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2017

Mesures en air intérieur au collège Vauban à

Strasbourg

Du 5 au 9 décembre 2016

REF : PROJ-EN-001_1

Mesures en air intérieur au collège Vauban à Strasbourg

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CONDITIONS DE DIFFUSION

Diffusion libre pour une réutilisation ultérieure des données dans les conditions ci-dessous :

• Licence ouverte de réutilisation d'informations publiques

• Sur demande, ATMO Grand Est met à disposition les caractéristiques des techniques de

mesures et des méthodes d’exploitation des données mises en œuvre ainsi que les normes

d’environnement en vigueur.

• ATMO Grand Est peut rediffuser ce document à d’autres destinataires.

• Rapport non rediffusé en cas de modification ultérieure des données.

PERSONNES EN CHARGE DU DOSSIER

Rédaction : Agnes Bertrand, Chargée d’études Relecture : Bérénice Jenneson, Chargée d’études Approbation : Raphaèle Deprost, Ingénieur Etudes

Référence du modèle de rapport : COM-FE-001_1

Référence du rapport : PROJ-EN-001_1

Date de publication : 20/03/2017

ATMO Grand Est

Espace Européen de l’Entreprise – 5 rue de Madrid – 67300 Schiltigheim

Tél : 03 88 19 26 66 - Fax : 03 88 19 26 67

Mail : [email protected]


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SOMMAIRE

RÉSUMÉ ............................................................................................................................................ 3

INTRODUCTION ............................................................................................................................. 4

1. LES PARAMETRES SUIVIS ...................................................................................................... 5

1.1. SUIVI DES PARAMETRES DE CONFORT : LA TEMPERATURE ET DE L’HUMIDITE RELATIVE .............................................................................................................. 5

1.2. SUIVI DU CONFINEMENT : LE DIOXYDE DE CARBONE CO2 ................................ 5

2. LES RESULTATS ......................................................................................................................... 6

2.1. TEMPERATURE ET HUMIDITE RELATIVE ................................................................ 7

2.2. LE DIOXYDE DE CARBONE : CO2 .................................................................................. 8

CONCLUSION ................................................................................................................................ 11

ANNEXE 1 ....................................................................................................................................... 12


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RÉSUMÉ

A la demande du Rectorat de Strasbourg, une campagne a été réalisée par ATMO-Grand EST dans la salle P00 du

collège Vauban à Strasbourg. Celle-ci, située au sous-sol, ne possède aucun système de ventilation et présente

sur les murs des traces d’humidité (salpêtre et moisissures).

Une campagne a donc été réalisée du 5 au 9 décembre 2016 pour évaluer les indicateurs de confort (température

et humidité relative) et de confinement (dioxyde de carbone CO2 émis par la respiration) de la salle.

Le suivi des température et humidité relative place la salle dans la zone de bon confort hygrothermique. Le suivi

des teneurs en CO2 permet quant à lui de constater un renouvellement de l’air beaucoup trop faible dans la salle.


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INTRODUCTION

Dans son Programme Régional de Surveillance de la Qualité de l’Air

2011-2015, ATMO Grand Est, association pour la surveillance et l’étude

de la pollution atmosphérique sur la Région Grand Est, décline la mise

en œuvre de la stratégie régionale de surveillance de la qualité de l’air

intérieur.

Un des axes de cette stratégie vise notamment, pour l’air intérieur, à

coupler l’évaluation des concentrations en air intérieur avec l’évaluation

de l’origine des pollutions constatées. Le bâtiment, à travers sa

conception (matériaux, isolation, renouvellement de l’air, système de

ventilation, ameublement, services) peut en effet influencer notablement la qualité de l’air intérieur.

Dans le cas de suspicion de situations dégradées au sein d’établissements recevant du public et de logements

(selon certaines conditions), ATMO Grand Est met à disposition ses moyens et son expertise afin de réaliser un

suivi de la qualité de l’air intérieur dans le cadre de son projet associatif et du dispositif régional IntAir’AGIR (mis

en œuvre avec le soutien de l’Agence Régionale de Santé).

ATMO Grand Est a été sollicitée par l’Académie de Strasbourg suite à une visite sur place de son inspecteur

Hygiène et Sécurité au collège Vauban à Strasbourg pour une intervention dans la salle de classe P00 située au

sous-sol. En effet, cette salle non destinée à accueillir à l’origine des élèves, ne possède aucun système de

ventilation mécanique et présente des ouvrants dans un état pouvant être qualifié de vétuste. Du fait du

positionnement de la salle et de l’absence totale de ventilation mécanique, on y note la présence de traces de

moisissure (photo 1) et de salpêtre (photos 2 et 3).

Il a été proposé de réaliser un premier état des lieux dans la salle P00 pour un suivi des teneurs en dioxyde de

carbone afin d’évaluer le confinement de la pièce en lien avec l’absence de ventilation et de voir si les pratiques

d’aération des occupants suffisent à assurer un renouvellement d’air efficace.

Photos 1 à 3 : Présence de moisissures et de salpêtre sur les murs de la salle P00 (vers l’extérieur).


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1. LES PARAMETRES SUIVIS

Le dioxyde de carbone (CO2) est émis par la respiration des personnes présentes dans une pièce et est un

indicateur du confinement de l’air intérieur. Bien que le CO2 ne présente pas lui-même d’effet notable sur la

santé aux niveaux habituellement rencontrés en ambiance intérieure, un confinement élevé semble pouvoir être

associé à une prévalence des symptômes respiratoires. De plus, la dégradation de la qualité de l’air des salles

de classe ne crée pas un milieu d’apprentissage favorable pour les élèves et de travail pour les enseignants. En

effet, selon diverses études, les performances des élèves sont directement affectées par un renouvellement

d’air insuffisant ou par une concentration élevée de CO2 (somnolence, baisse de l’attention, diminution du

temps de réaction…).

La température et l’humidité relative (HR) sont des facteurs qui peuvent agir sur les émissions de substances

volatiles chimiques et donc sur la qualité de l’air intérieur. De plus, l’humidité relative (HR) est un paramètre

important sur le plan du confort hygrothermique et sur le plan sanitaire (développement potentiel de moisissures

en cas de teneurs élevées). A l’opposé, trop faible, l’humidité relative peut provoquer en hiver une sensation de

sécheresse de l’air intérieur, gênante sur le plan respiratoire, cutané et oculaire. L’ADEME préconise un taux

optimal d’humidité relative dans l’air entre 40 et 60 %, pour une température s’élevant entre 18° et 22° C1 .

1.1. SUIVI DES PARAMETRES DE CONFORT : LA TEMPERATURE ET DE L’HUMIDITE RELATIVE

Les paramètres de température et d’humidité relative (T et HR) ont été enregistrés avec des pas

de temps de 10 minutes par des sondes Ebro-Ebi dans la salle P00. A l’extérieur du bâtiment, la

température et l’humidité relative ont été également suivies par des sondes Ebro EBI.

1.2. SUIVI DU CONFINEMENT : LE DIOXYDE DE CARBONE CO2

Les teneurs en dioxyde de carbone ont été mesurées avec un analyseur Q-Trak (sonde

infrarouge non-dispersive 980), toutes les 10 minutes, dans la salle P00.

1 L’Habitat « Un air sain chez soi » ADEME, Edition : mai 2015.

Q-trak - sonde 980

Sonde EBRO-EBI


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2. LES RESULTATS

Les mesures ont été réalisées du 5 au 9 décembre 2016.

Le tableau 1 présente le planning d’occupation de la salle. Durant la campagne de mesure, celle-ci a été occupée

14h sur 32h possibles d’enseignement soit un taux d’occupation de 43%. Sur la période de mesure, mise à part

3h d’occupation en ½ groupe, la salle a été occupée en classe entière. A noter que durant cette semaine de

mesure, la classe de 3ème A était en stage et donc ne figure pas sur le planning ce qui correspond à environ 5h

d’absence.

Lundi Mardi Mercredi Jeudi Vendredi

8h-9h 5ème A (24p) 5ème A (25p)

9h-10h 4ème B (25p) 4ème C (30p)

10h-11h 4ème G (29p) 4ème B (25p) 4ème B (25p)

11h-12h 5ème A (24p) 4ème G (29p) 5ème A (25p) 4ème C (28p)

12h

13h30-14h30 4ème B (13p) 4ème B (13p)

14h30-15h30 4ème C (30p)

Photos 4 et 5 : La salle de classe P00 et les instruments de mesures mis en œuvre.

Tableau 1 : Planning d’occupation de la salle de classe P00


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2.1. TEMPERATURE ET HUMIDITE RELATIVE

Les données de température et humidité relative observées durant la semaine de mesure sont indiquées dans le

tableau 2 et représentées sur la figure 1.

Sites Température

Humidité relative

Minimum Maximum Moyenne Minimum Maximum Moyenne

Salle P00 17,8 23,1 19,7 52 69 61

Extérieur -1,7 11,8 0,6 49 95 89

Au cours de la campagne, on note que l’évolution de l’humidité relative est corrélée avec celle de la température,

toutes deux dépendantes de la présence des élèves dans la salle (respiration).

Avec ces conditions de températures et d’humidités moyennes, la salle se positionne dans l’espace de confort

hygrothermique du Diagramme de Fauconnier (cf. figure 2 ci-dessous). Pour rappel, une humidité trop faible

(< 30%) peut donner une sensation de sécheresse gênante sur le plan respiratoire, cutanée et oculaire. Une

humidité relative trop importante (>70%) peut favoriser le développement de moisissures.

Figure 1 : Evolutions temporelles de la température et de l’humidité relative.

Tableau 2 : Statistiques sur la température et l’humidité relative de la salle P00


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2.2. LE DIOXYDE DE CARBONE : CO2

Les mesures de CO2 permettent de calculer l’indice de confinement (indice ICONE – Indice de confinement d’air

dans les écoles élaboré par le CSTB). Cet indice situe l’état moyen du confinement d’une salle en tenant compte

à la fois de l’intensité des pics en CO2 mesurés et de leur fréquence ; l’indice est compris entre 0 et 5, la note 0

correspondant à l’absence de confinement (situation la plus favorable), et la note 5 à un confinement extrême

(situation la plus défavorable).

Le seuil préconisé dans le règlement sanitaire départemental (RSD) est fixé à 1300 ppm en CO2 (1000 ppm pour

les locaux fumeurs et tolérance à 1300 ppm pour les locaux non-fumeurs).

Le tableau 3 renseigne sur les moyennes, maxima ainsi que l’indice de confinement et la nature du confinement

associé, en période d’occupation (d’après les plannings de présence - tableau 1).

Sites CO2 en ppm ICONE

Moyenne Maximum Valeur Nature du confinement

(cf. annexe)

Salle P00 1372 4684 4 Très élevé

1 : Zone à éviter vis-à-vis des

problèmes de sécheresse.

2 et 3 : Zones à éviter vis-à-vis des

développements de bactéries et de

micro-champignons.

3 : Zone à éviter vis-à-vis des

développements d'acariens.

Figure 2 : Représentation des moyennes de température et humidité relative dans le diagramme de Fauconnier.

Tableau 3 : Moyennes et maxima des concentrations en CO2 (ppm) en période d’occupation et Indices de confinement la

salle P00


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Le profil d’évolution temporelle est représenté par la figure 3.

Rappelons que la salle de classe n’est pas équipée de ventilation mécanique et que le renouvellement d’air se

fait manuellement par les occupants de la salle.

Les enregistrements des teneurs en CO2 soulignent que, dès l’arrivée des élèves (variables selon les jours), les

teneurs augmentent très rapidement jusqu’à atteindre des maxima importants (pic de 4684 ppm, observé le 9

décembre 2016 à 13h). Une légère diminution des teneurs est observée bien après les pauses de midi et durant

les intercours. En absence d’occupation, ces niveaux baissent très lentement pour atteindre les niveaux de fond

en cours de nuit voire le surlendemain matin. Les élèves commencent parfois un cours dans un air déjà confiné.

Les niveaux sont régulièrement au-dessus du seuil de 1300 ppm préconisé par le RDS pour une pièce non-fumeur,

soit environ 40% du temps.

Le confinement dans la salle P00 est donc très élevé (indice ICONE de 4/5). Le renouvellement de l’air est

nettement insuffisant.

D’après le tableau en annexe 1, le maître d’ouvrage doit :

• Veiller à ce que l’utilisation des pièces soit conforme au taux d’occupation prévu.

• Lorsque ces salles sont équipées d’un dispositif spécifique de ventilation, il est souhaitable de faire

intervenir un spécialiste pour procéder à inspection de l’installation.

• En l’absence de dispositif spécifique de ventilation, il est souhaitable d’améliorer les conditions

d’aération de ces salles en procédant à des ouvertures plus fréquentes des fenêtres durant les périodes

d’occupation.

Pour information, lors de la campagne nationale école (voir encadré page suivante), la majorité des écoles

élémentaires présentaient des indices compris entre 3 et 4.

Figure 3 : Evolution temporelle des niveaux de CO2 au cours de la semaine de mesures.


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Figures 4, 5 : Évolution des concentrations du CO2 dans une classe de 25 élèves, pour 2 h de cours avec un intercours d’1/4h puis une reprise de cours de 2h. Extrait du guide « ventilation

performante des écoles » du CETIAT

Lors de la campagne nationale de mesure de

l’Observatoire de la qualité de l’air intérieur

réalisée entre autres dans neuf écoles, les

concentrations moyennes de CO2 en période

scolaire étaient comprises entre 517 et 1935

ppm.

Dans le guide « ventilation performante dans les

écoles » du Centre technique des industries

aérauliques et thermiques (CETIAT), les taux

élevés de CO2 ont été modélisés dans les écoles

avec un taux de renouvellement d’air faible. En

l’absence de ventilation mais avec une ouverture

des fenêtres durant l’intercours, la concentration

de CO2 augmente de 300 à 4700 ppm. Avec une

ventilation performante (18 m3/h/personne), la

teneur en CO2 se maintient constamment au-

dessous de 1100 ppm.

Les figures suivantes, extraites de ce guide,

illustrent bien l’intérêt d’un renouvellement d’air

adapté en milieu scolaire.


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CONCLUSION

Le suivi de la qualité de l’air intérieur réalisé du 5 au 9 décembre 2016 au collège Vauban a permis de mettre en

évidence les éléments suivants :

• Les températures moyennes mesurées se situent aux alentours de 20°C avec des maxima allant jusqu’à

23°C et qui ne baissent que faiblement durant la nuit. Par ailleurs l’humidité relative est comprise entre

52% et 69%, ce qui place la salle dans la zone de bon confort hygrothermique.

• Le suivi des teneurs en CO2 (composé émis par la respiration et indicateur du renouvellement d’air)

permet de constater un renouvellement de l’air trop faible dans la salle. L’indice de confinement ICONE

calculé à partir des enregistrements des teneurs en dioxyde de carbone, en présence des élèves en

classe entière voire en ½ groupe, est qualifié de très élevé (indice de 4 sur une échelle de 5) d’après la

méthodologie développée par le CSTB (annexe 1).

En l’absence de système de ventilation mécanique, il est nécessaire de mettre en place une stratégie d’aération

adaptée par ouverture des fenêtres afin d’améliorer le renouvellement d’air dans la pièce durant les périodes

d’occupation (moindre durant la campagne de mesure en raison de l’absence d’une classe). Dans cette optique

une sensibilisation des enseignants, des agents d’entretien et des élèves à cette problématique pourrait être

effectuée.


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ANNEXE 1

Nature du confinement et informations associées : indice ICONE

Présentation de l’indice de confinement - Guide d’application pour la surveillance du confinement de l’air dans les établissements d’enseignement, d’accueil de la petite enfance et d’accueil de loisirs – Centre Scientifique et Technique du

Bâtiment (CSTB – 2012).

Le calcul de l’indice de confinement nécessite de disposer de l’enregistrement des valeurs de concentrations en

CO2 et de la plage de présence dans le local (en occupation normale) durant la semaine. Pour le calcul de l’indice,

seules les valeurs de concentrations de dioxyde de carbone mesurées pendant la présence en occupation

normale des enfants dans la salle sont prises en compte.

Les plages de présence des enfants dans chaque local sont renseignées a posteriori avec l’aide de l’adulte

enseignant ou encadrant sur l’ensemble de la semaine.

Sont exclues :

(a) toute période où les enfants sont absents.

(b) toute période où l’occupation n’est pas normale.

Les valeurs de dioxyde de carbone correspondant aux périodes retenues sont ensuite partitionnées en trois

classes selon leur niveau :

- nombre de valeurs inférieures ou égales à 1000 ppm (n0)

- nombre de valeurs comprises entre 1000 et 1700 ppm inclus (n1)

- nombre de valeurs supérieures à 1700 ppm (n2)

L’indice de confinement est calculé pour chaque salle instrumentée et exprimé avec une précision égale à 1

(c’est-à-dire arrondi avec 0 chiffre après la virgule) selon la règle suivante :


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Conformément à l’article 8 du Décret n° 2012-14 du 5 janvier 2012 relatif à l'évaluation des moyens d'aération

et à la mesure des polluants effectuées au titre de la surveillance de la qualité de l'air intérieur de certains

établissements recevant du public, une valeur retenue de l’indice de confinement égale à 5 implique que des

investigations complémentaires doivent être menées et que le préfet du lieu d’implantation de l’établissement

doit être informé.

ICONE Nature du confinement INFORMATIONS

0 Confinement nul

néant

1 Confinement faible

2 Confinement moyen

3 Confinement élevé

4 Confinement très élevé

Message de sensibilisation destiné au maitre d'ouvrage :

Veiller à ce que l’utilisation des pièces soit conforme au taux d’occupation prévu.

Lorsque ces salles sont équipées d’un dispositif spécifique de ventilation, il est

souhaitable de faire intervenir un spécialiste pour procéder à une inspection de

l’installation.

En l’absence de dispositif spécifique de ventilation, il est souhaitable d’améliorer

les conditions d’aération de ces salles en procédant à des ouvertures plus

fréquentes des fenêtres durant les périodes d’occupation.

5 Confinement extrême

Message de sensibilisation destiné au maitre d'ouvrage :

Veiller à ce que l’utilisation des pièces soit conforme au taux d’occupation prévu.

Lorsque ces salles sont équipées d’un dispositif spécifique de ventilation, il est

recommandé de faire intervenir un spécialiste pour procéder à une inspection

de l’installation.

En l’absence de dispositif spécifique de ventilation, il est recommandé

d’améliorer les conditions d’aération de ces salles en procédant à des ouvertures

plus fréquentes des fenêtres durant les périodes d’occupation.

Actions à mener par le maître d’ouvrage ou l’exploitant de l’établissement :

Nécessité de mener toute expertise nécessaire pour identifier les causes du

confinement extrême dans l’établissement.

Actions à mener par l'organisme en charge de la réalisation des mesures sur

site :

Information au préfet du lieu d’implantation de l’établissement dans un délai

de quinze jours après réception de l'ensemble des résultats d'analyse.

Espace Européen de l’Entreprise – 5 rue de Madrid – 67300 Schilt igheim

Tél : 03 88 19 26 66 - Fax : 03 88 19 26 67 - [email protected]

Siret 822 734 307 000 17 – APE 7120 B

Association agréée de surveillance de la qualité de l’air

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