Petite compilation nº 9 – « L’air, à l’intérieur, est plein de virus influenza et corona. Fera-t’on le ménage ? »

Brève revue biaisée (*) – et ‘cherry-picked’ assumée – de la littérature scientifique récente dont on ne parle pas par ailleurs.

(*) : Le terme (« biaisé ») est ironique et volontairement provocateur, afin de provoquer le débat. Il indique que nous avons sélectionné des articles d’une qualité incontestable et qui, n’allant pas dans le sens voulu par le narratif dominant, ne sont que très rarement cités, voire pas du tout, ou des articles qui opèrent un revirement considérable par rapport aux concepts qui ont dominé le champ scientifique durant la crise sanitaire de 2020-2022/23.

Épisode nº9

• « Indoor air is full of flu and COVID viruses. Will countries clean it up? » – Dyani Lewis, Nature News Feature, 07 March 2023. https://www.nature.com/articles/d41586-023-00642-9

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— Analyse de Denis FLANDRE (UCLouvain) avec le concours de collaborateurs de CovidRationnel —

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Cette publication d’une chercheuse et journaliste scientifique, Dyani Lewis ¹https://scholar.google.co.uk/scholar?as_q=&btnG=Search+Scholar&as_sauthors=%22Dyani%2BLewis%22 , dans la revue “Nature”, met en évidence une loi belge (datant du 6 novembre 2022, émanant du ministre F. Vandenbroucke, publiée au Moniteur Belge le 1er décembre 2022) ²https://www.ejustice.just.fgov.be/mopdf/2022/12/01_1.pdf#Page11) en vue de garantir la qualité d’air dans les lieux fermés accessibles au public. Les arrêtés royaux en préparation, qui seront délibérés en Conseil des Ministres aux termes de la loi (c’est-à-dire sans être soumis au Parlement), détermineront les lieux qui seront concernés (on évoque les secteurs de l’événementiel, y compris culturel et cinématographique, du sport et de l’HoReCa), leurs obligations (appareils de mesure, analyse de risques, plan d’actions, certification, labélisation, maintien ou amélioration des conditions techniques d’exploitation) et les modalités du processus de certification. Des règles supplémentaires pourraient également être ajoutées par simple Arrêté Royal. La loi prévoit, par contre, des contrôles et des sanctions si des infractions aux arrêtés d’exécution sont constatées. Les arrêtés royaux devraient entrer en vigueur en décembre 2023.

Cette loi définit deux niveaux de référence pour la qualité de l’air à l’intérieur :

• le niveau de référence A correspond généralement à une concentration en dioxyde de carbone (CO₂) inférieure à 900 ppm (parts par million) ou un débit minimal de ventilation et de purification de l’air de 40 m³ (mètres cube) par heure et par personne (soit environ 11 litres par seconde par personne) dont au moins 25 m³ par heure et par personne de ventilation avec de l’air extérieur.
• le niveau de référence B correspond généralement à une concentration en CO₂ inférieure à 1200 ppm ou un débit minimal de ventilation avec de l’air extérieur de 25 m³ par heure et par personne (soit environ 7 litres par seconde par personne).

Dès le début de 2021, une aération ou une ventilation suffisantes nous ont paru d’importance primordiale dans la réduction des risques de dissémination du virus SARS-CoV-2 dans les lieux clos. Imposer moins de 900 ppm de CO₂ sans analyse de coûts-bénéfices spécifique à chaque situation nous a cependant semblé et nous semble encore questionnable. Si 900 ppm de CO₂ paraît sans conteste mieux que 1200 ppm, il faut se demander pour quels bénéfices (bien-être, productivité, réduction de risques sanitaires…) et à quels coûts (investissements, énergie …) appliquer cette norme…

L’article de D. Lewis dans “Nature” se base sur une dizaine d’articles et de rapports scientifiques qui analysent en détails les bénéfices potentiels de la ventilation sur différents plans. Nous en examinons deux ci-dessous et tentons de les exposer de manière pédagogique. Les autres indiquent des résultats similaires, à savoir qu’il y a des bénéfices importants à améliorer le renouvellement de l’air dans les bâtiments vers la norme actuelle de 7 litres par seconde par personne (l/s/p) et donc d’y réduire le taux maximal de CO₂ sous 1500 ppm, vers une norme de 1200 ppm par exemple, mais par contre, que ces résultats sont peu discriminants si l’on descend entre 1200 et 900 ppm de CO₂ pour les raisons que nous analysons ici.

1. La prépublication ³Prépublication ou preprint : article non encore revu par des pairs et publié dans une revue scientifique de Raymenants et al. de la KULeuven ⁴https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2022.09.23.22280263v1.full-text analyse la présence de différents pathogènes respiratoires dans des échantillons d’air récoltés dans différents endroits intérieurs correspondant à différents groupes d’âge ⁵crèche (0-3 ans), école maternelle (3-6 ans), primaire (6-12 ans), secondaire (12-18 ans), adultes (18 ans et +) et maisons de soins et de repos (65 ans et +). Les auteurs ont établi des corrélations significatives entre la détection de ces pathogènes et les niveaux de concentration de CO₂ (pris en moyenne pendant le temps de collecte des échantillons), d’aération ou de filtration de l’air, mais pas avec d’autres facteurs comme le type d’occupation, le port du masque, la température, l’humidité…. Ils concluent à une réduction globale de 8 à 9 % des risques de présence ou de quantité de pathogènes, en suspension dans l’air, par 100 ppm de réduction de la concentration de CO₂. La corrélation globale est dite significative ⁶selon leurs tests d’hypothèses statistiques indiquant des valeurs-p faibles, https://fr.wikipedia.org/wiki/Valeur_p sur l’ensemble des mesures relevées dans une gamme allant de moins de 400 ppm à plus de 4000 ppm de CO₂, mais reste-t-elle avérée pour une réduction de 1200 à 900 ppm comme le vise, à terme, la loi belge en question ? Nous avons analysé, en ce sens, les données de l’article disponibles en ligne dans la section “supplementary material”  ⁷https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2022.09.23.22280263v1.supplementary-material . Notre analyse non-exhaustive, illustrée par quelques exemples en appendice ci-dessous, ne montre aucune différence pertinente au niveau statistique quant aux concentrations de pathogènes mesurées dans la gamme allant de 900 à 1200 ppm de CO₂, ni en agrégeant toutes les données, ni en analysant des cas particuliers que les auteurs mentionnent comme étant les plus significatifs.
2. L’article suivant, de Wargocki et al. ⁸https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360132320301074?via%3Dihub semble être, à notre connaissance, la plus large méta-étude ⁹Méta-étude : https://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9ta-analyse portant sur l’impact de la ventilation et du CO₂ sur les facultés cognitives d’élèves dans des classes primaires et secondaires. Les conclusions peuvent être résumées comme suit : réduire la concentration de CO₂ de plus de 2000 ppm à 900 ppm permettrait d’améliorer, d’un facteur allant de 2 à 12 %, les résultats des élèves à différents tests de rapidité, d’exactitude ou d’apprentissage, et réduire la concentration de CO₂ de 4100 ppm à 900 ppm permettrait de réduire l’absentéisme des élèves de 2,5 %. D’après les auteurs, il faudrait, pour ce faire, quintupler la ventilation et donc utiliser leurs résultats dans des analyses coûts-bénéfices.

Comme pour l’article de Raymenants et al. analysé ci-dessus, nous ne pouvons qu’être d’accord avec les auteurs concernant les effets néfastes du manque de ventilation et de concentrations de CO₂ supérieures à 2000 ppm, voire 1500 ppm, mais nous devons relativiser les gains qui pourraient être obtenus d’un abaissement des normes de 1200 à 900 ppm de CO₂. 

Pour ce faire, nous invitons les lecteurs qui peuvent y avoir accès à consulter les figures de l’article de Wargocki et al. (que nous ne pouvons reproduire ici pour cause de copyright) dans Building and Environment. La fig. 1 montre en orange les points de mesure des études de référence utilisées, leur très grande dispersion (comme dans notre figure A, plus bas) et donc, la grande incertitude affectant l’interprétation de leurs courbes de régression (lignes pleines), principalement entre 900 et 1200 ppm de CO₂. Ces courbes de régression de leurs figures 1a et 1b sont ensuite utilisées pour construire les modèles mathématiques menant à leurs figures 2a et 2b, dont les conclusions ont été reprises plus haut. Comme dans notre figure B ci-dessous, les marges d’incertitude des courbes (lignes interrompues) sont plus larges que la réduction moyenne espérée entre 900 et 1200 ppm de CO₂, ce qui ne permet donc pas de démontrer l’existence d’un bénéfice avéré dans cette gamme. Dans leur discussion, les auteurs mentionnent d’ailleurs les limitations de leur étude: pour de multiples raisons, il s’agit d’une estimation approximative ¹⁰“crude estimate”, selon leurs propres termes.

Nous pouvons par ailleurs observer que les figures 5 à 7 de l’article de Wargocki et al. montrent que pour la plus grande part, les bénéfices escomptés sont atteints en augmentant le renouvellement de l’air de 2 à 7 litres par seconde par personne (l/s/p) ¹¹comme recommandé par la plupart des normes internationales existantes, hors hôpitaux par exemple, ce qui correspond environ à réduire le taux de CO₂ de bien plus de 2000 à un peu moins de 1200 ppm, en moyenne, dans une classe typique de 25 élèves. Abaisser le taux de CO₂ à 900 ppm demanderait de pousser le renouvellement d’air à plus de 10 l/s/p, pour des bénéfices marginaux, mais au prix d’investissements financièrement très importants et coûteux en énergie.  

Il faut pourtant constater que la motivation de la nouvelle loi belge repose sur 2 articles scientifiques repris dans la méta-étude de Wargocki et al. Nous citons  “Travailler, apprendre et vivre dans des espaces intérieurs mal ventilés réduit le bien-être, la concentration et la productivité” ¹²https://www.lachambre.be/FLWB/PDF/55/2820/55K2820001.pdf avec pour références dans les documents préparatoires de la loi (non repris dans le projet de loi référencé ci-dessus):  

• un article universitaire ¹³https://www.energy.wsu.edu/Documents/CO2%20Concentrations%20and%20Attendance-12-032.pdf dont la conclusion principale est que “une augmentation de 1000 ppm du taux de CO₂ dans des classes d’écoles primaires aux USA est associée, de manière statistiquement significative, à une réduction moyenne de 0,5 à 0,9% de la présence moyenne annuelle en classe ¹⁴A 1000 ppm increase in CO₂ was associated (p < 0.05) with a 0.5% to 0.9% decrease in annual average daily attendance, sans mention du bénéfice éventuel entre 1200 et 900 ppm (qu’il serait difficile de prouver sur base des données des auteurs dont la déviation standard ou écart-type ¹⁵https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89cart_type , c’est-à-dire l’incertitude sur la moyenne, est souvent plus grande que les 300 ppm de différence considérés).   
• une présentation dans une conférence ¹⁶https://www.researchgate.net/publication/242261403_Ventilation_Rates_in_Schools_and_Learning_Performance dont les résultats principaux montrent que les performances des élèves agés de 9 à 10 ans en addition et soustraction ont été améliorées de 5 à 6 % en augmentant la ventilation de 0,4 à 14 l/s/p environ ¹⁷“the overall performance of all children (aged 9-10) increased by 5.1 % and 5.8 % for both addition and subtraction respectively, under improved ventilation from 0.3-0.5 to 13-16 L/s per person”. Aucune mesure n’a donc ici été faite entre 7 et 10 l/s/p et aucune conclusion ne peut donc être tirée dans cet intervalle.

Nous constatons donc que, pour nos responsables politiques, des observations non significatives, par exemple de la “productivité” en milieu scolaire, dans des classes d’environ 200 m³ où une vingtaine d’élèves passent leurs journées, peuvent être extrapolées à des salles de spectacle, de sport ou de l’horeca de plusieurs centaines de m³ où des participants (non-productifs) passent environ deux à trois heures de temps en temps.

En conclusion, la volonté d’imposer une norme de 900 ppm de CO₂ dans de tels lieux fermés accessibles au public repose sur des “évidences scientifiques” non démontrées, voire extrêmement ténues, on pourrait dire en anglais “as thin as air”. ¹⁸Jeu de mots à propos de “thin air”, quelque chose qui disparaît de manière incomprise, et “as light as air”, qui ne pèse rien; on pourrait dire en français que … Continue reading. 

En termes d’efficacité démontrable, il nous paraîtrait nettement plus pertinent, judicieux et efficace de s’atteler à une amélioration du renouvellement de l’air dans tous les bâtiments dans le respect des normes existantes bien établies et de conscientiser la population à une aération régulière dans des salles non-ventilées, telles qu’une salle de classe par exemple, que de vouloir atteindre, à tout prix (un prix certainement élevé), de manière dogmatique, une nouvelle norme de 900 ppm dans quelques endroits particuliers.

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Appendice:

A des fins pédagogiques quant à l’analyse et l’interprétation de données statistiques, nous montrons ci-dessous deux exemples de représentations de données tirées de l’article de Raymenants et al., dans la gamme allant jusqu’à 1200 ppm de CO₂. Cette gamme représente 95% des valeurs récoltées, les autres étant très dispersées et donc peu significatives. Ce qui suit n’a pas valeur de démonstration d’une conclusion quantitative, mais souhaite justement illustrer l’absence de certitude existant quant à l’impact potentiel d’une réduction de la concentration de CO₂ en lieu clos de 1200 à 900 ppm.

La figure suivante (A) montre l’agrégation de tous les points de mesures disponibles dans la gamme de concentration de CO₂ allant jusqu’à 1200 ppm: le nombre de cycles de PCR nécessaire à la détection d’un pathogène à un endroit donné, tend bien à diminuer en moyenne, c.-à-d. que la concentration du pathogène est augmentée, entre 400 et 800 ppm de CO₂. Par contre, une régression polynomiale de 2ème ordre ¹⁹https://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9gression_polynomiale (suivant mieux la tendance globale qu’une régression linéaire) montre une saturation entre 900 ppm et 1200 ppm (ligne rouge). On notera aussi que le coefficient de régression ²⁰https://fr.wikipedia.org/wiki/Corr%C3%A9lation_(statistiques) est faible (R² ≈ 0,05), c.-à-d. que le nuage de points est très large et s’écarte beaucoup de la courbe rouge de régression. Cela dénote une faible évidence statistique de la tendance moyenne.

Une telle analyse globale peut toutefois être entachée de facteurs confondants importants car comparant des résultats très différents, selon les endroits, âges, pathogènes, filtration de l’air ou pas… En analysant alors les données disponibles au cas par cas, nous avons observé que les tendances principales sont confirmées : la présence de pathogènes dans l’air a bien tendance à augmenter avec la concentration de CO₂ sur la gamme globale de 400 à 4000 ppm, mais pas de manière suffisamment significative pour différencier les mesures disponibles entre 900 et 1200 ppm. Nous prenons un exemple ci-dessous (figure B), considéré comme le plus représentatif dans l’article de Raymenants et al., c.-à-d. la concentration de Streptococcus pneumoniae dans l’air de crèches sans utilisation de purificateurs d’air ²¹Pour certains autres lieux considérés, comme un bar d’un club de sport, le nombre de cas de détection de pathogènes est tellement faible qu’il ne peut être représentatif de quoi que ce … Continue reading. En remplaçant la représentation en nuage de points comme ci-dessus par un diagramme statistique de type “boîte à moustaches” ²²https://fr.wikipedia.org/wiki/Bo%C3%AEte_%C3%A0_moustaches des nombres de cycles de PCR mesurés par intervalle de 50 ppm, nous observons qu’entre 800 et 1200 ppm, les déviations statistiques (représentées par les différentes barres bleues) se confondent dans les marges d’incertitude (lignes rouges indicatives). Cela signifie que statistiquement, on ne peut pas affirmer qu’il y ait une différence certaine pour les concentrations de pathogènes relevées entre 800 et 1200 ppm de CO₂.

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Prochain épisode : Covid-19 et la transmission par l’air : la science rejetée, des vies perdues. La société peut-elle faire mieux ?