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Concentrations de CO

2 dans l'air intérieur et effets sur la santé

Avis de l'Anses

Rapport d'expertise collective

Édition scientifiqueJuillet 2013

Concentrations de CO

2 dans l'air intérieur et effets sur la santé

Avis de l'Anses

Rapport d'expertise collective

Édition scientifiqueJuillet 2013

Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail,

27-31 av. du Général Leclerc, 94701 Maisons-Alfort Cedex - Téléphone : + 33 (0)1 49 77 13 50 - Télécopie : + 33 (0)1 49 77 26 26 - www.anses.fr

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Maisons-Alfort, le 17 juillet 2013

1. CONTEXTE ET OBJET DE LA SAISINE

Le dioxyde de carbone (CO

2 ) est une molécule produite par l'organisme humain au cours de la respiration. Sa concentration dans l'air intérieur des bâtiments est habituellement comprise entre 350 et 2500 ppm environ. Elle est liée à l'occupation humaine et au renouvellement d'air.

La concentration en CO

2 dans l'air intérieur est l'un des critères qui fondent la réglementation en matière d'aération des locaux. Le titre III des Règlements sanitaires départementaux (RSD) fixe ainsi, pour les bâtiments non résidentiels, un seuil en CO2 de

1000 ppm dans des conditions normales d'occupation, avec une tolérance à 1300 ppm

dans les locaux où il est interdit de fumer, sans fondement sanitaire explicite de ces deux

valeurs. Le décret du 5 janvier 2012 relatif à l'évaluation des moyens d'aération et à la

mesure des polluants réalisées au titre de la surveillance de la qualité de l'air intérieur de

certains établissements recevant du public, prévoit le calcul d'un indice de confinement à partir d'une mesure en continu de la concentration de CO 2 dans l'air (indice ICONE). Plus généralement, la concentration en CO2 est, avec le taux d'humidité, l'un des paramètres des modélisations qui ont conduit à définir les valeurs de débits de ventilation ou de dimensionnement réglementaires, tant pour les logements que pour les bâtiments non résidentiels Dans le cadre d'une mise à jour de cette réglementation, la Direction générale de la prévention des risques (DGPR) et la Direction générale de la santé (DGS) ont saisi l'agence le 1 er mars 2012 afin de disposer de valeurs de concentration en CO2 dans l'air intérieur associées à des effets sanitaires, tenant compte des publications les plus récentes sur ce sujet. Arrêtés du 14 novembre 1958, du 22 octobre 1969 et du 24 mars 1982 Règlements Sanitaires Départementaux - Titre III 2 / 9 Il était plus particulièrement demandé de réaliser : une évaluation de la pertinence de construire une valeur guide de qualité d'air intérieur (VGAI) pour le CO 2 selon la méthode proposée par l'Anses ; une détermination, sous réserve de faisabilité, de valeur(s) de concentration en CO 2 dans l'air intérieur en tant qu'indicateur d'effets sanitaires, pour différents types de locaux : logements, hébergements collectifs comme les centres de vacances, structures d'accueil de personnes âgées, et autres établissements recevant du public ; une identification des éventuelles corrélations entre le CO 2 et d'autres polluants de l'air intérieur en considérant les concentrations et les effets sanitaires des autres polluants.

L'expertise a été réalisée dans le respect de la norme NF X 50-110 " Qualité en expertise

- Prescriptions générales de compétence pour une expertise (Mai 2003) ». L'expertise relève du domaine de compétences du Comité d'experts spécialisé (CES)

" Évaluation des risques liés aux milieux aériens ». L'instruction des travaux d'expertise a

été conduite par l'Anses avec l'appui de quatre experts rapporteurs externes. Les travaux

ont été présentés au CES tant sur les aspects méthodologiques que scientifiques entre le

13 décembre 2012 et le 14 mai 2013. Ils ont été adoptés par le CES " Évaluation des

risques liés aux milieux aériens »réuni le 25 juin 2013. Pour information et discussion, la

saisine a également été présentée au CES " Évaluation des risques liés aux substances

chimiques » le 19 janvier 2012 et au groupe de travail " Valeurs guides de qualité d'air intérieur » le 20 septembre 2012, le 5 mars et le 16 avril 2013. La démarche de l'expertise suit les étapes suivantes : Afin d'évaluer la pertinence de construire une valeur guide de qualité d'air intérieur (VGAI) pour le CO 2 selon la méthode proposée par l'Anses (Anses, 2011), une synthèse des effets sanitaires intrinsèques du CO 2 , en particulier aux faibles concentrations d'exposition, a été réalisée. Afin de déterminer des valeurs de concentration en CO 2 en tant qu'indicateur de confinement, dans l'air intérieur pour différents types de locaux, une analyse des études épidémiologiques investiguant la relation entre concentrations de CO 2 et effets sur la santé, sur la performance et sur la perception de confort, a été réalisée. Ces effets sont donc à relier aux nuisances induites par le niveau de confinement, et non intrinsèquement au CO 2

Les relations entre les concentrations de CO

2 et d'autres polluants de l'air intérieur ont été recherchées à partir de campagnes de mesures françaises dans les logements, les

écoles, les crèches et les bureaux

Enfin, les concentrations de CO

2 issues des études épidémiologiques et toxicologiques (étapes et )ont été mises en perspective avec celles utilisées par la norme NF EN 13779
pour le classement de la qualité de l'air intérieur, et avec celles utilisées comme valeurs limites d'exposition professionnelle (VLEP).

Quatre campagnes menées respectivement :

- dans 567 logements (campagne nationale de l'OQAI ; Kirchner ., 2007),

- dans 310 crèches, écoles maternelles et élémentaires avec 896 salles instrumentées entre septembre 2009

et décembre 2011 (MEDDTL, 2012 ; Michelot ., 2011),

- dans 17 écoles maternelles et élémentaires de Clermont-Ferrand avec 51 salles de classes instrumentées

en 2010 (campagne pilote de l'OQAI, Derbez et Dassonville, 2011), - dans 9 immeubles de bureaux en France par le CSTB avec 36 points de mesures distincts.

Norme NF EN 13779 " Exigences de performances pour les systèmes de ventilation et de conditionnement

d'air » s'appliquant aux bâtiments non résidentiels sujets à occupation humaine, non industriels et non-

fumeurs. 3 / 9 1. pour le CO 2 selon la méthode proposée par l'Anses En effet, plusieurs études rapportent des concentrations associées à des effets sanitaires intrinsèques du CO 2 (seuil à environ 10000 ppm correspondant à l'apparition d'une acidose respiratoire, premier effet critique du CO 2 ). Ces concentrations seuil sont supérieures aux valeurs limites réglementaire et/ou normative de qualité du renouvellement d'air en France et au niveau international, qui varient usuellement entre

1000 et 1500 ppm de CO

2 . Par ailleurs, elles sont supérieures aux concentrations de CO 2 en tant qu'indicateur de confinement pour lesquelles des effets sont associés et à relier aux nuisances induites par le confinement. 2. 2 en tant qu'indicateur du confinement, dans l'air intérieur pour différents types de locaux, à partir d'une analyse des études épidémiologiques investiguant la relation entre concentration de CO 2 et des effets sur la santé, la performance et la perception de confort

Il convient de préciser que :

x les études analysées comparent le plus souvent les effets pour seulement deux niveaux de CO 2 , et/ou décrivent la relation concentration de CO 2 (variable continue)- effet mais en faisant l'hypothèse d'une relation linéaire . Elles ne modélisent donc pas la forme de la relation dose-réponse qui permettrait de détecter un éventuel seuil ; x il n'existe pas d'étude épidémiologique représentative du parc français des logements, écoles, crèches ou bureaux, visant à investiguer la relation entre concentration de CO 2 et des effets sur la santé, la performance ou la perception de confort. Les études concernent des parcs de bâtiments existants présentant des caractéristiques typologiques potentiellement très différentes. Leurs résultats doivent donc être considérés avec précaution dans le cadre d'une transposition à des bâtiments appliquant les récentes réglementations thermiques françaises RT 2005 et 2012.
4 / 9 3. 2 et d'autres polluants de l'air intérieur à partir de campagnes de mesures françaises dans les logements, les

écoles et crèches, et les bureaux

L'évolution des concentrations de CO

2 et des polluants en air intérieur dépend notamment du renouvellement d'air. A partir des données de mesure disponibles, il existe des corrélations positives significatives entre le CO 2 et certains polluants, en particulier le formaldéhyde, l'acétaldéhyde, l'acroléine (dans les logements, pas dans les bureaux) et les particules (fractions PM 2,5 et PM 10 , données disponibles pour la campagne nationale logement et la campagne pilote école). Ces corrélations sont faibles cependant. A l'inverse la corrélation est très faible ou nulle pour le benzène et le 1,4-dichlorobenzène (mesuré uniquement dans le cadre de la campagne nationale logements).

Plus la concentration moyenne de CO

2 est élevée, plus la proportion de situations où un polluant dépasse une valeur cible sanitaire (VGAI, valeur toxicologique de référence (VTR) ou valeur guide OMS selon le polluant) augmente. Toutefois, le CO 2 ne permet pas de détecter avec suffisamment de fiabilité les dépassements de ces valeurs cibles, et la probabilité de dépasser une valeur cible n'est pas nulle dans les situations où la concentration de CO 2 est la plus réduite. Par ailleurs, des limites inhérentes aux données disponibles ont été identifiées, notamment le faible nombre de polluants étudiés et l'impossibilité de discriminer les périodes d'occupation et d'inoccupation des locaux pour les concentrations des polluants cibles autres que les PM 2.5 et PM 10 4.

L'analyse des études épidémiologiques et toxicologiques disponibles a conduit à identifier

plusieurs éléments intéressants, même si ceux-ci ne sont pas suffisants pour définir des

seuils garantissant une protection contre des effets sur la santé, la perception de confort ou la performance. Concernant les effets à relier aux nuisances induites par le confinement, et non les effets intrinsèques du CO 2 , il est ainsi observé que :

x dans les écoles, une augmentation de la fréquence de symptômes liés à l'asthme chez

l'enfant peut être associée à des concentrations de CO 2 supérieures à 1000 ppm en moyenne sur une journée d'école, d'après une étude multicentrique européenne (Simoni ., 2010) jugée de bonne qualité et la plus pertinente au regard de la situation des écoles en France. Cette valeur de 1000 ppm a été retenue par les auteurs lors de la formation de classes de concentration et ne résulte pas spécifiquement de la recherche d'un seuil sans effet ; x dans les bureaux, une augmentation de la fréquence de symptômes du syndrome des bâtiments malsains (ou SBS) peut être associée à des concentrations de CO 2 supérieures à 850 ppm en moyenne sur une journée de travail, d'après l'étude américaine BASE (Erdmann et Apte, 2004) jugée de bonne qualité et la plus pertinente dans ce contexte. Cette étude transversale sur un échantillon représentatif d'immeubles aux Etats-Unis et dont les résultats sont corroborés par ceux d'une étude expérimentale (Wargocki ., 2000) a montré des relations concentration-risque significatives. Le seul Odd-Ratio significatif était celui comparant le dernier décile (>844 ppm) au premier décile (<410 ppm). Une des réserves est que les immeubles

sont tous (sauf un) équipés d'une ventilation avec air conditionné, à la différence du

parc français de bâtiments de bureaux. 5 / 9

Concernant les effets intrinsèques du CO

2 , il est observé que : x l'apparition d'une acidose respiratoire, premier effet critique du CO 2 , peut être admise à partir d'un niveau d'exposition de 1% (10000 ppm) pendant au moins 30 minutes chez un adulte en bonne santé avec une charge physique modérée ; x une récente étude expérimentale sur 22 sujets humains adultes suggère un effet propre du CO 2 sur la performance psychomotrice (prise de décision, résolution de problèmes) à partir de 1000 ppm (Satish ., 2012), cette étude n'étant pas suffisante pour élaborer une VGAI en l'absence de convergence avec d'autres études et de consensus international sur la nature des effets et le mode d'action associé (Anses,

2011).

A titre indicatif, le tableau suivant propose une mise en perspective des concentrations de CO 2 utilisées par la norme NF EN 13779 pour le classement de la qualité de l'air intérieur avec celles issues des études épidémiologiques ou toxicologiques. Les valeurs limites d'exposition professionnelle (VLEP) sont également présentées dans le tableau. En France, une valeur limite réglementaire indicative d'exposition moyenne sur

8 heures (VLEP 8 heures) de 5000 ppm a été fixée pour le CO

2 par l'arrêté du 30 juin

2004 modifié, et il n'existe pas de valeur limite court terme.

Des VLEP existent dans 19 autres pays

(Gestis, 2013) et sont toutes égales à 5000 ppm en moyenne sur 8 heures. Les valeurs limites court terme se situent entre 10000 et 30000 ppm. 6 / 9 les concentrations de CO 2

Qualité de l'air intérieur excellente

Qualité de l'air intérieur moyenne

Plage correspondant en moyenne sur

une journée de travail à une augmentation de symptômes du SBS* dans des bureaux

Qualité de l'air intérieur modérée

Plage correspondant à :

- une augmentation de symptômes liés à l'asthme chez l'enfant, en moyenne sur une journée d'école - une altération suspectée de la performance psychomotrice due au CO 2 seul chez l'adulte, en moyenne sur quelques heures (une seule étude)

Qualité de l'air intérieur basse

Concentration moyenne sur 8 heures (VLEP

8h) utilisée comme valeur limite d'exposition professionnelle en France et à l'étranger

Concentration correspondant

sur au moins 30 minutes à l'apparition d'acidose respiratoire due au CO 2 seul (un des premiers effets critiques) chez l'adulte sain avec une charge physique modérée

Intervalle des concentrations court terme

(VLCT ou VLE)utilisées comme valeurs limites d'exposition professionnelle à l'étranger (aucune valeur pour la France) 7 / 9

En appui à la gestion :

x Le CES rappelle que le CO 2 peut être utilisé comme un indicateur du confinement de l'air. Il recommande de s'appuyer sur la norme NF EN ISO 16000-26 pour la stratégie d'échantillonnage du CO 2 dans les environnements intérieurs. x Le CES recommande de ne pas élaborer de VGAI pour le CO 2 , que ce soit pour ses effets propres ou pour les effets du confinement sur la santé. Il insiste sur le fait que la seule mesure du CO 2 ne peut être considérée comme un indicateur de qualité sanitaire de l'air intérieur au vu des résultats de ces travaux qui montrent que : o les données épidémiologiques disponibles ne permettent pas de construire de valeur seuil du CO 2 protégeant des effets du confinement sur la santé, sur la perception de confort ou sur la performance, o la probabilité de dépassement de valeurs cibles sanitaires (VGAI, VTR ou VG OMS ) pour les polluants chimiques de l'air intérieur n'est pas nulle même pour des concentrations de CO 2 réduites. x Compte tenu des éléments ci-dessus, le CES recommande de réduire à la source les émissions de polluants dans l'air intérieur, en complément de l'amélioration de la ventilation. x Le CES recommande d'évaluer la pertinence de réviser la VLEP 8h du CO 2 , et notamment la pertinence d'élaborer une VLEP court terme. En termes de recherche, le CES recommande d'améliorer les connaissances concernant les éventuels effets propres au CO 2 x sur la performance psychomotrice (prise de décision, résolution de problèmes) aux faibles doses incluant des concentrations d'exposition inférieures ou égales à

1000 ppm, par exemple en répliquant l'étude de Satish . (2012) et en

documentant le mécanisme d'action ; x sur la santé des populations plus sensibles ou plus exposées telles que les enfants, les femmes enceintes et les personnes présentant des affections pulmonaires ou cardiaques. L'Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail endosse les conclusions et recommandations du CES " Evaluation des risques liés aux milieux aériens » présentées ci-dessus.

Norme ISO 16000-26:2012 Air intérieur -- Partie 26: Stratégie d'échantillonnage du dioxyde de carbone

(CO 2 8 / 9 Les données disponibles mettent en évidence des concentrations de CO 2 mesurées dans l'air des salles de classes d'écoles plus élevées que dans d'autres environnements intérieurs étudiés (logements, bureaux, crèches), et dans certaines études, une association entre ces concentrations et des effets sur la santé des élèves (symptômes de l'asthme), la performance et la perception de confort. L'Agence souligne donc l'importance de sensibiliser les services techniques des mairies, les responsables des établissements scolaires et les enseignants sur les mesures qui peuvent permettre de réduire efficacement les effets du confinement sur la santé, la performance et la perception de confort, telles que l'aération par l'ouverture des fenêtres et des portes. La stratégie d'aération doit tenir compte de certains paramètres dont les nuisances sonores, le transfert de la pollution extérieure, le confort thermique, etc. Cette stratégie d'aération doit être complémentaire de la maitrise des sources de pollution, notamment le choix des produits de construction, de décoration, d'ameublement, des produits d'entretien, des fournitures scolaires, etc.

Marc Mortureux

9 / 9 dioxyde de carbone, renouvellement, ventilation, air intérieur, effet santé, population générale, école, logement, bureau, établissement recevant du public

ANSES (2011) Proposition de valeurs guides de qualité d'air intérieur, Évolution de la méthode d'élaboration

des valeurs guides de qualité d'air intérieur. Rapport et avis, 79 p. Agence nationale de sécurité sanitaire

de l'alimentation, de l'environnement et du travail, Maisons-Alfort. En ligne : http://www.anses.fr/Documents/AIR2010sa0307Ra.pdf

Derbez M et Dassonville C (2011) Etude pilote de la campagne nationale de connaissance des expositions

des enfants dans les écoles. Rapport final non publié, Programme d'études et de recherche de

l'Observatoire de la qualité de l'air intérieur, 142 p. Erdmann CA et Apte MG (2004) Mucous membrane and lower respiratory building related symptoms in relation to indoor carbon dioxide concentrations in the 100-building BASE dataset, , 14(s8), 127- 134.

Gestis (2013) Base de données sur les substances dangereuses pour l'Assurance sociale allemande des

accidents. Consultée en avril 2013 sur le site en ligne : http://www.dguv.de/ifa/en/gestis/stoffdb/index.jsp#

quotesdbs_dbs29.pdfusesText_35

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