Effets respiratoires de la pollution atmosphérique : prise en compte de plusieurs niveaux de pollution
INTRODUCTION
La croissance urbaine nécessite le développement et l’accessibilité à plusieurs facilités comme le transport, l’énergie, l’éducation, l’eau… etc. Cette croissance entraine cependant l’augmentation du parc automobile et des industries pour subvenir aux besoins d’une population de plus en plus croissante. Les gaz et les substances chimiques produits par ces activités anthropogéniques, combinés à des conditions météorologiques défavorables, provoquent, de manière récurrente, des excès de pollution atmosphérique, partout dans le monde. Cette pollution de l’air s’accompagne d’une augmentation de la mortalité prématurée et des effets néfastes pour la santé humaine. Les quelques exemples les plus connus dans le passé sont celui de Donora1 , survenu en octobre 1948, et celui du brouillard de Londres en 19522 [1]. Mais des exemples plus récents existent aussi. Dès lors que les chercheurs ont commencé à s’inquiéter sur les impacts sanitaires de la pollution atmosphérique, plusieurs études épidémiologiques ont en fait mis en évidence l’association entre certains polluants atmosphériques et la santé humaine, en particulier les maladies respiratoires et cardiovasculaires. Cela même à de faibles concentrations, en dessous des valeurs standards de la qualité de l’air . La liste des polluants mis en cause inclue les oxydes d’azote, le dioxyde de souffre, le monoxyde de carbone, les composés organiques volatiles (VOCs), les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et les particules ou poussières en suspension (PM, particulate matter en anglais). Ces dernières peuvent être inhalées dans les voies aériennes et celles de diamètre inférieur à 2,5 µm, que l’on appelle les particules fines (PM2.5), peuvent atteindre les alvéoles, où peuvent franchir la barrière et entrer dans la circulation sanguine et atteindre d’autres organes. Lors des dernières estimations, publiées en mars 2014, l’Organisation Mondiale de la Santé (L’OMS) a indiqué que plus de 7 millions de décès prématurés en 2012 pouvaient être attribués à l’exposition à la pollution atmosphérique, dont environ 2 millions 6 cent mille à la pollution de l’extérieur des locaux. Soit 1 décès sur 8 dans le monde. La grande majorité des décès dus à la pollution atmosphérique (51%) étaient essentiellement liés aux maladies cardiovasculaires et respiratoires [8]. Ces chiffres représentent le double des estimations précédentes et confirment que la pollution de l’air est désormais le premier risque environnemental pour la santé mondiale. A ce jour, plusieurs études sur la pollution de l’air en milieu urbain ont été recensées [9-12]. On associe d’importants risques sanitaires à l’exposition aux PM en particulier les particules fines, et un lien étroit et quantitatif entre l’exposition à des concentrations élevées en particules (PM10 et PM2,5) et un accroissement des taux de mortalité et de morbidité, au quotidien aussi bien qu’à plus long terme, ont été mis en évidence par plusieurs études épidémiologiques [13-15]. En effet, une exposition à long terme de PM10 est associée à une augmentation de 0.2 à 0.6% du taux de mortalité non accidentelle toutes causes confondues [16, 17] et d’une augmentation de 1.14% des hospitalisations dues aux maladies respiratoires pour chaque augmentation de 10µg/m3 de PM10. De même, une augmentation du taux de mortalité de 5% a été observée pour une augmentation de 10µg/m3 de PM2.5 pour une exposition à court terme [18], alors qu’à long terme, l’augmentation de 10µg/m3 de PM2.5 était associée à une augmentation de 6% du taux de mortalité chez les plus de 30 ans [19]. De même, la mortalité liée à une telle exposition baisse à mesure que les concentrations en petites et fines particules sont réduites, en supposant que les autres facteurs restent inchangés. De plus, l’ozone (O3), le dioxyde d’azote (NO2) et le dioxyde de soufre (SO2) ont été associés à d’importants risques sanitaires, dont la mortalité (Figure 1).
EXPOSITION DE LA POLLUTION ATMOSPHERIQUE
Selon l’article L220-2 du code de l’environnement, la pollution atmosphérique est définie comme «l’introduction par l’homme, directement ou indirectement, dans l’atmosphère et dans les espaces clos, des substances ayant des conséquences préjudiciables, de nature à mettre en danger la santé humaine, à nuire aux ressources biologiques et aux écosystèmes, à influer sur les changements climatiques, à détériorer les biens matériels, à provoquer des nuisances olfactives excessives». Cette définition ne considère pas comme polluants, les contaminants issus des processus naturels comme les émissions issues des éruptions volcaniques, les émissions des végétaux… etc pourtant pouvant menacer les êtres humains et les écosystèmes. Une autre définition, beaucoup plus globale, a été donnée par le Conseil de l’Europe, dans sa déclaration de mars 1968, qui avait défini qu’ « il y avait pollution atmosphérique lorsque la présence d’une substance étrangère ou une variation importante dans la proportion de ses composants était susceptible de provoquer un effet nocif, compte tenu des connaissances scientifiques du moment, ou de créer ou une nuisance ou une gêne ». En raison de son caractère inévitable, l’exposition à ces pollutions atmosphériques concerne l’ensemble de la population. Les groupes les plus sensibles à la pollution de l’air sont les enfants, les personnes atteintes de pathologies particulières respiratoires et/ou cardiovasculaires, ainsi que les personnes âgées. La qualité de l’air est étroitement liée aux concentrations des substances naturellement présentes dans l’air ou introduites artificiellement par les activités humaines. Au cours de 15 dernières années, bien que les concentrations dans l’air ambiant pour de nombreux polluants aient diminué, de multiples études épidémiologiques et toxicologiques montrent que la pollution atmosphérique urbaine constitue toujours un enjeu majeur de santé publique. Toutefois, l’évaluation de l’impact de la pollution atmosphérique sur la santé humaine reste difficile à appréhender car la pollution de l’air est un phénomène complexe, résultant de l’association d’un grand nombre de substances qui agissent sous des formes diverses. L’exposition individuelle à la pollution atmosphérique est très hétérogène. I.2. Sources de pollution atmosphérique La pollution atmosphérique peut être issue des émissions d’origine naturelle où anthropique, c’est à dire liées à l’activité humaine (foyers fixes ou mobiles de combustion, émissions industrielles, bricolage, constructions…). On distingue également les polluants primaires, directement émis, des polluants secondaires, issus de transformations chimiques au sein de l’atmosphère, parmi ces derniers l’ozone et les particules secondaires. Enfin, on retrouve à l’intérieur des locaux, la pollution de l’extérieur qui rentre dans ceux-ci par transfert. I.2.1. Sources des polluants de l’’extérieur des locaux Parmi les principaux polluants rencontrés dans l’atmosphère à l’extérieur des locaux, on y trouve les particules ou poussières en suspension (PM) dont les particules fines, les composés organiques volatiles, les Hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), les oxydes d’azote, le dioxyde de souffre, le monoxyde de carbone, les métaux lourds mais aussi les pollens et les odeurs. Ces polluants sont principalement émis par le trafic routier (camions et voitures diesels…), les installations de chauffage des secteurs résidentiel, tertiaire (charbon, fioul, bois…), industriel et agricole. Mais certains phénomènes naturels sont à l’origine de PM et gaz tels que les incendies, les éruptions volcaniques, la désertification [50-52]. Les polluants issus des incendies qui font l’objet de ce travail de thèse seront détaillés dans le chapitre II. I.2.2. Sources des polluants de l’intérieur des locaux Le comité scientifique de la Commission Européenne spécialisé dans les risques sanitaires liés à l’environnement identifie plus de 900 polluants pouvant être trouvés à l’intérieur des locaux. Ils peuvent être classés en : Polluants biologiques : les allergènes, les bactéries, les moisissures, et les virus Polluants physico-chimiques : les particules, le dioxyde d’azote, le formaldéhyde et les Composés Organiques Volatils (COVs). On y retrouve également les radiations ionisantes (rayonnement gamma), le plomb et l’amiante. Les caractéristiques et les sources spécifiques de ces principaux polluants de l’air intérieur sont reprises dans le Tableau 1. La Figure 2 présente aussi les différentes sources de pollutions à l’intérieur des habitations.
Les sources de pollution liées aux activités dans les habitations
Une des premières sources de pollution intérieure anthropogénique est la fumée de tabac. En effet, elle contient plus de 4000 substances, sous forme de gaz ou de particules, dont certains sont reconnus ou soupçonnés d’être des irritants ou bien cancérogènes pour l’homme . L’utilisation d’appareils fonctionnant par des procédés de combustion, qu’ils soient à gaz, à mazout, à pétrole, au charbon ou au bois, génère également de nombreux polluants , principalement du dioxyde d’azote et des particules fines . Il s’agit d’appareils utilisés pour la production d’eau chaude, de chauffage, ou pour la cuisson des aliments. L’utilisation de combustibles solides (le charbon et la biomasse) constitue également une des sources majoritaires de pollution . D’autres activités humaines peuvent conduire à l’émission des polluants dans l’air intérieur, telles que l’utilisation des produits d’entretien ou de nettoyage [55], d’encens et des bougies , ou bien les activités de bricolage . La simple présence de l’être humain, des animaux domestiques et des plantes, est également source de divers contaminants biologiques , -les bactéries ou les virus-, les gouttelettes salivaires et nasales expirées par l’homme, les allergènes, le pollen, surtout ceux provenant de l’extérieur des locaux. Les surfaces humides ou les réservoirs d’eau liés à l’utilisation de douches, d’humidificateurs, de nébuliseurs, ou encore les dégâts des eaux, peuvent conduire à la prolifération de nombreux micro-organismes, dont les moisissures .
Les sources liées aux produits de construction et d’aménagement
Les matériaux de construction, de revêtement (des sols et des murs), d’isolement, d’ameublement, de décoration, mais aussi les produits de mise en œuvre et de finition utilisés dans ces différents matériaux, représentent une autre source importante de pollution
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