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Campagne pilote de mesure des émissions de polluants par les poêles à pétrole

A pilot study of indoor exposure to pollutants from kerosene space heaters

Marion Carteret, Sébastien Germain, Benjamin Hanoune, Aurore Deconinck, Caroline Chambon et Corinne Schadkowski

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Résumé

Suite à notre détermination en laboratoire des facteurs d’émission de polluants gazeux par les poêles à pétrole, qui a montré que ceux-ci sont la source de composés néfastes pour la santé des utilisateurs, principalement le dioxyde d’azote et le monoxyde de carbone, nous avons effectué une étude exploratoire dans six logements. Cette campagne visait, d’une part, à confirmer que les polluants identifiés en laboratoire comme hautement préoccupants sont effectivement présents en atmosphère réelle, et, d’autre part, à mettre au point les protocoles de mesure et les questionnaires pour une étude de plus grande ampleur qui permettra de déterminer s’il existe un lien entre l’utilisation des poêles à pétrole et les maladies respiratoires. Nous avons mis en évidence lors de cette campagne pilote que le dioxyde de carbone CO2 et le dioxyde d’azote NO2 sont effectivement des traceurs de l’utilisation des poêles à pétrole, que les concentrations observées de ces polluants et du monoxyde de carbone CO peuvent dépasser les seuils des valeurs guide existantes pour la qualité de l’air intérieur, et que par conséquent l’utilisation de poêles à pétrole pose un risque pour la santé, d’autant plus que des comportements à risques sont fréquemment observés, notamment une durée d’utilisation qui ne permet plus de considérer ces appareils comme des chauffages d’appoint.

Abstract

Our recent laboratory study has shown that kerosene space heaters are the source of gaseous pollutants with proven adverse effects on human health, mainly nitrogen dioxide and carbon monoxide. We report here a pilot study in 6 lodgings aiming at evaluating the concentration levels of these pollutants. The goals of this pilot study were to confirm that the pollutants identified in the laboratory as the main risk for human health were actually present in the lodgings, and to prepare the methodology for the chemical analyses and the questionnaires to be used in a full scale study investigating the possible relationship between the use of kerosene space heaters and the prevalence of respiratory diseases. The results of this pilot study show that CO2 and NO2 can be used as tracers of the use of kerosene space heaters, that the observed concentration levels of these two pollutants and of CO can exceed the thresholds of the norms or recommendations for indoor air, and therefore that kerosene space heaters present a risk for the health of users, which is aggravated by the patterns of use, namely the prolonged use of these devices.

Entrées d'index

Mots-clés : campagne pilote, CO, COV, NOx, poêle à pétrole, qualité de l’air intérieur

Keywords: indoor air quality, kerosene space heaters, pilot study

Texte intégral

Introduction

Les poêles à pétrole, également appelés chauffages d’appoint à combustible liquide, sont des systèmes dépourvus de conduit d’évacuation des gaz brûlés vers l’extérieur. Les poêles à pétrole ont été identifiés lors de l’étude « Sentinelles de l’air » (Schadkowski, 2003) comme étant une source importante de monoxyde de carbone (CO), susceptible d’être à l’origine d’intoxications aiguës ou chroniques, pour des raisons de confinement des produits de combustion dans le logement. Une étude spécifique (Chambon et Schadkowski, 2004) de 23 foyers de la Communauté Urbaine de Lille, a confirmé le lien entre poêles à pétrole et concentrations de CO. D’après les données collectées par les Centres Antipoison, en 2007 les chauffages d’appoint à pétrole ont été la cause de 49 cas d’intoxication aiguë au CO en France, soit 4,6 % des cas dus à des appareils domestiques (Verrier et al., 2010).

Les intoxications chroniques au monoxyde de carbone ainsi qu’aux autres polluants émis par les poêles à pétrole ne font pas l’objet d’un recensement. Les émissions des poêles et carburants disponibles actuellement en France (Carteret et al., 2012) ne montrent pourtant pas d’évolution notable par rapport aux études précédentes, réalisées à l’étranger, principalement dans les années 1980-1990 (Leaderer et al., 1984 ; Cooperet Alberti, 1984 ; Ragland et al., 1985 ; Leaderer et al., 1986 ; Tamura, 1987 ; Dong et al., 1988 ; Mumford et al., 1991 ; Kawamoto et al., 1993 ; Setiani, 1994 ; Bozzelli et al., 1995 ; Amitai et al., 1998).

Lors de leur fonctionnement, les poêles, à mèche (figure 1) ou à injection électronique (figure 2), produisent continûment de l’eau, du dioxyde de carbone CO2, et des oxydes d’azote NOx. À l’allumage, on observe une production transitoire de monoxyde de carbone (CO) et de composés organiques volatils (COV), dont certains sont cancérigènes tels que le benzène et le formaldéhyde. Les poêles à pétrole émettent également des particules fines et des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP).

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Figure 1. Exemple de poêle à mèche (logement H02).
Example of wick heater (house H02).

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Figure 2. Exemple de poêle à injection électronique (logement H01).
Example of injection heater (house H01).

La qualité du pétrole utilisé n’influe que peu sur les émissions, sauf pour un carburant acheté en Belgique, où les normes de désulfurisation sont moins strictes qu’en France, ce qui entraîne une production importante de dioxyde de soufre SO2, et pour un carburant enrichi en esters méthyliques d’huile végétale qui, lorsqu’il est utilisé avec un poêle à mèche, entraîne une augmentation des émissions de NOx, par rapport aux autres carburants. Enfin, l’accumulation de suies sur les parois lors du fonctionnement d’un poêle à mèche s’accompagne d’une augmentation des émissions de CO, qui pourrait expliquer les cas d’intoxications aiguës.

Suite à cette identification des polluants prioritaires en termes de risque pour la santé humaine, à savoir CO et NO2, nous avons mis en place une campagne pilote de mesure, chez des utilisateurs de poêles à pétrole, des concentrations de ces polluants, pour évaluer l’exposition individuelle dans des conditions réelles d’utilisation, qui ne correspondent pas forcément aux conditions expérimentées en laboratoire ni aux recommandations des fabricants. Cette campagne nous fournit également des informations sur les conditions d’utilisation des poêles à pétrole : type de poêle et de carburant, durée d’utilisation, entretien éventuel…

Déroulement des mesures de terrain

Les mesures ont été réalisées dans six maisons individuelles équipées de poêles à pétrole, situées dans un rayon de 30 km autour de Lille (figure 3). Le recrutement des volontaires a été réalisé par l’Association pour la Prévention de la Pollution Atmosphérique (APPA), et les logements investigués ne doivent pas être considérés comme représentatifs de l’ensemble des utilisateurs de poêles à pétrole de la région.

Image3

Figure 3. Répartition géographique des logements étudiés.
Geographical distribution of the houses of the study.

Dans chaque logement sont mesurés en continu, avec un pas de temps d’une minute, pendant une semaine, les paramètres environnementaux : concentration de CO2, température et humidité relative (sonde HD37B17D, ATC Mesures, France), ainsi que la concentration de CO (Dräger Pack III, Drägerwerk AG & Co., Allemagne). Les oxydes d’azote (NOx et NO2) sont prélevés avec des badges passifs Ogawa (Ogawa & Co, États-Unis), analysés ensuite par spectrophotométrie (545 nm) après traitement avec un réactif de coloration (sulfanilamide et N-(1-naphtyl)-éthylènediamine). Les COVs sont prélevés par des badges diffusifs G.A.B.I.E.TM (Tecora, France), qui sont ensuite désorbés chimiquement avec du disulfure de carbone et analysés par chromatographie en phase gazeuse couplée à un spectromètre de masse ou à un détecteur à ionisation de flamme. Enfin, le formaldéhyde est prélevé par des badges UMEx 100 (Tecora, France) et analysé par chromatographie en phase liquide avec une détection dans l’ultraviolet à 365 nm.

Les appareils de mesure et les badges passifs sont placés dans la même pièce que le poêle à pétrole, à quelques mètres de celui-ci, environ 1 m au-dessus du sol, et à l’écart d’autres sources potentielles de polluants. De cette manière, les concentrations mesurées peuvent être assimilées à celles auxquelles un enfant ou un adulte assis est réellement exposé. Dans un cas, la configuration du logement nous a imposé de disposer les sondes dans une pièce adjacente.

Pendant la semaine de mesures, une fiche « Activités du logement » est remplie par les volontaires, avec un pas de temps de 15 min. Cette fiche renseigne les activités susceptibles d’avoir un impact sur les émissions de polluants : mode(s) de chauffage activé(s), aération du logement, activités de cuisine et tabagisme.

Un questionnaire « Cadre de vie » est rempli par l’opérateur lors de l’installation du matériel, et sert à caractériser le logement (taille, ventilation, nombre de pièces…), les moyens de chauffage, en particulier le poêle à pétrole utilisé, son combustible, son entretien éventuel, et l’environnement immédiat de l’habitat (trafic et autres sources extérieures de pollution). Il est complété à l’issue de la semaine de mesures par un deuxième questionnaire qui permet de déterminer si des activités particulières susceptibles d’influer sur les concentrations mesurées ont eu lieu (bricolage, ménage important…).

En raison du délai imparti pour la réalisation des essais, les polluants analysés se sont limités aux gaz. Cependant, des mesures ultérieures de particules, en particulier les fines, sont envisagées. De plus, il est souhaitable de réaliser deux semaines supplémentaires de mesures en l’absence de fonctionnement du poêle à pétrole dans les logements (une avant et une après la semaine de fonctionnement du poêle) pour tenter d’obtenir les teneurs de fond de polluants.

Résultats

Poêles et combustibles

Lors de nos mesures, un seul poêle à pétrole est utilisé dans chacun des six foyers échantillonnés : quatre sont situés dans le salon, un est dans un bureau, et un est placé dans un couloir desservant plusieurs pièces. Les caractéristiques des poêles et des carburants sont réunies dans le tableau I.

Tableau I. Caractéristiques des poêles et carburants.
Characteristics of the space heaters and fuels.

Logement

H01

H02

H03

H04

H05

H06

Marque du poêle

Zibro Kamin Laser 156

Equation S29D, DTN France

Tectro R253C

Tayosan SRE 4600

Zibro SRE 71X

Zibro Kamin SRE 176

Type de poêle

Électronique

Mèche

Mèche

Électronique

Électronique

Électronique

Puissance (W)

1900

2700

2200

3000

1900

2380

Température de réglage (°C)

19

-

-

20

19

20

Âge du poêle (années)

8

10-12

5

5

2

10

Type de combustible

Acheté à la pompe

Acheté à la pompe

Acheté à la pompe

Acheté à la pompe

Marque PTX 2000

Acheté à la pompe

Lieu d’achat

Grande surface, France

Grande surface, France

Grande surface, France

Station-service, Belgique

Magasin de bricolage, France

Station-service, Belgique

Pétrole désaromatisé

non

non

non

non

oui

non

Parmi ces poêles, quatre sont des modèles électroniques à injection, et deux sont des poêles à mèche. La moitié d’entre eux sont utilisés depuis 5 ans ou moins. Deux sont régulièrement entretenus par leur propriétaire, et deux ont été révisés par un professionnel l’année précédente. Tous les poêles sont munis des systèmes de sécurité réglementaires (anti-renversement et contrôle de l’atmosphère par mesure directe du CO2), mais un des utilisateurs a déclaré avoir désactivé ces systèmes.

Les carburants utilisés sont majoritairement achetés en station-service, en France ou en Belgique. Seul un volontaire achète le carburant dans une grande surface de bricolage, et utilise du pétrole désaromatisé.

Pratiques d’utilisation

La figure 4 présente les différents modes de chauffages utilisés dans les logements, avec les durées d’utilisation quotidienne moyenne de chacun de ces modes, d’après les indications recensées dans les fiches « Activités du logement » remplies par les volontaires. Les étoiles indiquent les modes de chauffage déclarés comme principaux par les volontaires.

Image4

Figure 4. Durée d'utilisation moyenne quotidienne des sources de chauffage.
Daily average duration of use of each heating source.

Les modes de chauffage autres que le poêle à pétrole sont très variés d’une habitation à l’autre (chauffage électrique, poêle à charbon, à bois ou à granulés), ainsi que leur durée d’utilisation journalière moyenne, allant de 2 à 18 heures. Les poêles à pétrole sont utilisés entre 2 et 10 heures dans chacun des logements. Deux volontaires (H04 et H05) déclarent utiliser le poêle à pétrole comme mode principal de chauffage, ce qui correspond effectivement aux durées mesurées. Deux autres volontaires (H03 et H06) l’utilisent comme mode complémentaire. Les deux derniers volontaires (H01 et H02), bien que déclarant le poêle à pétrole comme mode complémentaire de chauffage, l’utilisent en réalité plus longtemps que leurs autres modes de chauffage. Ceci reflète donc des pratiques d’utilisation très diverses (utilisation du poêle en complément réel d’une source principale dans une pièce munie d’un autre mode de chauffage, ou dans une pièce non chauffée, comme dans le cas du volontaire H01), ainsi que dans certains cas une mauvaise évaluation de la part réelle de l’utilisation de chacun des modes de chauffage. Cela souligne la difficulté de définir la durée d’utilisation pouvant correspondre à un usage dit « d’appoint ».

La fiche « Activités du logement » remplie par les volontaires a permis d’identifier des périodes de fonctionnement du poêle à pétrole en l’absence d’occupants, ce qui est fortement déconseillé par les constructeurs. Le volontaire H02 fait fonctionner son poêle à pétrole sans surveillance un peu plus de 2 heures par jour en moyenne. Les volontaires H01 et H05 laissent leur poêle en fonctionnement sans surveillance de façon ponctuelle et pour une durée inférieure à 1 h 30. Aucune information n’a été fournie par le volontaire H03 sur la présence d’un occupant dans le logement pendant la période de mesures, et les volontaires H04 et H06 ne laissent pas leur poêle fonctionner en l’absence d’occupants dans le logement.

Émissions d’oxydes de carbone par les poêles à pétrole

La figure 5 donne un exemple de l’évolution de la température et des concentrations d’eau, de monoxyde de carbone et de dioxyde de carbone pendant la semaine de mesures. Sont indiquées aussi sur cette figure les différentes activités renseignées par le volontaire.

L’utilisation du poêle à pétrole entraîne une augmentation de la température et de l’humidité dans le logement, peu nette dans la figure 5 à cause de l’éloignement du capteur par rapport au poêle. En revanche, l’utilisation occasionnelle du foyer fermé entraîne une augmentation visible de la température, mais pas de la concentration de CO2.

La concentration de CO2 dans le logement, même lorsque le capteur est placé loin du poêle à pétrole, augmente rapidement à l’allumage et décroît également très vite à l’extinction. Les autres sources de CO2, même proches, n’induisent pas de variations aussi nettes. L’évolution de la teneur en dioxyde de carbone est donc un excellent indicateur de l’utilisation du poêle à pétrole, qui permet de vérifier que la fiche « Activités du logement » a été correctement renseignée, pour cette rubrique, par le volontaire.

Enfin, cette figure montre également que l’utilisation de ce poêle à mèche s’accompagne d’une émission de monoxyde de carbone, jusque 6 à 10 ppm.

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Figure 5. Logement n° 2 : évolution des concentrations de CO, CO2, H2O et de la température.
House n°2: evolution of the concentrations of CO, CO2, H2O and of the temperature.

Les concentrations de CO2, températures et humidités relatives mesurées dans les six logements sont résumées dans le tableau II. Ces données présentent de grandes variations d’une habitation à l’autre. La concentration moyenne hebdomadaire de CO2 dans les six logements est comprise entre 900 et 1 714 ppm. Elle est très fortement corrélée à la durée d’utilisation du poêle à pétrole (figure 6). Une valeur maximale de 4430 ppm de CO2 a été mesurée. À titre de comparaison, une concentration maximale de 7800 ppm de CO2 dans un logement utilisant un poêle à pétrole a été relevée par Leaderer et al. (1984). La médiane des concentrations hebdomadaires moyennes relevées par l’Observatoire de la Qualité de l’Air Intérieur (OQAI, 2006) est de 756 ppm dans les logements français.

Tableau II. Analyse des paramètres environnementaux pendant la campagne.
Summary of the environmental parameters.

Concentration de CO2 (ppm)

Logement

Valeur minimale

Valeur maximale

Moyenne hebdomadaire ± S.D.

Température (°C)

Humidité relative (%)

H01

440

3260

1082 ± 810

16,1 ± 2,6

63 ± 3

H02

650

3490

1596 ± 837

19,9 ± 1,7

38 ± 7

H03

500

2765

900 ± 422

19,0 ± 1,5

49 ± 2

H04

500

3270

1714 ± 960

19,1 ± 2,0

47 ± 3

H05*

450

3265

1092 ± 786

14,8 ± 2,6

54 ± 3

H06

500

4430

1173 ± 992

19,1 ± 1,7

49 ± 5

* Mesures faites sur 4 jours

Image6

Figure 6. Corrélation entre la concentration de CO2 et la durée d'utilisation du poêle à pétrole.
Correlation between the CO2 average concentration and the average duration of use of the space heater.

Les concentrations de CO mesurées dans cinq des six logements de l’étude (le CO n’a pas été mesuré chez le volontaire H06) sont reportées dans le tableau III, où sont indiquées également les valeurs guides en air intérieur proposées par l’OMS (2010).

Tableau III. Concentrations de CO.
CO concentrations.

Logement

(CO) maximale (ppm)

(CO) moyenne maximale (ppm)

sur 1 h

sur 8 h

Sur 24 h

H01 (poêle électronique)

0

0

0

0

H02* (poêle à mèche)

13

12

8

7

H03 (poêle à mèche)

6

5

4

3

H04 (poêle électronique)

2

0

0

0

H05* (poêle électronique)

0

0

0

0

Valeurs guides en air intérieur (OMS, 2010)

86

(sur 15 min)

30

9

6

* Mesures faites sur 4 jours

Seuls deux logements (H02 et H03) présentent des concentrations de CO systématiquement non nulles. Ils sont tous deux équipés d’un poêle à mèche. Si pour le logement H03 les sources de monoxyde de carbone sont multiples (logement situé près d’une zone industrielle avec un fort trafic, occupant fumeur ayant mal renseigné l’activité « tabagisme » pendant la semaine de mesures) et les concentrations de CO difficilement corrélables à l’usage du poêle, ce n’est pas le cas pour H02, comme montré sur la figure 5, où la production de monoxyde de carbone est liée à l’utilisation du poêle à pétrole. Ceci rejoint nos résultats de laboratoire, qui ont montré que, à la différence des poêles électroniques, les poêles à mèche émettent en continu du monoxyde de carbone, et ce d’autant plus qu’ils sont encrassés (Carteret et al., 2012). Le logement H02 présente un niveau moyen de CO voisin de la recommandation de l’OMS en air intérieur sur 8 h (9 ppm) et sur 24 h (6 ppm) (OMS, 2010), probablement en raison de la forte utilisation du poêle à mèche (10 h30 par jour en moyenne), âgé d’une dizaine d’années, n’ayant jamais été révisé ni entretenu.

Des niveaux élevés de monoxyde de carbone, liés à l’emploi d’un chauffage d’appoint à pétrole, et dépassant les valeurs guide actuelles, ont également été mis en évidence dans des études précédentes (Leaderer et al., 1984 ; Cooper et Alberti, 1984 ; Tamura, 1987 ; Amitai et al., 1998 ; Chambon et Schadkowski, 2004). Amitai et al. (1998), par exemple, ont ainsi mesuré des concentrations de CO allant jusqu’à 100 ppm dans une résidence universitaire de Jérusalem. Dans leur étude sur 23 logements de la région Nord-Pas-de-Calais, Chambon et Schadkowski (2004) ont observé 4 dépassements du seuil de 9 ppm de CO en moyenne sur 8 heures, même si aucun dépassement de la recommandation de 30 ppm en moyenne sur 1 heure n’a été noté.

Émissions d’oxydes d’azote et de COVs

Les niveaux de concentration de NO2 en milieu résidentiel mesurés dans les études précédentes sont généralement de l’ordre de 20 à 60 ppb en présence d’un poêle à pétrole (Leaderer et al., 1986 ; Kawamoto et al., 1993 ; Ruiz et al., 2010), mais ces niveaux dépendent de la présence d’autres sources de combustion, en particulier des cuisinières à gaz (Leaderer et al., 1986). La concentration maximale relevée par Leaderer et al. (1984) dans des logements équipés de poêles à pétrole pendant une semaine de mesures est de 440 ppb de NO2.

Au cours de notre étude, les concentrations de NO et NO2, moyennées sur la semaine de mesures (figure 7), sont très variables d’un logement à l’autre.

*

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Figure 7. Concentrations moyennes de NO et NO2 pendant une semaine
(* Mesures sur 4 jours).
NO and NO2 weekly averaged concentrations.

Les concentrations moyennes de NO et NO2 sont respectivement comprises entre 30 et 580 ppb et 15 et 120 ppb. Deux logements dépassent ou avoisinent la recommandation de l’OMS (OMS, 2010) concernant la concentration de NO2 sur 1 heure (105 ppb). Il semble que, comme pour CO2, les concentrations moyennes mesurées soient corrélées à la durée d’utilisation du poêle à pétrole (figure 8), mais du fait de la réactivité de ces espèces avec les autres espèces chimiques et avec les surfaces, il faut prendre en compte l’influence de la distance entre le point de prélèvement et la source.

Image8

Figure 8. Corrélation entre les concentrations d’oxydes d’azote et la durée d'utilisation du poêle à pétrole.
Correlation between the NOx concentrations and the duration of use of the space heater.

Le formaldéhyde (tableau IV) est présent en des quantités non inquiétantes (niveau maximal moyen hebdomadaire de 12 ppb, soit 14,8 µg/m3) dans l’ensemble des six logements, mais son niveau de concentration est de l’ordre de la recommandation à long terme de l’ANSES (10 µg/m3 soit 8,1 ppb sur plus d’un an) (2011). Cependant, la valeur repère (valeur en dessous de laquelle aucune action corrective spécifique n’est préconisée), fixée à 30 µg/m3 (soit 24,4 ppb) par le Haut Conseil de Santé Publique (2009), n’est pas dépassée.

Nos résultats concordent avec la faible concentration moyenne de formaldéhyde (22 ± 14 ppb), mesurée par Leaderer et al. (1986) lors d’une étude portant sur 55 logements du Connecticut pendant deux semaines, mais aussi avec ceux, plus récents, de l’Observatoire de la Qualité de l’Air Intérieur (19,6 µg/m3 soit 16 ppb en concentration médiane) lors d’une campagne nationale logement menée en France (OQAI, 2006).

Tableau IV. Formaldéhyde et COVs détectés dans les logements.
Formaldehyde and VOCs detected in the houses investigated.

Logement

Pièce échantillonnée

Concentration de formaldéhyde (ppb)

COVs détectés

H01

Bureau

10

Toluène, éthylbenzène, xylènes

H02

Couloir

12

Toluène, xylènes

H03

Salon

8

Toluène, octane, xylènes, nonane

H04

Salon

7

Toluène, xylènes, α-pinène

H05

Salon

8

Non détectés

H06

Salon

8

Trichloréthylène, toluène, octane, xylènes, nonane

Des COVs, également répertoriés dans le tableau IV, ont été identifiés dans les six logements : toluène, éthylbenzène, xylènes, octane, nonane, α-pinène et trichloréthylène. Ces composés ont aussi été mis en évidence par Bozzelli et al. (1995). En revanche, le benzène n’a pas été détecté, ce qui était également le cas lors de l’étude réalisée par Ruiz et al. (2010).

Ceci confirme les résultats obtenus en laboratoire (Bozzelli et al., 1995 ; Carteret et al.,2011), qui ont montré que les COVs sont émis par les poêles à pétrole seulement de manière transitoire lors de l’allumage, et que leurs concentrations restent faibles.

Le risque posé par les COVs émis par les poêles à pétrole est donc beaucoup plus faible que le risque induit par les oxydes d’azote ou de carbone.

Discussion

Malgré le faible nombre de logements investigués, cette campagne de mesures pilote a permis de confirmer nos travaux de laboratoire sur la caractérisation des émissions de polluants par les poêles à pétrole, à savoir (i) que les poêles à pétrole sont à l’origine de teneurs élevées dans l’air intérieur en CO2 et en oxydes d’azote, (ii) qu’inversement ces appareils ne sont pas des émetteurs significatifs de COVs dans les logements, et (iii) que les poêles à mèche peuvent être des sources préoccupantes de monoxyde de carbone CO.

L’augmentation instantanée du taux de CO2 dans le logement lors de l’utilisation du poêle à pétrole est d’une part un indicateur fiable de l’emploi de cet appareil, permettant au besoin de contrôler que les volontaires ont correctement renseigné la fiche d’activités durant la semaine de mesures. Mais cette augmentation rapide et les niveaux de concentration atteints, largement supérieurs au niveau de confort de 700 ppm préconisé par l’ASHRAE (2010), mettent surtout en évidence que la ventilation des logements, de 0,5 h-1 en moyenne, donc située dans la moyenne nationale, n’est pas suffisante pour évacuer les polluants hors de la pièce et du logement.

Cette étude pilote corrobore également les résultats des travaux précédemment menés par Chambon et Schadkowski (2004) concernant les pratiques d’utilisation des poêles à pétrole. Parmi les comportements à risque relevés, mentionnons principalement une durée d’utilisation moyenne journalière de 6 heures, allant jusqu’à un maximum relevé dans notre étude de 10 heures par jour. Les poêles à pétrole ne peuvent donc pas être considérés comme des sources de chauffage d’appoint, ce pour quoi ils sont conçus, conformément à la norme de certification NF 128. Ils sont même, dans certains cas, utilisés sciemment comme source principale de chauffage. Cependant, aucune information n’est disponible pour les utilisateurs dans les notices des appareils, où seul apparaît, sans plus de précision, une recommandation de « fonctionnement intermittent », ni lors de l’achat.

D’autres comportements à risque ont été relevés, comme un fonctionnement pendant la nuit, ou en l’absence de surveillance, le manque d’entretien, ainsi que la désactivation volontaire des systèmes de sécurité.

Enfin, les risques encourus (intoxication oxycarbonée, incendie, brûlure) ne sont pas ou peu connus des utilisateurs.

Conclusion

Par cette campagne de mesures pilote, nous avons montré que l’utilisation de poêles à pétrole, dépourvus d’évacuation des gaz brûlés à l’extérieur du logement, est un facteur de risque pour la santé des utilisateurs, en raison de la nature des polluants émis (CO2, NO2, CO, ainsi que SO2 lorsqu’est utilisé du combustible acheté en Belgique), de leurs fortes concentrations, et des pratiques d’utilisation de ces appareils, notamment de la durée moyenne d’utilisation, qui en fait de facto un mode de chauffage principal et non d’appoint.

S’il n’est pas réaliste de parvenir à modifier significativement la nature des émissions polluantes issues des poêles à pétrole, d’interdire l’usage de ces appareils, ou d’harmoniser les législations des différents pays, une réduction sensible de l’exposition des personnes aux polluants issus des poêles à pétrole pourrait être amenée par une meilleure information quant aux risques d’intoxications aigües et chroniques, et aux bonnes pratiques d’utilisation. Une perspective de ce travail pourrait être de coupler l’utilisation des poêles à pétrole avec les données de température extérieure pour l’estimation par intégration du risque annuel de l’utilisation de ce mode de chauffage.

Les outils et la méthodologie développés dans cette étude pilote pourront être appliqués lors d’une future campagne de mesures à plus grande échelle, couplant idéalement mesures atmosphériques et recherche de marqueurs d’inflammation pulmonaire, ce qui permettrait d’établir s’il existe un lien entre utilisation de poêles à pétrole et prévalence de pathologies pulmonaires. Il serait de plus intéressant de mesurer, grâce à de nouveaux capteurs désormais disponibles, l’évolution temporelle de NO2, et d’inclure également la mesure des particules fines et ultrafines, également émises par les poêles à pétrole, et qui peuvent avoir un impact sanitaire important, car elles pénètrent profondément dans le système respiratoire, et peuvent être associées à d’autres composés toxiques tels que des Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP) (Mumford et al.,1992 ; Ruiz et al.,2010). La mesure systématique de la composition des combustibles liquides (teneurs en oxygène et azote en particulier) pourrait être envisagée afin d’observer une éventuelle corrélation avec les niveaux des polluants mesurés (formaldéhyde et NOx). Une semaine de mesure de « blanc » en l’absence de fonctionnement de poêle à pétrole, avant et/ou après la semaine de mesure avec poêle en fonctionnement, pourrait permettre de confirmer l’impact de son utilisation sur les concentrations.

Enfin, l’étude d’un grand nombre de logements permettrait également une analyse socio-économique de l’utilisation des poêles à pétrole : raisons de l’utilisation de ce type de chauffage, lien éventuel avec une certaine précarité énergétique, définition de profils types d’utilisateurs, détermination du coût réel et indirect des chauffages d’appoint à pétrole, pour l’utilisateur et pour la société. Ce volet de l’étude fournirait des données aux services publics pour évaluer si les normes de certification doivent être révisées, et permettrait d’orienter des campagnes de prévention, visant à réduire le risque sanitaire lié à l’utilisation de ces appareils de chauffage, dont l’usage dans les logements est interdit dans certains états des États-Unis d’Amérique (Californie, Massachussetts, Wisconsin), ou dans certaines villes, notamment New York.

Ce travail a été financé par le Conseil Régional Nord-Pas-de-Calais, l’ADEME (Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Énergie), l’IRENI (Institut de Recherche en ENvironnement Industriel), le CNRS (Centre National de Recherche Scientifique), et le Fonds de Développement Régional Européen (FEDER).

Références

Amitai Y, Zlotogorski Z, Golan-Katzav V et al. Neuropsychological impairment from acute low-level exposure to carbon monoxide. Arch. Neurol. 1998; 55: 845-8.

ANSES. Avis relatif à une demande d'avis sur un projet de décret relatif aux valeurs guides pour l’air intérieur pour le formaldéhyde et le benzene, 1er juin 2011.  (http://www.anses.fr/sites/default/files/documents/AIR2011sa0123.pdf)

ASHRAE. www.ashrae.org, 2010.

Bozzelli JW, Kebbekus B, Bobenhausen C. Analysis of selected volatile organic compounds associated with residential kerosene heater use. Intern. J. Environ. Studies 1995; 49: 125-31.

Carteret M, Hanoune B, Pauwels JF. Emission factors of gaseous pollutants from recent kerosene space heaters and fuels available in France in 2010. Indoor Air 2012 ; 22 : 299-308.

Chambon C, Schadkowski C. Diagnostic de l’impact des feux à pétrole sur le monoxyde de carbone dans les logements. Rapport APPA Nord-Pas-de-Calais, 2004.

Cooper KR, Alberti RR. Effect of kerosene heater emissions on indoor air quality and pulmonary function. Am. Rev. Respir. Dis. 1984 ; 129 : 629-31.

Dong JI, Banerjee K, Bozzelli JW. Total hydrocarbon pollutants from a non-vented radiant kerosene heater. Intern. J. Environ. Studies 1988 ; 32 : 75-83.

HCSP. Valeurs repères d’aide à la gestion dans l’air des espaces clos : le formaldéhyde. Groupe de travail de la commission spécialisée CSRE, octobre 2009, 41 p.

(http://www.hcsp.fr/explore.cgi/hcspr20091013_airesclosForm.pdf).

Kawamoto T, Matsuno K, Arashidani K et al. Personal exposure to nitrogen dioxide from indoor heaters and cooking stoves. Arch. Environ. Contam. Toxicol. 1993 ; 25 : 534-8.

Leaderer BP, Zagraniski RT, Berwick M et al. A field study of indoor air contaminant levels associated with unvented combustion sources. 77th annual meeting of the Air Pollution Control Association; June; San Francisco, 1984, p. 40. Pittsburgh, PA, Air Pollution Control Association.

Leaderer BP, Zagraniski RT, Berwick M et Stolwijk JA. Assessement of exposure to indoor air contaminants from combustion sources: methodology and application. Am. J. of Epidemiol., 1986;124(2) : 275-89.

Mumford JL, Williams RW, Walsh DB et al. Indoor air pollutants from unvented kerosene heater emissions in mobile homes: studies on particles, semivolatile organics, carbon monoxide, and mutagenicity. Environ. Sci. Technol. 1991 ; 25 : 1732-8.

Mumford JL, Lewtas J, Williams K et al. Mutagenicity of organic emissions from unvented kerosene heaters in a chamber study. Journal of Toxicology and Environmental Health 1992 ; 36 : 151-9.

OMS. WHO guidelines for indoor air quality: Selected pollutants. Copenhagen, WHO Regional Office for Europe, 2010, 454 p.

OQAI. Campagne nationale logements. État de la qualité de l’air dans les logements français. Rapport final DDD/SB-2006-57, novembre 2006, 165 p.

Ragland KW, Andren AW, Manchester JB. Emissions from unvented kerosene heaters. Sci. Tot. Environ. 1985; 46 : 171-9.

Ruiz PA, Toro C, Cáceres J et al. Effects of gas and kerosene space heaters on indoor air quality: A study in homes of Santiago, Chile. J. Air & Waste Manage. Assoc. 2010 ; 60 : 98-108.

Schadkowski C. Exposition individuelle aux oxydes d’azote et au monoxyde de carbone : premiers résultats de l’étude « Sentinelles de l’air » en région Nord-Pas-de-Calais. Air pur 2003 ; 64 : 14-29.

Setiani O. Indoor air quality and ventilation strategies in the use of combustion space heating appliances in housing. Hiroshima J. Med. Sci. 1994 ; 43(4) : 163-7.

Tamura GT. Measurement of combustion products from kerosene space heaters in a two-story house. ASHRAE Transactions, Winter meeting, New York, 1987; 93(1) : 173-84.

Verrier A, Delaunay C, Coquet S et al. Les intoxications au CO survenues en France métropolitaine en 2007. Bull. Epidemiol. Hebd. 2010 ; 1 : 1-5.

Pour citer ce document

Référence électronique : Marion Carteret, Sébastien Germain, Benjamin Hanoune, Aurore Deconinck, Caroline Chambon et Corinne Schadkowski « Campagne pilote de mesure des émissions de polluants par les poêles à pétrole », Pollution atmosphérique [En ligne], N° 218, mis à jour le : 23/05/2017, URL : http://lodel.irevues.inist.fr/pollution-atmospherique/index.php?id=2074, https://doi.org/10.4267/pollution-atmospherique.2074

Auteur(s)

Marion Carteret

PhysicoChimie des Processus de Combustion (PC2A), UMR 8522 CNRS/Lille 1, université Lille, Sciences et Technologies, Cité Scientifique, 59655 Villeneuve d'Ascq, France.

Sébastien Germain

PhysicoChimie des Processus de Combustion (PC2A), UMR 8522 CNRS/Lille 1, université Lille, Sciences et Technologies, Cité Scientifique, 59655 Villeneuve d'Ascq, France.

Benjamin Hanoune

PhysicoChimie des Processus de Combustion (PC2A), UMR 8522 CNRS/Lille 1, université Lille, Sciences et Technologies, Cité Scientifique, 59655 Villeneuve d'Ascq, France.

Aurore Deconinck

Association pour la Prévention de la Pollution Atmosphérique, Comité Nord-Pas de Calais, 235 avenue de la Recherche, BP 86, 59373 Loos Cedex

Caroline Chambon

Association pour la Prévention de la Pollution Atmosphérique, Comité Nord-Pas de Calais, 235 avenue de la Recherche, BP 86, 59373 Loos Cedex

Corinne Schadkowski

Association pour la Prévention de la Pollution Atmosphérique, Comité Nord-Pas de Calais, 235 avenue de la Recherche, BP 86, 59373 Loos Cedex