Comprendre les risques sanitaires

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Comprendre les risques sanitaires de la pollution de l’air extérieur

Publié par Risque Sanitaire France sur 23 Janvier 2017, 21:39pm

Catégories : #risques sanitaires

Photo d'une cheminée (source: https://www.incertitudes-photographiques.net/col/pont_seine_paris/i_350/10db_5356.jpg)

Photo d'une cheminée (source: https://www.incertitudes-photographiques.net/col/pont_seine_paris/i_350/10db_5356.jpg)

Source : extraits du livre «Quels risques pour notre santé », de Denis Zmirou

 

Respirer n’est plus seulement un acte réflexe. Emerge la conscience que l’air est un aliment dont dépend la santé humaine. Adultes, nous respirons en moyenne 15m3 par jour, soit près de 20 kg à comparer aux deux kilos d’eau potable et au kilo d’aliments dont nous avons besoin quotidiennement. La qualité de l’air est bien devenue un enjeu majeur de santé publique.

La pollution atmosphérique a été définie en 1967 par la Conseil de l’Europe comme résultante de la présence d’un substance étrangère dans l’air ou d’une variation importante dans les proportions de ses composants, susceptible, compte tenu des connaissances scientifiques du moment, de provoquer un effet nocif, de créer une nuisance ou une gêne. En 1996, la loi sur l’air et l’utilisation rationnelle de l’énergie précise qu’une pollution atmosphérique correspond à l’introduction par l’homme, directement ou indirectement dans l’atmosphère ou les espaces clos, de 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.

EN France, c’est à Paris à la fin des années soixante qu’on procède aux premiers mesurages des niveaux de pollution. De 1950 à 1970, la pollution atmosphérique est essentiellement perçue comme un phénomène local, d’origine industrielle, producteur de poussières et de gaz acide. On pensait alors que seuls les pics de pollution accidentels ou non pouvaient avoir des conséquences sur la santé. Et seuls les riverains des usines risquaient d’être affectés. Voila pourquoi les pouvoirs publics ont mis en place en 1956 les premiers réseaux de surveillance de la qualité de l’air, suivis par l’adoption de la loi sur l’air de 1961, et enfin par les zones de protection spéciale (ZPS) instituées en 1964. Ces diverses législations ont provoqué une véritable prise de conscience. Notamment, les progrès accomplis par l’industrie à partir des années soixante sont énormes. Les normes de rejets d’effluents n’ont cessé de se durcir au fur et à mesure des avancées dans les technologies de dépollution. L’arrivée de la production électronucléaire dans les années soixante-dix a encore accéléré le phénomène. Aujourd’hui, l’industrie produit plus en polluant moins.

Au même moment, le secteur des transports a explosé. De 1970 à 1992, le trafic français des véhicules particuliers a doublé et celui de marchandises a grimpé de 70%. Simultanément le trafic par voie ferrée a baissée de 27% et celui des voies d’eau de 37%. En trente ans, le taux de motorisation est passé de 250 à un peu plus de 440 voitures particulières pour 1 000 habitants. Au 1er janvier 1999 on comptait dans l’hexagone 32,2 millions de véhicules dont 26,8 millions d’automobiles et 5,4 millions d’utilitaires. La consommation énergétique de ce secteur était de 50,2 Mtep en 1997, contre 36,5 vingt ans plus tôt. Ces véhicules fonctionnent à 95,6% au pétrole. La part des transports (les sources mobiles) dans les émissions de polluants atmosphériques, notamment de particules fines, a donc augmenté par rapport à l’industrie (les sources fixes).

La pollution urbaine a radicalement changé. Désormais, les pointes hivernales et locales dues aux oxydes de soufre et aux poussières, sans avoir totalement disparu de toutes les zones urbaines, tendent à faire place à des smogs d’été ou à des pollutions plus complexes riches en hydrocarbures, oxydes d’azote, composés oxydants et très fines particules. Cette forme de pollution est diffuse. Elle n’est plus localisée aux alentours de points de pollution bien déterminés comme une cheminée d’usine. Résultant d’une multitude de moteurs en mouvement, elle forme de grosses masses d’air vicié qui se déplacent sur de grandes distances, selon les caprices de la météo.

 

Les polluants émis par les sources fixes et mobiles sont très nombreux, imparfaitement connus et impossibles à analyser tous. On a donc fait le choix de ne retenir que quelques indicateurs (ou traceurs) de pollution, généralement les mieux étudiés et les plus faciles à mesurer. L’oxyde de carbone, les oxydes d’azote, les hydrocarbures et les particules en suspension permettent de suivre la pollution automobile. Les sources fixes émettent également ces polluants. On recherchera donc pour caractériser les émanations industrielles des polluants plus spécifiques comme les oxydes de soufre, les métaux lourds (plomb, cuivre…), l’ammoniac, et les dioxines. Grâce à ces inventaires, on peut dénoncer aujourd’hui la part croissante des transports dans la pollution de l’air et le mouvement vertueux du secteur industriel.

Certains de ces outils ont même suffisamment d’ancienneté pour que quelques tendances générales puissent être dessinées. Depuis la fin du XIXe siècle à Paris, les émanations d’oxyde de carbone ont progressivement augmenté. Si l’on compare à 1956, les niveaux de concentrations de soufre, de fumées noires et d’acidité dans l’air parisien sont dix fois moins élevés aujourd’hui. La tertiarisation de l’économie parisienne ces trente dernières années explique pour une très grande part ce phénomène. L’évolution de ces deux indicateurs dans d’autres agglomérations françaises est également favorable mais les niveaux d’oxyde de soufre ou de particules peuvent encore parfois poser problème, comme par exemple à Rouen, au Havre ou à Dunkerque. La situation s’améliore partout pour le plomb, en raison de la disparition progressive de l’essence plombée. Les résultats concernant les oxydes d’azote et l’ozone sont plus récents. Ils ne montrent  pas de tendance globale claire et l’état stationnaire semple probable.

Dans l’atmosphère, les polluants sont dispersés, mélangés, recombinés parfois selon des schémas complexes. Ce que l’on connaît bien aujourd’hui, ce sont les conditions météorologiques qui empêchent la dispersion des émissions, provoquant des concentrations élevées de molécules chimiques. Une situation anticyclonique avec ciel clair, vent faible, fort ensoleillement favorise ainsi l’accumulation des polluants. C’est exactement ce type de temps qui a provoqué la circulation alternée du 1er octobre 1997. Au contraire, une situation dépressionnaire avec une bonne circulation des masses d’air favorise la dispersion des molécules chimiques. Cet effet de nettoyage accordé aux vents dominants doit cependant être examiné de plus près. Certaines molécules chimiques sont très résistantes et peuvent se déplacer sur des distances très importantes. Un laboratoire de l’université de Jussieu a ainsi enregistré dans l’air parisien la présence de pesticides utilisés sur la maïs provenant vraisemblablement de Bretagne.

La formation d’ozone troposphérique est aujourd’hui un phénomène de plus en plus préoccupant. Ce processus photochimique lié au rayonnement ultraviolet met en jeu des précurseurs, c’est-à-dire des molécules d’hydrocarbures, de composés organiques volatils, d’oxyde d’azote et de carbone qui vont servir de point d’appui à une réaction chimique enclenchée par la rayonnement solaire. La concentration maximale d’ozone est détectée à plusieurs dizaines de kilomètres sous le vent des agglomérations émettrices.

La pollution urbaine de fond correspond à la situation moyenne à distance des sources d’émission des polluants. Un quartier résidentiel avec un faible trafic ou un parc public permet ainsi de mesurer cette situation de base. La pollution dite de proximité concerne, elle, des situations plus exposées comme peuvent l’être des logements situés près d’un grand boulevard. Si la pollution de fond est assez facile à évaluer, la seconde l’est moins, surtout lorsqu’il s’agit de mesurer l’impact de l’automobile. La concentration des polluants « primaires » décroît en effet au fur et à mesure qu’on s’éloigne de la source d’émission. L’exposition des personnes varie donc depuis la plus forte exposition jusqu’à la pollution de fond. Le premier pollué, c’est le pollueur : le chauffeur dans son véhicule, dans l’embouteillage, en prend plein les narines ; le cycliste aussi, d’ailleurs (pas celui du parc, celui qui se faufile entre les voitures) ; quant au joggeur, il serait bien inspiré d’aller souffler plus loin.

Grâce à des capteurs de mesure de pollution de fond et de proximité placés à des endroits stratégiques, on peut analyser en continu la qualité de l’air. Une échelle de valeur autorise ensuite une lecture simple et immédiate de l’état de l’atmosphère. C’est l’indice de la qualité de l’air Atmo fondé sur quatre sous-indices : dioxyde de soufre, particules en suspension, dioxyde d’azote et ozone. Les seuils de qualité sont fixés sur les valeurs sanitaires de référence de l’organisation mondiale de la santé (OMS) et/ou de l’Union européenne notés de 1 (bon) à 10 (mauvais). Ces résultats sont disponibles dans chaque ville sur des serveurs Minitel ou des sites Internet.

Les résultats actuels de l’indice Atmo ne sont pas excellents pour les villes françaises. Pour 43 agglomérations, en moyenne annuelle de 1992 à 1998, la qualité de l’air n’a pu être qualifiée d’excellente (indices 1 ou 2) que 34 jours. Elle a été bonne ou assez bonne (indices 3 ou 4) pendant 212 jours, et médiocre à mauvaise (indices supérieurs ou égaux à 6) pendant 57 jours, soit plus d’un jour sur 6.

Les trois niveaux de concentration utilisés pour les oxydes de soufre, les oxydes d’azote et l’ozone correspondent en effet à des valeurs réglementaires. Si ces niveaux sont dépassés, les pouvoirs publics sont dans l’obligation de réagir. Le niveau 1 impose une information technique et une mobilisation des services compétents : voirie, circulation, services de police, etc. Le niveau 2 oblige les autorités à informer le public, et à faire des recommandations sanitaires de précautions pour les sujets les plus sensibles. Le niveau 3 limite les émissions des sources fixes et mobiles.

 

Ces niveaux d’alerte servent aujourd’hui à l’information de chacun. Mais que faire ? Contrairement à un aliment ou à l’eau, nous ne pouvons pas arrêter de respirer parce l’air est malsain. Chaque être humain adulte a besoin de ses quelques 15m3 d’air par jour. Cette exposition est obligatoire parce que vitale. Personne ne peut donc empêcher ces contaminants de l’air de pénétrer dans les poumons alors qu’on peut dépolluer l’eau ou assainir la nourriture avant de l’ingérer. Ils peuvent aussi exercer leur toxicité directement sur l’appareil respiratoire ou, à distance, dans diverses autres parties du corps, après avoir circulé dans le réseau sanguin.

Avec 40 000 décès par an (soit 7% de la mortalité totale), les pathologies pulmonaires occupent la quatrième cause de mortalité en France. Plusieurs millions de personnes souffrent de pathologies aiguës et, surtout, chroniques comme l’asthme ou la bronchite chronique. Il est clair que ces maladies ne sont pas toutes liées à l’air respiré, loin s’en faut, mais il est difficile de mesurer l’impact sur la santé des niveaux actuels des polluants atmosphériques ambiants. Il ne s’agit plus ici d’un empoisonnement lié à des doses importantes de polluants, mais d’une toxicité chronique en rapport avec des doses d’exposition faibles mais répétées. C’est à cette difficulté que s’attaque l’épidémiologie.

L’influence de la pollution atmosphérique sur la santé n’est plus guère contestée. On commence également à mieux connaître les mécanismes d’absorption des toxiques par l’organisme. Jouant de l’acte réflexe qu’est la respiration, les différents polluants ont trouvé chacun leur moyen de pénétrer au plus profond des organes humains. L’appareil respiratoire peut se subdiviser en trois parties principales : le naso-pharynx, le segment trachéo-bronchique et le segment pulmonaire. Le naso-pharynx comprend la cavité nasale et le pharynx. Le nez constitue la première ligne de défense du système respiratoire contre les contaminants de l’air. La cavité nasale située immédiatement au niveau des narines est recouverte de poils puis, plus profondément, tapissée d’une muqueuse. Les personnes qui respirent directement par la bouche inhalent donc plus de polluants que celles qui utilisent efficacement leur nez. Le segment trachéobronchique comprend la trachée et l’arbre bronchique jusqu’aux bronchioles terminales. Ce segment est protégé par des cellules ciliées pourvues de sortes de poils très fins, et de cellules caliciformes produisant du mucus. Dans un mouvement ondulatoire, les poils des cellules ciliées transportent le film muqueux et les corps étrangers qui y sont englués jusqu’au pharynx où ils sont déglutis en permanence.

Les polluants contrarient l’efficacité de ce système de défense. Ainsi, la fumée de tabac réduit le nombre de cellule ciliées et modifie la composition du mucus soit de manière directe, soit par altération des cellules caliciformes. Entre les cellules ciliées aboutissent des fibres nerveuses très fines sur lesquelles les polluants ont une action irritante. Par le biais de mécanismes réflexes, les muscles des bronches se contractent, la sécrétion de mucus s’accroît et la toux se déclenche.

Le segment pulmonaire constitue la surface fonctionnelle du système respiratoire. C’est là que s’effectuent les échanges d’oxygène et de gaz carbonique entre l’air et le sang. Il se compose de bronchioles respiratoires, de conduits alvéolaires, de sacs alvéolaires et d’alvéoles. Dans les alvéoles, minuscules sacs d’air au bout de cet arbre respiratoire, les macrophages s’occupent du nettoyage. Ces cellules avalent puis détruisent les bactéries et les déchets cellulaires, et migrent ensuite en direction des bronches où elles sont évacuées par les cellules ciliées. Les macrophages limitent ainsi les lésions des tissus pulmonaires et la pénétration des particules étrangères dans les tissus pulmonaires. Quand ces capacités de défense sont saturées, les gaz et les particules très fines endommagent les cellules tapissant les alvéoles. L’inflammation locale qui en résulte altère la zone de contact entre les alvéoles et le circuit sanguin.

Les particules dont le diamètre est supérieur à 10 microns mètres sont captées au niveau du segment naso-pharyngien, puis mouchées ou dégluties. Entre deux et dix microns, les particules sont éliminées au niveau du segment trachéo-bronchique, tandis que celles inférieures à deux microns peuvent pénétrer dans le système respiratoire jusqu’aux alvéoles terminales. Comparée à l’adulte, la proportion de particules fines qui parviennent jusqu’aux alvéoles est trois fois supérieure chez les enfants et jusqu’à huit fois pour les nouveau-nés car chez eux l’arbre respiratoire n’est pas autant ramifié.

Le temps de rétention des particules varie bien sûr en fonction de leur taille, leur forme, leur lieu de dépôt, leurs caractéristiques chimiques et minéralogiques, leur solubilité mais dépend aussi de l’efficacité des mécanismes d’élimination. La fréquence et les niveaux des expositions, la toxicité propre des polluants, la présence concomitante d’infections virales ou l’exposition au tabagisme (actif ou passif) forment des facteurs aggravants. L’élimination se fait selon deux phases : l’une rapide via l’activité ciliaire (de quelques heures au niveau du naso-pharynx à quelques semaines au niveau du segment trachéo-bronchique), l’autre beaucoup plus longue (de plusieurs mois, voire plusieurs années au niveau alvéolaire) via l’activité des macrophages des alvéoles. Les substances cancérogènes ne produisent leurs effets néfastes que si elles persistent pendant de longues périodes à des concentrations suffisantes pour causer des inflammations chroniques. Le plomb, les hydrocarbures aromatiques polycycliques, les dioxines, les furanes s’accumulent dans des organes spécifiques, après avoir pénétré par le tube digestif, en passant à travers la paroi des alvéoles. De l’ordre de 230 à 30% des particules inférieures au micron se déposent ainsi dans les poumons profonds et peuvent migrer dans le sang.

Seule une faible partie des gaz inhalés est filtrée par le nez. Lorsque ces gaz sont hydrosolubles dans l’eau, comme les oxydes de soufre, ils sont absorbés dans les sécrétions aqueuses recouvrant le naso-pharynx. Ils ne vont alors pas plus loin et c’est à ce niveau qu’ils exercent leur pouvoir irritant. Mais ces gaz peuvent également atteindre la partie profonde du poumon lorsqu’ils sont absorbés par des particules fines. Les gaz moins solubles, comme l’ozoner, parviennent dans les alvéoles pulmonaires.

Quasiment toute la population est exposée à la pollution atmosphérique urbaine puisque 80% des Français vivent désormais en ville. C’est pourquoi, en région parisienne, un excès de mortalité cardio-vasculaire de 2% en relation avec la pollution acidoparticulaire a pu représenter jusqu’à 250 à 350 décès précipités par an, et être en quelque sorte annoncé par une augmentation de 22 000 hospitalisations.

Les niveaux de déclenchement des alertes sont fixés de telle sorte que la majeure partie de la population soit protégée. Lors des pics, quelques règles sont recommandées, qui sont fondées sur cette fragilité particulière de certaines populations : ne pas faire de sport en plein air, ne pas fréquenter de fumeurs, éviter l’utilisation de solvants… Les asthmatiques et les bronchitiques doivent respecter strictement le traitement médical habituellement prescrit et consulter leur médecin en cas de survenue de symptômes inhabituels ou de la persistance de malaise malgré le strict suivi du traitement.

 

Les études conduites au cours de la dernière décennie montrent donc clairement des effets à court terme sur la santé humaine, même à des niveaux relativement faibles de pollution : mortalité précipitée, augmentation des hospitalisations pour causes respiratoires et cardiovasculaires, exacerbation de de symptômes chez les patients asthmatiques, diminution de la fonction ventilatoire chez l’enfant. Une augmentation, d’un jour à l’autre, de 50 microg/m3 de dioxyde de soufre provoque une hausse de 30 à 60% des symptômes respiratoires, qui s’accompagnent d’une chute de 4 à 8% des performances ventilatoires. Des troubles cardio-vasculaires parfois graves peuvent aussi résulter des variations, à court terme, de la qualité de l’air. Ces travaux ont conduit les autorités à reconsidérer récemment les normes de qualité de l’air.

Mais les préoccupations les plus sérieuses concernent les effets à 10 et 20 ans de la pollution atmosphérique. Les connaissances sont ici plus lacunaires. Parmi d’autres travaux récents, trois importantes études réalisées aux Etats-Unis sur de grandes populations dont les sujets ont pu être suivis individuellement pendant 8 à 16 ans, décèlent un excès de mortalité cardio-respiratoire et par cancer du poumon selon le degré de pollution des villes. Dans l’une de ces études, les habitants des villes les plus polluées développent 17% de mortalité cardio-respiratoire et 26% de cancers du poumon de plus que les populations vivant dans des agglomérations à l’air plus sain, pour des écarts de concentrations moyennes de particules fines de l’ordre de 20 à 30 microg/m3. Bien sûr, les risques en cause sont infiniment moindres que ceux associés au tabagisme : les risques relatifs à la pollution atmosphérique sont dix fois inférieurs à ceux du tabac. Cependant, chacun est forcé de respirer l’air qui l’entoure ; l’exposition concerne ainsi la totalité de la population, y compris, ses segments les plus fragiles. Si le tabagisme reste une priorité absolue, avec des risques relatifs très forts, des maladies fréquentes et une exposition touchant environ un tiers de la population (plus encore chez les jeunes), cela ne peut pas affranchir les autorités compétentes de leurs responsabilités de prévention dans d’autres secteurs.

En France, conne dans tous les pays industrialisés, les politiques de lutte contre la pollution atmosphérique au cours des trente dernières années ont contribué à une amélioration de la qualité de l’air. Néanmoins, la situation reste préoccupante. Le trafic urbain et surtout périurbain a enregistré une hausse nettement supérieure à celle des transports collectifs. Plus de la moitié des déplacements urbains sont désormais assurés par l’automobile avec une proportion importante de courts trajets : en moyenne un déplacement urbain sur deux est inférieur à 3 km.

Jusqu’à présent, les mesures de prévention de la pollution atmosphérique s’appuyaient largement sur la notion d’alerte. Lorsque certains seuils définis réglementairement étaient dépassés, les pouvoirs publics mettaient en œuvre des mesures de police, obligeant les grands industriels à utiliser des fuels moins polluants, voire prescrivant l’arrêt du fonctionnement de certaines installations. C’est ainsi que fonctionnement les Zones de protection spéciale. Qu’une telle manière de concevoir l’action de prévention soit encore pertinente, alors que les sources mobiles sont devenues la principale source de pollution, reste à démontrer. Si ces alertes ont la vertu de sensibiliser périodiquement les citoyens, ce sont les nouvelles dispositions introduites par la loi sur l’air de 1996 (plans de déplacements urbains, programmes régionaux de la qualité de l’air…), qui permettront de poursuivre les progrès enregistrés. Elles s’inscrivent dans le long terme. Les pics de pollution, bien que socialement perçus comme des situations d’alertes sanitaires, ne constituent pas forcément, aujourd’hui, le facteur de risque prépondérant pour la santé publique. Une focalisation sur ces épisodes peut conduire à négliger les actions de prévention de fond et à orienter les politiques publiques vers des stratégies qui ne seront pas les plus efficientes pour réduire la mortalité ou la morbidité attribuable à la pollution atmosphérique.

La gestion des risques liés à la pollution atmosphérique comporte divers aspects : un cadre législatif et réglementaire, un système national de surveillance, d’alerte et d’information, une dynamique de progrès technologiques, une action sur les comportements individuels et collectifs et un secteur d’études et recherches portant sur l’ensemble de ces approches, notamment dans le domaine sanitaire. Le dispositif législatif et réglementaire français s’inscrit dans le cadre de la politique de l’Union européenne. On y promeut des actions prioritairement exercées à la source (principe ALARA : recours aux meilleurs techniques disponibles à un coût économiquement acceptable), avec la définition de concentrations d’émission à ne pas dépasser par type d’émetteur et/ou des flux maxima globaux (plafonds nationaux d’émission). Le principe pollueur-payeur tend à se généraliser. L’information et la participation des citoyens ou des acteurs professionnels et les principes de prévention et de précaution, aux plans écologique et sanitaire s’imposent peu à peu. Ces principes se traduisent par des approches complémentaires : surveillance des activités, des produits et des émissions, surveillance de la qualité de l’air ambiant, des expositions et des impacts sanitaires.

L’Europe politique s’est dotée à ce jour d’outils puissants de connaissance et d’action. Pour le pouvoir politique, il n’est plus aujourd’hui possible d’ignorer l’enjeu que représente la pollution atmosphérique. En l’absence de connaissance parfaite sur les effets des polluants inhalés sur la santé humaine, le principe de précaution joue à plein. Cette prise de conscience des élus (qui savent désormais qu’on pourra leur reprocher dans un futur proche leur inaction aujourd’hui) est inégalement partagée. Malgré des discours environnementaux vertueux, les industriels n’ont pas tous mis au centre de leur préoccupation les enjeux de santé publique. Lors de la discussion de la loi sur l’air, en 1996, la ministre de l’Environnement, Corinne Lepage, a dû faire face à de puissants lobbies, notamment du secteur automobile et pétrolier où l’on conteste toujours vivement les études épidémiologiques. Mais le principal frein à une politique efficace de prévention d’au air sain, n’est-il pas, paradoxalement, le citoyen lui-même ? L’abus d’utilisation de la voiture particulière, le dédain envers les transports en commun, les réticences envers les mesures restrictives de l’usage de la sacro-sainte voiture, sont autant de mauvaises habitudes difficiles à vaincre. En définitive, la qualité de l’air dépend aussi de celui qui le respire.

La gestion de la qualité de l’air ne peut se limiter à une sorte de gesticulation médiatique à l’occasion des seules alertes. Les risques pour la santé sont bien plus dus aux niveaux réguliers de pollution qu’à quelques épisodes de courte durée. Un travail récent conduit en région Rhône-Alpes montre que les deux tiers de la fréquence et des coûts de la morbidité respiratoire associée à court terme aux teneurs en particules se produit pour des valeurs inférieures à 50 microg/m3, soit loin des niveaux d’alerte. Pour améliorer l’efficacité de ces dispositifs d’alerte, il est important d’anticiper au mieux les épisodes de pollution.

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