Bulletin d'information en santé environnementale

  • Résumé scientifique

Le texte qui suit est le résumé d’une publication scientifique (ou d’une étude) n’ayant pas été réalisée par l’Institut national de santé publique du Québec. Ce document ne peut donc pas être considéré comme la position de l’Institut. Son objectif est de porter à l’attention des lecteurs des éléments récents de la littérature scientifique, et ce, sous un éclairage découlant de l’expertise des auteurs du résumé.

Impacts du taux d’infiltration de l’air extérieur sur l’exposition aux particules fines en milieu intérieur : une situation d’inégalité environnementale?

Auteur(s): 

  • Stéphanie Potvin
    M. Sc., conseillère scientifique, Institut national de santé publique du Québec

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Rosofsky A, Levy JI, Breen MS, Zanobetti A, Fabian MP. The impact of air exchange rate on ambient air pollution exposure and inequalities across all residential parcels in Massachusetts. J Expo Sci Environ Epidemiol. 2018;29(4):520–530.

Contexte

Les particules fines (PM2,5) représentent une importante composante de la pollution atmosphérique et peuvent avoir des effets néfastes sur la santé des populations exposées. En raison de leur faible diamètre, ces particules pénètrent l’appareil respiratoire plus aisément et plus profondément que les particules de grande taille1. Une exposition chronique aux PM2,5 contribue notamment au risque de développer des problèmes cardiovasculaires et respiratoires (ex. : irritation des yeux et des voies respiratoires, aggravation des symptômes d’asthme, maladie pulmonaire obstructive chronique, etc.)2.

La plupart des études épidémiologiques concernant les impacts de la pollution atmosphérique se contentent d’utiliser les concentrations extérieures pour estimer l'exposition de la population aux PM2,5. Or, une telle approche ne permet pas de tenir compte des variations d'exposition pouvant survenir lorsque les individus passent du temps à l’intérieur, soit près de 90 % de leur temps. Bien que les PM2,5 proviennent généralement de sources extérieures, une certaine proportion peut toutefois s’infiltrer dans l’habitation à travers l’enveloppe du bâtiment2. Ainsi, les caractéristiques physiques d’un bâtiment (type d’enveloppe, étanchéité à l’air, etc.) jouent un rôle déterminant sur le patron de distribution des PM2,5 pouvant affecter l’exposition des occupants à ce contaminant. Par ailleurs, la localisation résidentielle est étroitement liée aux caractéristiques des bâtiments ainsi qu’au statut socio-économique (ex. : origine ethnique, revenu, niveau de scolarité, etc.).

Présentation de l’étude

Au regard des caractéristiques socio-économiques de la population du Massachusetts, des chercheurs américains ont tenté de vérifier l’existence d’inégalités d’exposition aux PM2,5 en milieux résidentiels, en raison de l’infiltration de PM2,5 provenant de l’extérieur3. Pour ce faire, ils ont d’abord évalué l’effet des caractéristiques physiques des bâtiments (ex. : nombre d'étages, nombre de pièces, superficie en pieds carrés, année de construction, mode d’occupation, style de la maison) et des conditions météorologiques (températures saisonnières moyennes et vitesse du vent) sur le taux d’infiltration des PM2,5 à l’aide des données ouvertes disponibles. Les auteurs ont ainsi pu calculer un indice d’infiltration de PM2,5 pour chaque bâtiment résidentiel, qu’ils ont associés à leur parcelle (unité cadastrale correspondant généralement à un bâtiment) en tenant compte des variations saisonnières entre l’été et l’hiver. Cet indice tient uniquement compte de l’infiltration (dite passive) due à l’enveloppe des bâtiments résidentiels et non à d’autres sources d’infiltration utilisées dans les bâtiments, comme la ventilation, et ce, qu’elle soit naturelle (ex. : ouverture des fenêtres) ou mécanique (ex. : système de ventilation). De plus, les sources intérieures de PM2,5 n’ont pas été considérées puisque l’objectif était de mesurer l’infiltration de PM2,5 provenant de l’extérieur.

Combiné aux concentrations ambiantes extérieures de PM2,5 déclinées par unité de surface (par km2), cet indice d’infiltration a ensuite permis de calculer les concentrations intérieures de PM2,5 pour chaque bâtiment résidentiel (reporté sur sa parcelle). Ainsi, les occupants d’un bâtiment ayant un haut taux d’infiltration et situé dans un secteur où les concentrations extérieures de PM2,5 sont élevées seraient doublement désavantagés considérant qu’ils sont susceptibles d’être exposés à des concentrations beaucoup plus élevées de PM2,5. Cette approche a permis d’identifier les parcelles « fortement exposées », soit celles dont le taux d’infiltration et la concentration ambiante extérieure de PM2,5 sont supérieurs au 90e centile. Inversement, les parcelles « faiblement exposées » aux PM2,5 présentent un taux d’infiltration et des concentrations ambiantes extérieures de PM2,5 inférieures au 10e centile. Finalement, pour effectuer l’analyse des inégalités socio-économiques, les chercheurs ont aussi associé aux parcelles certaines caractéristiques socio-économiques des populations concernées, soit l’origine ethnique, le revenu et le niveau d'éducation des occupants (à l’échelle des îlots de recensement).

Principaux résultats

Taux d'infiltration

Photo : iStockphoto.com/travelview

L’estimation du taux d’infiltration a été effectuée pour 1 659 098 parcelles résidentielles, soit 77,0 % de l’ensemble des parcelles du Massachusetts. Quatre types d’habitation ont été répertoriés : les maisons unifamiliales, les plexs (duplex et triplex), les petits immeubles à appartements (4 à 8 appartements) et les grands immeubles à appartements (plus de 8 appartements). De manière générale, les grands immeubles à appartements et les maisons unifamiliales ont été construits plus récemment (médiane respective de 1945 et de 1960), alors que les petits immeubles à appartements et les plexs comptent parmi les plus vieilles constructions (médiane respective de 1900 et de 1907). Par ailleurs, 40,1 % des ménages habitant des petits immeubles à appartements possèdent un faible revenu, alors que c’est le cas de seulement 6,5 % des ménages habitant des maisons unifamiliales.

Selon les résultats rapportés, les caractéristiques des bâtiments résidentiels affecteraient le taux d’infiltration, mesuré en changement d’air à l’heure (h-1). En effet, les maisons unifamiliales indiquent le plus faible taux d’infiltration médian en hiver (0,67 h-1) et en été (0,34 h-1). À l’opposé, les petits immeubles à appartements affichent le plus haut taux d’infiltration médian en hiver (1,42 h-1), et les plexs détiennent le plus haut taux d’infiltration médian en été (0,67 h-1). Par ailleurs, les secteurs où se retrouvent les petits immeubles à appartements présentent généralement les concentrations ambiantes extérieures de PM2,5 les plus élevées, tant en hiver (9,8 μg/m3) qu’en été (7,9 μg/m3), considérant leur forte proportion en milieu urbain.

Ainsi, la plus faible étanchéité des bâtiments et les concentrations ambiantes extérieures auraient un impact sur l’exposition intérieure des occupants aux PM2,5 (voir le tableau 2 de l’article). En effet, les maisons unifamiliales présentaient les concentrations intérieures moyennes les plus faibles, tant en hiver (5,7 μg/m3) qu’en été (3,6 μg/m3). En revanche, les concentrations intérieures moyennes les plus élevées ont été observées dans les petits immeubles à appartements, en hiver (7,1 μg/m3), et dans les plexs, en été (4,9 μg/m3), reflétant leur moins grande étanchéité par rapport aux autres types de bâtiments.

Finalement, les auteurs ont montré que les parcelles « fortement exposées » aux PM2,5 se situent généralement au sein d’îlots de recensement ayant des proportions plus élevées d’individus hispaniques et non caucasiens, de ménages à faible revenu et de personnes ayant un plus faible niveau d’éducation que les îlots de recensement « faiblement exposés » aux PM2,5 (voir la figure 3 de l’article).

Discussion et conclusion

En somme, cette étude s’avère pertinente puisqu’elle examine les inégalités sociales de l’exposition aux PM2,5 en se rapprochant davantage de l’exposition potentielle des occupants, c’est-à-dire en tenant compte de leur exposition à l’intérieur des bâtiments, et ce, pour un vaste territoire (soit l’ensemble de l’État américain du Massachusetts). Selon les auteurs, cela n’a jamais été effectué auparavant.

Dans cette étude, les chercheurs ont montré que les caractéristiques des bâtiments résidentiels jouent un rôle important dans l’exposition aux PM2,5 par le biais des milieux intérieurs. À cet effet, les populations plus vulnérables subissent un fardeau cumulatif plus important puisqu’ils résident non seulement dans des secteurs où les concentrations ambiantes extérieures de PM2,5 sont plus élevées, mais habitent aussi des bâtiments affectés par un plus important taux d’infiltration. Ainsi, les inégalités associées à l’exposition aux PM2,5 sont beaucoup plus importantes pour ces groupes vulnérables.

Cette étude comporte des limites, notamment en ce qui a trait à la méthode employée, celle-ci étant perfectible. La plus importante limite est sans doute l’impossibilité de tenir compte de la contribution des autres types de ventilation dans l’élaboration de l’indice d’infiltration (ex. : ouverture des fenêtres/système de ventilation). En effet, il est fort probable que l’indice d’infiltration sous-estime l’exposition aux PM2,5 des occupants utilisant la ventilation naturelle pendant la période estivale par rapport aux occupants qui possèdent un système de ventilation mécanique. D’autant plus que le type de ventilation est lui aussi souvent lié aux caractéristiques socio-économiques, car les ménages à faible revenu utilisent généralement la ventilation naturelle.

Intérêt pour la santé publique

Cette recherche a permis de mettre au point une méthode d’estimation simple du taux d’infiltration des PM2,5, applicable sur de grands territoires. Bien qu’approximatif, il est possible de développer un indice d’infiltration des bâtiments à partir de paramètres structuraux et environnementaux, sans prendre de mesure objective. Par ailleurs, cette étude a permis de confirmer que les populations défavorisées vivent généralement dans de plus vieux logements, moins étanches, et subissent plusieurs inégalités, dont une exposition accrue aux contaminants provenant de l’air extérieur. Ainsi, ils risquent de subir davantage les conséquences négatives des changements climatiques sur la qualité de l’air intérieur advenant une augmentation des concentrations de PM2,54. Finalement, lors de travaux futurs, il serait intéressant de distinguer le temps passé à la maison et au travail par les populations concernées, puisque ce facteur tend aussi à influencer l’exposition aux PM2,5.

Références

  1. World Health Organization. Ambient (outdoor) air pollution [En ligne]. 2018. Disponible : https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/ambient-(outdoor)-air-quality-and-health
  2. Levasseur M-E, Leclerc J-M. Qualité de l’air et salubrité : intervenir ensemble dans l’habitation au Québec [En ligne]. Québec : Institut national de santé publique du Québec; 2017. Disponible : https://www.inspq.qc.ca/expertises/sante-environnementale-et-toxicologie/qualite-de-l-air/qualite-de-l-air-interieur/qualite-de-l-air-et-salubrite-intervenir-ensemble-dans-l-habitation-au-quebec
  3. Rosofsky A, Levy JI, Breen MS, Zanobetti A, Fabian MP. The impact of air exchange rate on ambient air pollution exposure and inequalities across all residential parcels in Massachusetts. J Expo Sci Environ Epidemiol [En ligne]. 2018;29(4):520‑30. Disponible : https://www.nature.com/articles/s41370-018-0068-3
  4. Poulin P, Levasseur M-E, Huppé V. Mesures d’adaptation pour une saine qualité de l’air intérieur dans un contexte de changements climatiques: revue de littérature [En ligne]. Québec: Institut national de santé publique du Québec; 2016. Disponible : https://www.inspq.qc.ca/publications/2194