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La COVID-19, la grippe, le VRS, la varicelle et de nombreuses autres maladies sont couramment transmises par aérosols respiratoires. Les salles de classe densément occupées présentent un risque accru de propagation de ces agents pathogènes aéroportés, en particulier lorsque la qualité de l’air est insuffisante. Une aération fréquente et intensive peut réduire considérablement ce risque, mais entraîne une réduction du confort et des pertes d’énergie en hiver. En particulier dans les salles de classe ventilées manuellement, les purificateurs de l’air constituent des outils complémentaires pour réduire l’exposition aux aérosols, car ils sont capables d’éliminer les aérosols et donc également les agents pathogènes de l’air intérieur.
Afin de pouvoir évaluer de manière complète et scientifique la situation actuelle dans les salles de classe, le conseil d’administration de l’école de la ville d’Adliswil commandait à l’automne 2022 une étude sur la qualité de l’air intérieur et l’adéquation des purificateurs de l’air mobiles pour une utilisation dans les salles de classe. L’étude a été réalisée dans le cadre d’une collaboration entre le Centre Suisse de Santé au Travail et de l’Environnement (SCOEH) et l’association à but non lucratif #ProtectTheKids (Suisse).
Les investigations ont été menées dans les bâtiments de l’école primaire de Kopfholz. Kopfholz 1 est un bâtiment ancien rénové avec aération par les fenêtres; Kopfholz 2 est un bâtiment neuf avec ventilation mécanique répondant aux normes de faible consommation d’énergie. Jusqu’à trois purificateurs de l’air mobiles ont été installés dans chaque classe. Les sociétés Electrolux, Philips et Stadler Form ont gracieusement fourni un grand nombre d’unités. Les purificateurs de l’air ont été évalués pour leurs performances de nettoyage et leur génération de bruit lorsqu’ils fonctionnent dans l’environnement réel. Les taux de réduction des aérosols ont été déterminés à l’aide d’un aérosol test de cristaux salins et de capteurs répartis dans toute la pièce, et les niveaux et fréquences sonores ont été mesurés à l’aide d’un analyseur audio et acoustique. De plus, les niveaux sonores des configurations de purificateurs de l’air que les enseignant(e)s considéraient comme des limites supérieures acceptables ont été déterminés. Des mesures de CO2 ont été utilisées pour évaluer la qualité de l’air intérieur et pour déterminer les taux de renouvellement d’air obtenus par ventilation manuelle et/ou mécanique.
Les purificateurs de l’air évalués améliorent le mélange de l’air intérieur en dirigeant l’air purifié vers le haut. Testés en tant qu’unités individuelles à vitesse maximale, ils ont montré des taux de réduction de deux à trois eTRH (équivalent de Taux de Renouvellement Horaire) dans les salles de classe de 240 m3 du Kopfholz 1, ce qui correspond à un CADR (Clean Air Delivery Rate) d’environ 480 à 720 m3/h.
Le niveau sonore à une distance de deux mètres était compris entre 45 et 55 dB(A). Les enseignant(e)s préféraient des vitesses de fonctionnement plus faibles associées à des niveaux sonores compris entre 32 et 42 dB(A). En utilisant plusieurs unités en parallèle, des taux de purification de l’air élevés de 3 à 5 eTRH ont été obtenus à ces vitesses inférieures, à des niveaux sonores compatibles avec un environnement de travail calme.
La qualité de l’air était très différente dans les deux bâtiments : à Kopfholz 2, le CO2 était généralement compris entre bon et très bon, en dessous de 1000 ppm, avec des taux de renouvellement d’air de 2,3 à 2,9 TRH. Dans l’ancien bâtiment ventilé manuellement de Kopfholz 1, les statistiques obtenues sur la base des données de CO2 enregistrées en continu sur une durée totale d’enseignement de 684 heures ont montré qu’il était clairement nécessaire d’agir : les niveaux de CO2 étaient souvent supérieurs à 2000 ppm, ce qui est inacceptable du point de vue hygiènique; ils étaient supérieurs à 1000 ppm, ce qui nuit à l’apprentissage, dans 61 % des cas. Les stratégies d’aération observées dans les salles de classe aérées uniquement en ouvrant les fenêtres étaient dans la plupart des cas inefficaces : la stratégie « aérer peu souvent, mais particulièrement fortement » était significativement moins efficace que « aérer fréquemment et fortement », en raison de la mauvaise répartition temporelle des changements d’air. Même avec une stratégie idéale, la qualité de l’air intérieur était souvent médiocre, et seulement 20 % du temps les niveaux de CO2 se situaient dans la plage idéale pour les performances cognitives, inférieures à 800 ppm. Lors de la rénovation de bâtiments anciens pour les équipér de systèmes de ventilation mécanique, il convient de comparer des solutions décentralisées et centralisées.
Les purificateurs de l’air sont conçus pour éliminer les aérosols de l’air intérieur ; ils complètent ainsi les mesures visant à améliorer la ventilation, qui réduisent à la fois les niveaux de CO2 et d’aérosols respiratoires en apportant de l’air extérieur. Dans des situations typiques d’aération par les fenêtres, des taux de renouvellement d’air moyens compris entre 0,3 et 2,5 TRH ont été mesurés, de sorte qu’une addition de purificateurs de l’air avec une performance de 3 eTRH a entraîné une réduction de la dose virale d’au moins 50 %. Dans certaines situations, les purificateurs ont même réduit la dose de 90 %. La combinaison d’aération et de filtration s’est révélée particulièrement efficace pour réduire la pollution par les aérosols par rapport à l’aération par seule ouverture des fenêtres. Les purificateurs de l’air mobiles pourraient être utilisés de manière flexible et intégrés facilement dans la vie scolaire quotidienne en les configurant pour maintenir un environnement d’apprentissage calme.
Toutefois, pour réussir à mettre en place une couche de protection supplémentaire visant à freiner la propagation des maladies, que ce soit en purifiant l’air intérieur ou par toute autre mesure, il est essentiel de sensibiliser toutes les parties prenantes au fait qu’accepter des infections répétées – même asymptomatiques – est une voie risquée et non durable d’acquérir ou de maintenir une immunité.