Bulletin d'information en santé environnementale

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Synthèse des résultats du projet IVAIRE : Étude randomisée concernant l’impact de la ventilation sur la qualité de l’air intérieur et la santé respiratoire des enfants asthmatiques dans les habitations

Auteur(s): 

  • Patrick Poulin
    Ph. D., conseiller scientifique, Institut national de santé publique du Québec
  • Pierre Lajoie
    M.D., M. Sc., FRCPC, médecin-conseil, Institut national de santé publique du Québec

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Mise en contexte

Depuis le début des années 1980, les bâtiments d’habitations ont été graduellement conçus et construits de façon à optimiser leur efficacité énergétique, faisant en sorte qu’ils soient mieux isolés et plus étanches à l’air que les bâtiments érigés antérieurement. Parallèlement aux bénéfices engendrés par l’application de ces nouveaux procédés de construction sur l’efficacité énergétique, la ventilation naturelle passive, c’est-à-dire l’infiltration et l’exfiltration de l’air par les interstices de l’enveloppe des bâtiments, s’en trouve fortement réduite. L’installation de dispositifs de ventilation mécanique centralisée s’avère alors nécessaire pour assurer le maintien de la qualité de l’air des pièces habitables. À cet égard, il est important de noter qu’au Canada, le Code national du bâtiment (CNB) prescrit des taux minimums de renouvellement d’air par pièce ou espace habitable, équivalant approximativement à un taux global de 0,3 changement d’air à l’heure.

Il est par ailleurs admis que les enfants en bas âge, plus particulièrement les enfants asthmatiques, constituent une population vulnérable à une exposition aux contaminants de l’air intérieur (Franklin, 2007; Hulin et al., 2012). Certaines études suggèrent qu’une augmentation de la ventilation (entraînant une diminution concomitante de la concentration des contaminants de l’air intérieur) peut réduire les symptômes respiratoires des enfants asthmatiques résidant dans des bâtiments en pays nordiques (Sundell et al., 2011).

C’est dans l’optique de consolider les éléments de preuve que l’Institut national de santé publique du Québec (INSPQ) et le Conseil national de recherche du Canada (CNRC), en collaboration avec la clinique d’asthme du Centre mère-enfant Soleil du Centre hospitalier universitaire de Québec(CHUQ), ont développé un projet de recherche dont le principal objectif était d’évaluer l’effet de l’augmentation du taux de ventilation dans des maisons unifamiliales sur la qualité de l’air intérieur et la santé respiratoire des enfants asthmatiques.

Objectifs spécifiques de l’étude

Les objectifs spécifiques de cette étude étaient de caractériser les impacts d’une intervention en milieu résidentiel sur le taux de ventilation, la concentration des principaux contaminants de l’air intérieur et la fréquence des symptômes respiratoires chez les enfants asthmatiques occupant ces habitations. Faisant suite à la publication du rapport de recherche par l’INSPQ (Lajoie et al., 2015a), le présent article rapporte les faits saillants du projet IVAIRE, qui a par ailleurs fait l’objet d’une publication scientifique dans la revue Indoor Air, en 2015 (Lajoie et al., 2015b).

Méthodologie

Le projet consistait en une étude randomisée réalisée sur une période de deux ans, incluant le suivi de 83 enfants asthmatiques résidant dans des maisons de type unifamilial dans la grande région de Québec. Au cours de la première phase de l’étude (soit de l’automne 2008 à l’été 2010), plusieurs paramètres et déterminants de la qualité de l’air intérieur (taux de ventilation, concentration de contaminant gazeux, de particules, d’allergènes, d’indicateur de contamination fongique, etc.) et de la santé respiratoire (description quotidienne des symptômes, vérification du débit de pointe, etc.) ont été analysés afin d’effectuer une caractérisation initiale des habitations et des enfants à l’étude. En juin 2010, à la suite de cette première série d’analyses, 43 enfants, constituant le groupe d’intervention, ont été sélectionnés au hasard en vue d’optimiser la ventilation mécanique de leur résidence, soit par l’amélioration du système centralisé en place, soit par l’installation d’un ventilateur récupérateur de chaleur (VRC; n = 24) ou d’énergie (VRE; n = 19). L’efficacité des installations de ventilation des habitations du groupe intervention a été testée de juillet à octobre 2010. La calibration des VRC et des VRE a été effectuée de façon à ajouter au taux de ventilation de base mesuré au départ 0,15 changement d’air à l’heure (CAH) dans chacune des habitations concernées. Par ailleurs, aucune intervention ou modification n’a été effectuée dans les 40 habitations du groupe témoin. Aux fins de comparaison, un suivi des mêmes paramètres environnementaux et respiratoires a été effectué dans les résidences et chez les enfants des deux groupes pendant la seconde année d’observation, jusqu’à l’été 2011. Le taux de ventilation et les concentrations des divers contaminants dans l’air intérieur ont été mesurés au cours de l’automne, l’hiver et l’été, alors que les symptômes respiratoires ont été mesurés pendant l’automne et l’hiver seulement.

Résultats

La première série d’observations a permis de constater que la valeur guide de Santé Canada concernant le formaldéhyde (50 µg/m3) était fréquemment dépassée, alors que le taux de ventilation moyen était relativement faible dans la plupart des habitations (moy : 0,18 CAH), y compris dans celles déjà équipées d’un système de ventilation (n = 56; moy : 0,19 CAH). Par ailleurs, la qualité de l’air intérieur dans les habitations à l’étude était généralement adéquate en ce qui concerne les contaminants communément rencontrés en milieu intérieur. Ainsi, les concentrations des allergènes communs (acariens, chats, chiens) étaient relativement faibles et celles de la plupart des contaminants (dioxyde de carbone, particules fines, dioxyde d’azote, toluène, styrène, limonène, etc.) respectaient les valeurs guides ou valeurs de référence actuellement en vigueur. Le taux d’humidité se situait également à l’intérieur des limites recommandées par Santé Canada.

Les données obtenues ont mis en évidence qu’à la suite de l’intervention expérimentale, l’utilisation de systèmes de ventilation (VRC et VRE) s’est avérée efficace pour maintenir les taux de ventilation à des valeurs généralement comprises entre 0,30 et 0,50 CAH. Il en est de même pour les concentrations de formaldéhyde qui ont pu être diminuées et maintenues sous la valeur guide de 50 µg/m3, dans les habitations du groupe intervention pendant les saisons d’automne et d’hiver. De plus, l’utilisation du VRE s’est avérée plus efficace que celle du VRC pour maintenir l’humidité relative à des valeurs acceptables et ainsi prévenir les conditions d’assèchement excessif en saison hivernale. Une réduction significative des concentrations moyennes de spores de moisissures, de toluène, de styrène, de limonène et de pinène a également été observée dans l’air intérieur des habitations faisant partie du groupe intervention en comparaison avec le groupe témoin (voir tableaux 1 et 2).

En ce qui a trait aux aspects sanitaires, aucune différence significative n’a été observée entre les enfants du groupe intervention et ceux du groupe témoin en ce qui concerne le nombre de jours par période de quatorze (14) jours pendant lesquels les enfants ont éprouvé des symptômes d’asthme, au cours d’une période de cinq (5) mois suivant le début de l’intervention. Cependant, une diminution de 20 % de la proportion d’enfants avec épisodes de sifflement respiratoire (wheezing) a été observée au cours d’une période de douze (12) mois suivant l’amélioration de la ventilation dans les résidences, dans le groupe intervention en comparaison avec le groupe témoin.

Ventilateur récupérateur de chaleur (VRC) et d’énergie (VRE)

Le VRC et le VRE ont pour fonction première d’échanger l’air vicié provenant de l’intérieur par de l’air frais provenant de l’extérieur, par un réseau de conduits raccordé à un noyau thermique et un ventilateur central. Ceux-ci sont donc conçus pour diluer les contaminants présents à l’intérieur (p. ex., particules en suspension, composés organiques volatils, gaz, etc.) dans les pièces habitables. Ces deux types d’appareils sont équipés d’un noyau dans lequel l’air sortant et l’air entrant se croisent, sans toutefois se mélanger, en raison de la présence de minces parois conductrices de chaleur sensible. Cette propriété du noyau permet de transférer, en hiver, une partie de la chaleur de l’air vicié sortant vers l’air frais entrant, entraînant des économies d’énergie. La principale différence entre le VRC et le VRE est le noyau d’échange de chaleur. Alors que les parois du noyau du VRC (généralement constitué d’aluminium) sont étanches à l’humidité, celles du VRE sont constituées de matériaux perméables (p. ex., matrice de polypropylène), ce qui permet un échange de la chaleur latente entre les flux d’air entrant et sortant de l’appareil. Le VRE permet ainsi de maintenir l’humidité des habitations en saison hivernale de façon plus efficace que ne le ferait un VRC.

Tableau 1 - Effets de l’intervention sur les principaux contaminants environnementaux

  Groupe Intervention
(n = 43)
Groupe Témoin
(n = 39)
Comparaison
intergroupe
  Année 1 Année 2 Changementc Année 1 Année 2 Changement Différence des changements  Valeur - p
Contaminants chimiques                
HCHO-hiver (μg/m3)a 37,2 (1,07) 024,1 (1,07) -13,1e 36,5 (1,08) 35,4 (1,08) -1,1 -12,0 < 0, 0001
% de maison avec HCHO-hiver ≥ 50 μg/m3 b 30,2 ± 0,06 0 -30,2e 25,5 ± 0,06 22,9 ± 0,06 -2,6 -27,6  0,004
HCHO-été (μg/m3)a 56,5 (1,07) 47,1 (1,07) -9,4e 58,4 (1,08) 55,0 (1,08) -3,4 -6,0 0,23
% de maison avec HCHO-été ≥ 50 μg/m3 b 71,6 ± 0,07 41,3 ± 0,07 -30,3e 75,6 ± 0,08 62,7 ± 0,08 -12,9 -17,4 0,13
Toluène (μg/m3)a 28,7 (1,18)d 7,8 (1,18) -20,9e 16,9 (1,20) 11,5 (1,20) -5,4 -15,5 < 0, 0001
Dioxyde d’azote (μg/m3)a 3,40 (1,07) 4,99 (1,07) 1,59e 3,25 (1,08) 3,63 (1,08) 0,38 1,21  0,002
Ozone (μg/m3)a 0,44 (1,18) 0,31 (1,18) -0,13 0,42 (1,19) 0,29 (1,19) -0,13 0 0,95

Tableau 2 - Effets de l’intervention sur les contaminants environnementaux secondaires

  Groupe Intervention
(n = 43)
Groupe Témoin
(n = 39)
Comparaison
intergroupe
  Année 1 Année 2 Changementb Année 1 Année 2 Changement

Différence des

changements

Valeur - p
Contaminants chimiques                
Éthylbenzène (μg/m3) 5,2 (1,3) 2,6 (1,3) -2,6b 3,1 (1,3) 2,1 (1,3) -1,0 -1,6 0,36
Styrène (μg/m3) 0,49 (1,4) 0,03 (1,4) -0,46b 0,40 (1,4) 0,16 (1,4) -0,24b -0,22 0,001
Limonène (μg/m3) 44,3 (1,1) 14,7 (1,1) -29,6b 35,5 (1,1) 28,1 (1,1) -7,4 -22,2 < 0,0001
α-pinène (μg/m3) 15,5 (1,1)c 4,9 (1,1) -10,6b 10,0 (1,2) 8,0 (1,2) -2,0 -8,6 < 0,0001
Nicotine (ng/m2) 90,1 (1,2) 260,5 (1,2) 170,4b 60,9 (1,3) 199,4 (1,3) 138,5b  31,9 0,71
Bis-2-éthylhexylphthalate
(ng/m2)
1 415,2 (1,1) 2019,1 (1,1) 603,9b 1698,0 (1,1) 1723,5 (1,1) 25,5  578,4 0,03
Phtalates totaux (ng/m2) 3 144,5 (1,1) 3146,7 (1,1) 2,2 3320,6 (1,1) 2779,7 (1,1) -540,9  543,1 0,32

Les auteurs de l’étude ont émis l’hypothèse que l’augmentation du taux de ventilation ainsi que la diminution concomitante de l’exposition des occupants au formaldéhyde constituaient des facteurs pouvant expliquer la diminution de la prévalence des sifflements respiratoires chez les enfants du groupe intervention. Dans le cadre de la présente étude, il a été estimé, à l’aide d’un modèle statistique, que le contrôle des concentrations de formaldéhyde (notamment par le biais de la ventilation) pouvait constituer une avenue intéressante pour aider à prévenir les épisodes de sifflement respiratoire et de toux nocturne chez les enfants asthmatiques. Malheureusement, en raison de la petite taille de l’échantillon et de la faible puissance statistique, les auteurs ne sont pas en mesure d’affirmer ou d’infirmer que l’amélioration de la ventilation dans les habitations peut diminuer de façon significative le nombre de jours avec symptômes chez les enfants asthmatiques au cours des cinq premiers mois qui ont suivi l’intervention. Cependant, la présente étude a permis de réitérer l’importance du contrôle de la qualité de l’air intérieur afin de réduire l’exposition des occupants aux contaminants, en particulier le formaldéhyde, et réduire la fréquence et l’intensité des symptômes respiratoires chez l’enfant asthmatique à plus long terme.

Références

  1. Gingras, V. (2011) La transmission des résultats environnementaux aux participants d’un projet de recherche : une opération complexe. Bulletin d’information en santé environnementale. https://www.inspq.qc.ca/sites/default/files/documents/bise/transmission_resultats_environnementaux.pdf
  2. Franklin, P. J. (2007). Indoor air quality and respiratory health of children, Paediatr. Respir. Rev., 8: 281-286.
  3. Hulin, M., Simoni, G., Viegi, G., Annesi-Maesano, I. (2012). Respiratory health and indoor air pollutants based on quantitative exposure assessments, Eur. Respir. J., 40: 1033-1045.
  4. Institut national de santé publique du Québec (INSPQ). Étude des impacts de la ventilation sur la qualité de l’air intérieur et la santé respiratoire des enfants asthmatiques dans les habitations (Projet IVAIRE), Rapport de recherché. Auteurs : Pierre Lajoie, Daniel Aubin, Véronique Gingras, Patrick Daigneault, Francine M. Ducharme, Denis Gauvin, Don Fugler, Jean-Marc Leclerc, Doyun Won, Marilène Courteau, Suzanne Gingras, Marie-Ève Héroux, Wenping Yang, Hans Schleibinger. Québec : INSPQ, 2015 A. 151 p. https://www.inspq.qc.ca/publications/2039
  5. Lajoie, P., Aubin, D., Gingras, V., Daigneault, P., Ducharme, F., Gauvin, D., Fugler, D., Leclerc, J.M., Won, D., Courteau, M., Gingras, S., Héroux, M.E., Yang, W., Schleibinger, H. (2015 B) The IVAIRE project – a randomized controlled study of the impact of ventilation on indoor air quality and the respiratory symptoms of asthmatic children in single family homes. Indoor Air, 25(6):582-97.
  6. Sundell, J., Levin, H., Nazaroff, W. W., Cain, W. S., Fisk, W. J., Grimsrud, D. T., Gyntelberg, F., Li, Y., Persily, A. K., Pickering, A. C., Samet, J. M., Spengler, J. D., Taylor, S. T., Weschler, C. J. (2011). Ventilation and health: a multidisciplinary review of the scientific 

 

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