’importance de la surveillance de la qualité de l’air intérieur dans les écoles tient au fait que les enfants scolarisés passent en moyenne un tiers de leur journée à l’intérieur, dont 70 % dans les salles de classe. Les enfants sont plus vulnérables à une mauvaise QAI que les adultes, car leurs organes sont immatures, leur capacité pulmonaire est faible et leur rythme respiratoire est plus élevé. Une mauvaise QAI peut donc avoir des effets négatifs non seulement sur leur santé respiratoire et cardiaque, mais aussi sur leur productivité, leurs résultats scolaires et leur comportement. 

La surveillance de la qualité de l’air intérieur peut couvrir un très large éventail de polluants et de paramètres. En développant le concept du projet, l’équipe d’Airscan a décidé de se concentrer sur 3 groupes principaux de polluants : Le dioxyde de carbone, les composés organiques volatils et les particules. Bien que le dioxyde de carbone soit émis naturellement par l’expiration, il est essentiel de surveiller ce gaz pour deux raisons : premièrement, cela permet de comprendre si une pièce reçoit un apport d’air frais suffisant et, deuxièmement, des niveaux élevés de CO2 , lorsqu’ils sont accumulés dans de petits espaces, peuvent provoquer des symptômes tels que la fatigue, des déficits cognitifs et, dans certains cas, des nausées. Les particules présentes dans une école peuvent provenir de l’utilisation de craies, de la détérioration des matériaux de construction, des fournitures artistiques ou de la remise en suspension des particules déposées en raison du mouvement des personnes ou du flux d’air provenant de l’extérieur. Les particules fines peuvent avoir de graves conséquences sur la santé, car elles peuvent pénétrer les barrières physiologiques des poumons et provoquer des infections et des maladies respiratoires. Les sources de composés organiques volatils sont beaucoup plus difficiles à cerner, mais ils peuvent être émis par des substances chimiques telles que les produits de nettoyage, les parfums, les colles et, dans certains cas, les peintures. Ces composés toxiques sont connus pour être très réactifs et contribuer à un large éventail d’effets néfastes sur la santé, d’inconfort et de manque de concentration.   

Les seuils pour chacun des polluants sont tirés de différents organismes de santé et de sécurité. Pour le CO2 , le seuil de 900 ppm est utilisé sur la base des lignes directrices définies par le SPF Santé Publique, Sécurité de la Chaîne alimentaire et Environnement. Pour les PM2. , le seuil de 5 µg/m3 fixé par l‘OMS en 2021 a été pris en compte, et enfin la limite des COV de 79,6 ppb ou 300 μg/m³ a été utilisée, sur la base du Binnenmilieubesluit publié par le Hoge Gezondheidsraad (le Conseil supérieur de la santé de Belgique flamande). Les seuils sont résumés dans le tableau ci-dessous : 

Table 1 2

Portée du projet

Le projet commence par l’installation de trois capteurs intérieurs dans différentes salles de classe de chaque école. Un premier diagnostic est effectué un mois après l’installation afin d’analyser l’état de la qualité de l’air dans ces salles de classe. Une présentation est élaborée pour consulter les directeurs, les professeurs ou un conseil de prévention sur la manière de réduire les concentrations. Ces suggestions vont de l’élaboration de méthodes pour augmenter les échanges d’air à des conseils sur les horaires de nettoyage et l’utilisation des produits. Un contrôle final est effectué après 6 mois pour vérifier si les suggestions ont été suivies d’effet. Les graphiques de la figure 2 montrent le pourcentage d’écoles participant au projet qui ont réussi à réduire les concentrations de pollution de l’air intérieur à la fin de la campagne. 

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Figure 2. Pourcentage d'écoles ayant réduit les concentrations entre le diagnostic et la consultation finale (en bleu)
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Figure 3. Pourcentage d'écoles dont les concentrations moyennes sont inférieures aux seuils (en bleu) pour le CO2, les PM2,5 et les COV

Concentrations moyennes

La figure ci-dessous montre que dans la plupart des écoles, les concentrations moyennes après une campagne de 6 mois sont restées inférieures aux seuils recommandés pour le dioxyde de carbone et les composés organiques volatils. Plus précisément, 67 % des écoles respectent les seuils pour le CO2 et 55 % des écoles respectent les seuils pour les COV. En revanche, pour les PM2.5 , seules 16 % des écoles présentent des concentrations moyennes inférieures au seuil de 5 µg/m³. 

Quelles sont les concentrations finales moyennes pour toutes les écoles ?

Le recours à la ventilation naturelle pour faciliter l’apport d’air frais n’est parfois pas suffisant pour maintenir la concentration intérieure de CO2 en dessous de la limite et contribuer à réduire les concentrations de certains polluants. Cela est particulièrement vrai dans les bâtiments anciens dotés de peu de fenêtres pouvant s’ouvrir, ou dans les petites salles de classe occupées par de nombreux étudiants. En outre, la ventilation naturelle peut entraîner le transport de polluants extérieurs dans l’environnement intérieur, en particulier dans le cas des particules, qui sont une source importante de préoccupation. Une solution particulièrement intéressante est l’installation d’un système de ventilation mécanique, dont les avantages peuvent être observés dans certaines salles de classe, notamment en ce qui concerne la diminution des concentrations de composés organiques volatils et de particules. Les réductions dues à l‘installation d’un système de ventilation mécanique vont de 46 % pour les COV, 25 % pour les particules et 19 % pour le dioxyde de carbone dans les 72 écoles étudiées 

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Salles de classe ventilées vs. non ventilées

Le cas d’une école où un système de ventilation mécanique a été installé dans une salle de classe deux mois après le début de la campagne de mesure en est la preuve. Cette salle de classe a montré une baisse spectaculaire des concentrations de CO2 en comparant les moyennes avant et après l’installation (de 1288 ppm à 811 ppm) ainsi qu’une diminution de 25 % des particules et de 50 % des COV. Si les avantages d’un système de ventilation mécanique sont évidents au vu de ces résultats, il ne faut pas oublier que ces systèmes nécessitent entretiens et contrôles réguliers. 

L’entretien est un facteur important pour s’assurer que les systèmes de ventilation n’ont pas d’impact négatif sur la qualité de l’air intérieur. Les filtres bouchés et les conduits encrassés peuvent accumuler des moisissures et d’autres débris qui, à leur tour, réduisent le débit d’air et distribuent les contaminants dans tout le bâtiment. Les systèmes doivent en outre être correctement conçus pour fournir des stratégies de ventilation adéquates dans toutes les zones, ce qui permet de contrôler l’excès d’humidité, les températures irrégulières et l’élimination des polluants.  

Si l’installation d’un système de ventilation mécanique peut représenter un investissement difficilement envisageable dans de nombreuses écoles, il existe une alternative, notamment en ce qui concerne l’accumulation de particules. Les purificateurs d’air sont une solution alternative dans les salles de classe qui peuvent être sujettes à des niveaux plus élevés de ces polluants. C’était le cas dans une école, où un purificateur d’air a été installé à la fin de la campagne pour aider à réduire les concentrations de PM2.5 dans une salle de classe située à côté de l’atelier de menuiserie. 

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Figure 4. Graphique montrant la diminution en pourcentage des concentrations moyennes dans les salles de classe avec ventilation pour les trois polluants par rapport aux salles de classe sans ventilation.
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Figure 5. Ce graphique à barres montre les concentrations de particules avant et après l'installation du purificateur d'air dans une classe où des concentrations élevées ont été détectées.

Purificateur d'air : Avant et après l'installation

Figure 5 nous montre que les concentrations ont chuté de plus de 50 % après l’installation du purificateur d’air dans la salle de classe. Cette étude de cas met particulièrement en évidence l’importance de l’infrastructure d’une école dans le contrôle de la pollution intérieure. Il s’agit par exemple de s’assurer que les fenêtres fonctionnent et peuvent être ouvertes pour faciliter la ventilation naturelle, ou de veiller à ce qu’il y ait un effet de vide dans les ateliers afin que les particules ne s’échappent pas dans d’autres salles de classe, comme c’est le cas ici.   Ce résumé révèle plusieurs résultats importants concernant la qualité de l’air dans les écoles belges : 
  • Les particules sont plus préoccupantes dans les écoles belges que l’accumulation de dioxyde de carbone ou les composés organiques volatils. 
  • Les systèmes de ventilation mécanique, lorsqu’ils sont installés dans les salles de classe, améliorent considérablement la qualité de l’air intérieur, en réduisant les niveaux de particules, de dioxyde de carbone et de composés organiques volatils. 
  • Les purificateurs d’air réduisent aussi efficacement les niveaux de particules, contribuant ainsi à une meilleure qualité de l’air intérieur. 

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