Stratégies et solutions du CNRC en ce qui a trait à la qualité de l'air intérieur

Au Canada, la plupart de nos activités quotidiennes ont lieu à l’intérieur d’un bâtiment, que ce soit à la maison, au bureau, dans une école, au théâtre, au centre commercial, au restaurant et en d’autres lieux clos. La bonne qualité de l’air intérieur (QAI), outre un éclairage et un environnement acoustique appropriés, est importante pour la santé et le bien-être des Canadiens. Une mauvaise QAI peut causer des maladies (asthme, allergies, cancer) ainsi qu’un inconfort pouvant mener à l’absentéisme et à une perte de productivité au travail. Par exemple, selon Santé Canada, 3000 Canadiens par année meurent à cause de concentrations élevées de radon dans leurs maisons.

Dans la plupart des bâtiments, la qualité de l’air que nous respirons dépend de systèmes mécaniques de ventilation conçus pour le conditionnement de l’air et la dilution de polluants, mais également des émissions de substances chimiques provenant des matériaux de construction et des produits de consommation qui sont utilisés dans les bâtiments. L’amélioration efficace de la QAI passe par l’élaboration de solutions techniques ayant fait l’objet d’évaluations et par leur application effective.

Rôle du CNRC dans le cadre du Programme de réglementation de la qualité de l’air (PRQA)

Le CNRC s’est engagé dans une initiative appelée Stratégies et solutions en matière de qualité de l’air intérieur en vertu du Programme de réglementation de la qualité de l’air, plus général, du gouvernement du Canada Programme de réglementation de la qualité de l'air. La part du CNRC dans cette initiative vise à réduire les effets néfastes sur la santé d’une mauvaise qualité de l’air intérieur par une augmentation de la disponibilité et de l’adoption de solutions technologiques et de produits innovateurs pour l’amélioration de la QAI. L’information générée sera fournie à l’industrie canadienne, aux décideurs du Gouvernement et à d’autres intervenants.

Le rôle du CNRC consiste à favoriser une économie nationale novatrice et axée sur la connaissance par le biais de la recherche et du développement, innovations technologiques et du soutien à l’industrie aux fins de la commercialisation. Cette initiative donnera également de nouvelles opportunités aux entreprises canadiennes via une capacité concurrentielle accrue. Les lacunes en matière de connaissances qu’aborde le CNRC dans le cadre de cette initiative ont été identifiées après consultation avec les intervenants et les collaborateurs.

Le gouvernement du Canada cherche à obtenir des commentaires de la part des Canadiens sur l’ébauche du deuxième cycle de la Stratégie fédérale de développement durable (SFDD), qui couvrira la période allant de 2013 à 2016. Les Canadiens sont invités à soumettre, avant le 14 juin 2013, leurs commentaires sur les progrès en matière d'initiatives fédérales visant le développement durable, en visitant le site Web d’Environnement Canada.

Une approche polyvalente à l’amélioration de la QAI

NRC has engaged in multi-pronged activities to improve IAQ through:

Dans le cadre de la Stratégie fédérale de développement durable (2013-2016), le CNRC se concentrera sur la réduction des polluants dans les foyers canadiens, soit à la source, soit par des approches secondaires comme la ventilation et l’épuration de l’air. On améliorera les outils de conception liés à la QAI et les bases de données sur les émissions de polluants pour les matériaux de construction et les produits de consommation. On évaluera aussi les solutions et les technologies offertes en matière d’épuration de l’air. L’information sur la QAI est actuellement diffusée à l’intention des responsables d’exploitation des immeubles, de l’industrie, des partenaires gouvernementaux, des décideurs, des propriétaires de maison et des consommateurs. La démarche du CNRC préparera la voie vers une meilleure QAI par une connaissance accrue ainsi que des principes de bonne gestion et des solutions techniques plus fiables et efficaces.

Évaluation des systèmes de contrôle de l’air intérieur au moyen d’études sur le terrain

Dans le but d’assurer le maintien et l’amélioration de la santé des Canadiens, le CNRC met au point actuellement des stratégies et des technologies d’évaluation visant à rehausser la qualité de l’air intérieur (QAI) des habitations en réduisant l’exposition aux contaminants nocifs. Les études d’intervention sur le terrain représentent l’outil le plus fiable pour valider et quantifier les effets positifs de ces stratégies et solutions techniques sur l’amélioration de la QAI. Les études sur le terrain incluant pour la plupart le facteur de l’influence des occupants, permettent aux chercheurs de mieux démontrer les avantages obtenus en conditions réelles.

Étude sur le terrain portant sur la QAI et la santé respiratoire

Le CNRC et ses collaborateurs ont réalisé récemment une étude sur le terrain examinant l’incidence des taux de renouvellement d’air en milieux résidentiels sur la QAI et la santé respiratoire d’enfants asthmatiques. Cette étude triennale couvrait 83 foyers de la ville de Québec qui comptent des enfants asthmatiques. L’Institut national de santé publique du Québec et l’Université Laval, deux des principaux collaborateurs, se sont penchés sur la santé des enfants asthmatiques pendant toute la durée du projet, tandis que le CNRC a évalué l’incidence de l’intervention sur la qualité de l’air.

L’intervention en question était l’introduction ou l’adaptation de ventilateurs récupérateurs d’énergie ou récupérateurs de chaleur offerts sur le marché. Les chercheurs ont examiné les effets positifs de la ventilation accrue sur la QAI et la santé respiratoire des enfants asthmatiques. Avant l’intervention, la plupart des foyers étaient insuffisamment ventilés, et un nombre élevé d’entre eux présentait des concentrations de formaldéhyde qui dépassaient la valeur recommandée maximale du Canada.

Résultats

L’étude a révélé que les ventilateurs récupérateurs d’énergie ou récupérateurs de chaleur sont en effet efficaces et fiables pour augmenter la ventilation au taux de renouvellement d’air recherché, ce qui a réduit de façon appréciable la concentration d’un certain nombre de contaminants atmosphériques intérieurs comme le dioxyde de carbone, le formaldéhyde et les spores de moisissures. En outre, les ventilateurs récupérateurs d’énergie comportent l’avantage supplémentaire d’être efficaces pour contrer la sécheresse excessive des intérieurs en hiver.

L’information générée par cette étude est partagée avec les propriétaires de maison, les concepteurs, les entrepreneurs et les autorités chargées de la réglementation. Elle peut aussi être utilisée pour aider à répondre aux exigences en matière de ventilation des codes de la construction qui s’appliquent, ainsi que pour améliorer potentiellement le confort en réduisant la sécheresse ambiante excessive durant l’hiver.

Pour ce projet, le CNRC a accru la capacité de ses laboratoires d’analyse et laboratoires mycologiques et a mis au point une suite de matériels adaptables pour réaliser ses études sur le terrain. Le CNRC peut maintenant analyser un large spectre de paramètres de l’environnement intérieur, depuis la teneur atmosphérique en composés organiques volatils jusqu’à la teneur en composés organiques semi-volatils, en moisissures et en biomarqueurs bactériens dans la poussière. Le CNRC a par ailleurs mis en place une base de connaissance et des méthodes permettant de caractériser la ventilation de façon plus détaillée. Cette capacité augmentée permet au CNRC d’offrir à des clients externes un soutien technique dans l’amélioration de la QAI, la ventilation et les systèmes et matériels connexes.

Nouveaux projets

Le CNRC et Santé Canada mènent actuellement une étude d’intervention sur le terrain ayant pour objet la réduction de la migration jusque dans les espaces habitables des contaminants atmosphériques provenant des garages attenants aux maisons. Des équipes d’enquêteurs de Santé Canada et du CNRC mettent à l’essai plusieurs stratégies d’atténuation, y compris un scellement amélioré de l’interface garage-maison et l’ajout d’un ventilateur d’extraction dans le garage, mesures qui sont censées empêcher ou à tout le moins réduire la migration dans la maison des contaminants atmosphériques provenant du garage. L’objectif de cette étude est d’établir des principes de bonne gestion ainsi que des solutions technologiques économiques et éconergétiques pour améliorer la qualité de l’air dans les foyers canadiens. Les résultats de cette étude seront disponibles d’ici la fin de 2013.

En 2014-2015, le CNRC ainsi que plusieurs intervenants dirigeront une étude d’intervention dans des services d’aide à l’enfance. Cette étude démontrera l’efficacité d’une solution technologique visant à améliorer la QAI pour les jeunes enfants, lesquels représentent une part vulnérable de la population canadienne.

L’information obtenue par le biais des études sur le terrain, et plus particulièrement celles qui comportent des interventions, génère des données fiables, crédibles et utiles, qui se révèlent précieuses pour les intervenants, les organismes de normalisation, les constructeurs, les entrepreneurs, ainsi que pour les comités chargés de l’évaluation des exigences réglementaires. Le CNRC fait état de la disponibilité de ces données via sa publication de prestige, Innovation en construction.

Gestion à la source des émissions nocives

Les polluants intérieurs comme les composés organiques volatils (COV) et le formaldéhyde peuvent être préjudiciables à la qualité de l’air intérieur (QAI). Les principales sources d’émissions de substances chimiques dans les espaces habitables sont les matériaux de construction, le mobilier, les appareils électroniques et autres produits de consommation. Ainsi, limiter les émissions à la source constitue le moyen le plus efficace et éconergétique pour réduire l’exposition aux substances chimiques à l’intérieur des habitations. On peut y parvenir en identifiant et en choisissant des produits à faible émissivité et en améliorant les produits par le biais d’une collaboration avec les fabricants.

Cette activité vise trois (3) aspects du contrôle à la source :

  1. Identification des principaux contaminants qui peuvent être préjudiciables à la santé et qui sont associés aux pratiques et aux activités de construction canadiennes. Cette activité est réalisée en étroite collaboration avec Santé Canada et vient appuyer le Plan de gestion des produits chimiques du Gouvernement.
  2. Identification des principales sources d’émissions en mettant au point des enceintes d’essais spécifiques pour capter une vaste gamme de composés organiques semi-volatils et volatils, et en développant et validant des méthodes analytiques pour détecter les émissions nocives. Grâce à cette capacité élargie de mise à l’essai en enceinte et d’analyse de haute technicité, des bases de données des résultats d’émissivité pourront être mises au point. Cette activité est actuellement réalisée en collaboration avec Santé Canada et d’autres collaborateurs.
  3. Création d’un outil de prédiction de la QAI perfectionné qui permet de prédire les concentrations de contaminants à l’intérieur des habitations. Les utilisateurs entreront des données telles que le type et l’usage d’un produit à l’intérieur d’un bâtiment, la superficie et le taux de renouvellement d’air applicable pour prédire la quantité et la nature des émissions à prévoir. Cet outil de prédiction de la QAI aidera architectes, constructeurs, entrepreneurs, spécialistes de réhabilitation thermique, responsables d’exploitation des immeubles et propriétaires de maison à atteindre la QAI recherchée.

Résultats

Les efforts consacrés à ce projet se poursuivent actuellement, et d’ici la fin de la première moitié de 2013, le CNRC aura :

  • dressé, avec son collaborateur Santé Canada, une liste de 120 composés qui sont émis par des matériaux de construction en quantités pertinentes et pourraient avoir une incidence négative sur la QAI;
  • mis au point des méthodes analytiques pour mesurer des contaminants qui habituellement ne sont pas mesurés, notamment:
    • des composés très volatils qui sont cancérigènes et/ou irritants, comme l’acrylaldéhyde, l’oxyde d’éthylène et l’oxyde de propylène
    • des composés organiques moins volatils, comme les phtalates et les produits ignifuges
  • mis au point plusieurs méthodes d’essais en enceinte, y compris une méthode de dépistage rapide des composés organiques semi-volatils comme le naphtalène et les phtalates, ainsi qu’une méthode à enceinte de verre pour les contaminants provenant de matériaux de type mousse isolante;
  • développé plusieurs bases de données de COV et de contaminants émis par des matériaux de construction, des produits de consommation et des produits de consommation pour bricoleurs (p. ex., colles pour construction, pour artisanat et bricolage, calfeutrages et scellants à base de mousse isolante).

Prochaines étapes

Une fois les connaissances acquises, un outil de prédiction unique de la QAI sera mis au point en 2013, lequel permettra :

  • aux administrateurs d’immeubles de maintenir ou d’améliorer la QAI en choisissant les mesures de contrôle les plus efficaces, comme le contrôle à la source, la ventilation et l’épuration de l’air;
  • aux architectes de concevoir des bâtiments offrant une bonne QAI en choisissant des matériaux à faible émissivité et ayant des taux de renouvellement d’air appropriés, avant emménagement et après emménagement;
  • aux consommateurs d’identifier les sources des produits à faible émissivité et à émissivité élevée afin d’améliorer leur environnement ambiant et de répondre à leurs propres préoccupations et sensibilités.

Les études poursuivront l’identification et la mesure des sources d’émission de vapeurs (p. ex., les contaminants provenant d’un garage attenant et migrant jusque dans l’habitation). Avant 2016, l’outil de simulation actuel de la QAI du CNRC (IA-QUEST) sera mis à jour de façon continue avec les nouvelles données acquises. Seront également ajoutées à l’outil d’autres fonctionnalités telles que la simulation des effets de la ventilation, des appareils d’épuration de l’air et de la migration jusque dans les espaces habitables de polluants atmosphériques provenant d’espaces attenants (p. ex. des garages).

Enceinte de verre pour essais d’émissivité des matières à base de mousse isolante

Système de micro-enceintes pour le dépistage rapide d’émissions de composés organiques semi-volatils

Évaluation de solutions novatrices en matière de qualité de l’air intérieur

L’air contaminé, qu’il s’agisse de l’air intérieur ou de l’air d’alimentation, peut potentiellement avoir des effets néfastes sur la santé; il est donc nécessaire d’assainir l’air ambiant. Plusieurs solutions sont offertes sur le marché, lesquelles comportent autant de capacités et de propriétés revendiquées différentes, en ce qui a trait à l’élimination des contaminants atmosphériques. En vue de faire la lumière sur ces questions et de procurer le soutien requis à l’innovation industrielle, le CNRC vise à développer des protocoles utiles à l’évaluation de l’efficacité de ces systèmes sur la qualité de l’air intérieur (QAI). Ces protocoles aideront l’industrie à mieux créer et évaluer des produits qui seront hautement acceptables sur le marché et appuieront les intervenants dans l’adoption de technologies appropriées.

Comme première étape, un examen des normes et des protocoles actuels visant toutes les solutions et technologies en matière de QAI a été réalisé (seulement en anglais). Suivant les lacunes et les limites identifiées, ainsi que les besoins des consommateurs et de l’industrie, six (6) solutions de contrôle de la QAI ont été dégagées aux fins du développement des protocoles. Le CNRC a établi avec succès des protocoles pour les purificateurs d’air ambiant portatifs, les ventilateurs récupérateurs d’énergie (VRÉ), ventilateurs récupérateurs de chaleur (VRC) et le nettoyage des conduits d’air par des services professionnels. Le CNRC dirigera son attention au cours des trois prochaines années sur les systèmes de purification de l’air en conduits, les systèmes de panneaux passifs et la performance à long terme des purificateurs d’air ambiant portatifs.

Purificateurs d’air portatifs (PAP)

Enceinte d’essai en grandeur réelle du CNRC permettant d’évaluer l’efficacité des PAP

Les PAP sont mis de l’avant comme étant des appareils efficaces pour éliminer les émissions particulaires et parfois gazeuses des environnements résidentiels intérieurs. Bien que différents types de PAP soient déjà disponibles sur le marché, on ne trouve aucune orientation détaillée qui permette aux fabricants d’améliorer ces appareils et aux consommateurs de les choisir judicieusement en fonction de leurs besoins. Les protocoles d’évaluation existants sont fondés uniquement sur l’élimination de certaines émissions particulaires (poussière routière d’essai Arizona Road Dust, fumée de tabac et certains pollens), sur le bruit produit par ces appareils et sur l’efficacité énergétique. Le protocole du CNRC de 2011 permet une évaluation plus pertinente, étant donné qu’il comprend aussi:

  • l’évaluation des produits secondaires et des COV potentiellement produits par l'appareil;
  • l’efficacité de l’élimination des émissions de nanoparticules et de microparticules;
  • l’efficacité de l’élimination du limonène, du toluène et du formaldéhyde comme composés organiques volatils (COV) cibles;
  • le niveau de bruit (puissance sonore) de l’appareil en marche; et
  • la consommation d’énergie de l’appareil par rapport à son efficacité d’élimination. Method for Testing Portable Air Cleaners(seulement en anglais);

Ventilateurs récupérateurs d’énergie et ventilateurs récupérateurs de chaleur

Enceinte d’essai en grandeur réelle du CNRC permettant d’évaluer l’efficacité des PAP

La ventilation mécanique des foyers canadiens est obligatoire en vertu des codes de la construction actuels. On intègre de plus en plus les ventilateurs récupérateurs de chaleur (VRC) ou leur version à transfert d’humidité, soit les ventilateurs récupérateurs d’énergie (VRÉ), dans les systèmes de chauffage et de refroidissement à air pulsé dans le but de réduire les coûts associés à la ventilation pour le chauffage en hiver et la climatisation en été. Bien que les débits d’air et l’efficacité de transfert de chaleur de ces appareils puissent être adéquatement caractérisés suivant les normes existantes, l’incidence réelle des VRC ou des VRÉ sur la QAI en milieu résidentiel peut être tributaire de plusieurs facteurs, et une évaluation respective n’est pas prévue dans les pratiques de certification actuelles. À partir de la rétroaction obtenue dans le cadre d’ateliers des intervenants, un protocole a été publié en 2012 aux fins de l’évaluation des systèmes à VRC/VRÉ relativement aux caractéristiques suivantes:

  • l’efficacité de l’élimination des grosses et fines particules provenant de l’air extérieur et de l'air repris lorsqu’une option de recirculation existe pour l’unité;
  • la formation potentielle d’ozone, qui pourrait être produit par les moteurs de systèmes de ventilation ou de filtration incorporés dans le système; et
  • les émissions de COV et d’aldéhydes provenant du système pris globalement ou de composants individuels du système (y compris les filtres, les matériaux de caisson et les conduits flexibles).

Nouveau band d’essai de VRC/VRÉ du CNRC pour évaluer la performance des systèmes à VRC ou à VRÉ

La méthode d’évaluation procurera aux fabricants de VRC/VRÉ et à leur chaîne d’approvisionnement un outil précieux pour l’évaluation et le perfectionnement de leurs produits, et leur ouvrira des créneaux commerciaux tout en permettant aux occupants des bâtiments résidentiels de jouir d’une meilleure QAI.

Nettoyage commercial des conduits d’air

Les consignes issues des ateliers provenant des intervenants et de l’industrie ont permis au CNRC de réaliser que les responsables d’exploitation des immeubles commerciaux ont besoin d’une information spécifique en vue d’obtenir des résultats efficaces et économiques en matière de nettoyage des conduits d’air. C’est pour répondre à ce besoin que l’équipe du CNRC a élaboré un guide permettant d’évaluer le nettoyage des conduits d’air réalisé par les services commerciaux pour les systèmes de chauffage, de ventilation et de conditionnement d’air (CVCA) de plus grande taille.

Ce guide aide les responsables d’exploitation des immeubles :

  • à interagir en connaissance de cause avec les entreprises de nettoyage de conduits d’air afin d’éviter les problèmes associés aux émissions polluantes générées par les activités de nettoyage et d’évaluation de l’état de propreté des conduits;
  • à mieux axer l’étendue des mesures correctives proposées pour obtenir un nettoyage des conduits à la fois adéquat et économique;
  • à évaluer les effets potentiellement nocifs et à réduire au minimum l’exposition des occupants aux particules/biocontaminants générés par des méthodes de nettoyage inadéquates; et
  • à évaluer les incidences potentiellement néfastes associées à l’utilisation d’agents de nettoyage chimiques ou de biocides.

Prochaines étapes

Des protocoles sont en cours de développement dans le but d’évaluer l’efficacité de solutions en matière de purification de l’air dans les conduits et de technologies de panneaux passifs utilisés à l’intérieur. En outre, au cours des trois (3) prochaines années, nous établirons un protocole d’évaluation de la performance à long terme des purificateurs d’air portatifs.

Solutions en matière de purification de l’air dans les conduits

Étant donné que les émissions particulaires atmosphériques peuvent avoir une incidence significative sur la santé, il est important de réduire au minimum leurs concentrations à l’intérieur des habitations. Des solutions en matière de purification de l’air en conduit (I-DAPS) peuvent permettre de réduire les concentrations particulaires ambiantes dans l’air d’alimentation et dans l’air repris. Il est également important de s’assurer que les technologies des I-DAPS ne produisent pas d’ozone, gaz qui peut avoir également des effets néfastes sur la santé.

Les chercheurs du CNRC construisent actuellement une installation de ventilation mécanique en grandeur réelle, logé dans un environnement contrôlé, qui leur permettra:

  • d’évaluer la performance des différentes technologies de purification de l’air en matière d’élimination des particules;
  • de déterminer les émissions d’ozone produites par les purificateurs d’air électroniques; et
  • d’évaluer la performance en matière de purification de l’air des appareils conçus pour les aéronefs.

L’installation de ventilation mécanique d’essai sera mis à la disposition des intervenants d’ici la fin de 2013 pour fin de recherches et de mises à l’essai plus poussées, comme mesure d’appui à l’industrie des installations de CVCA.

Technologies des panneaux passifs utilisés à l’intérieur

Nouvel appareil de ventilation mécanique d’essai du CNRC, pour l’évaluation des I-DAPS

Enceinte d’essai du CNRC pour évaluer la performance des technologies des panneaux passifs utilisés à l’intérieur

Il existe à l’heure actuelle de nombreux matériaux de construction et composés de revêtement qui sont produits dans le but d’éliminer passivement les contaminants gazeux et qui sont censés avoir des propriétés antimicrobiennes et autocurantes. Dans le but de valider les technologies associées aux panneaux passifs utilisés à l’intérieur, le CNRC construira en 2013 une enceinte d’essai permettant d’évaluer l’efficacité d’élimination des contaminants de divers produits du type panneau passif qui sont offerts sur le marché et recommandés pour utilisation dans les milieux intérieurs. Ces panneaux comprendront des panneaux de plaque de plâtre modifiés ou des matériaux de construction à revêtement spécial.

Résultats

Les protocoles développés procurent un appui pour l’évaluation scientifiquement rigoureuse de la performance des systèmes. Ils soutiennent aussi les fabricants dans leurs efforts de production technologiquement innovateurs de solutions améliorées et éconergétiques pour les constructeurs et les utilisateurs. On s’attend également à ce que ces protocoles soient utilisés comme base pour l’adoption ou la révision de normes ISO (Organisation internationale de normalisation) et CSA (Association canadienne de normalisation).

Reconnaissance pour le Comité technique consultatif

Les protocoles ont été développés avec l’assistance et l’orientation d’un comité technique consultatif (CTC) formé de participants représentant des organismes fédéraux, provinciaux et municipaux, l’industrie et les associations de normalisation et des organismes non gouvernementaux, que nous tenons ici à remercier pour leurs inestimables contributions.

Diffusion de connaissances et principes de bonne gestion par le biais du Comité canadien sur la qualité de l’air intérieur et les bâtiments

Le Comité canadien sur la qualité de l’air intérieur et les bâtiments (CCQAIB) est un forum national indépendant et un carrefour national d’information sur l’état des connaissances liées à l’incidence de la conception et de l’exploitation des bâtiments sur la qualité de l’air intérieur (QAI).

Le Comité a identifié un besoin en matière de guides techniques concis et conviviaux qui puissent aider les responsables d’exploitation des immeubles et les administrateurs d’installations à prendre des décisions éclairées en vue de maintenir une QAI satisfaisante dans les bâtiments.

Résultats

Huit (8) guides consacrés à des domaines comme les activités de nettoyage, l’exploitation hygiénique des installations de ventilation mécanique et les communications avec les locataires et les occupants sont en cours de production. À compter du début de 2013, le Comité a planifié de promouvoir les documents par le biais d’organismes regroupant des intervenants représentant les administrateurs d’immeubles et d’installations et d’établir une diffusion sur le Web et un mécanisme de rétroaction pour améliorer ces documents et répondre aux priorités. Les membres travailleront également avec les organismes partenaires en vue de créer des matériels didactiques tirés de la série de guides.

Prochaines activités

Les plans futurs comprennent la production de guides pour les méthodes d’évaluation et d’accréditation, le choix des matériaux de construction et des ameublements à faible émissivité, ainsi que les mesures de détection et mesures d’élimination des moisissures. Le Comité se penchera sur les besoins des propriétaires de maison et des locataires de bâtiments résidentiels collectifs à un stade ultérieur, en utilisant les guides existants comme documents sources. Le CCQAIB procurera en outre une plate-forme pour les échanges en ligne des intervenants sur son site Web : IAQforum.ca blog.

Recherche sur la ventilation saine et éconergétique

Plusieurs polluants peuvent influer négativement sur la qualité de l'air intérieur (QAI), tels que les composés organiques volatils (COV) qui sont émis par des matériaux de construction et des produits pour le nettoyage, les pesticides, le CO2, les bactéries et virus, le radon et les moisissures. Pour éviter les effets néfastes sur la santé des polluants intérieurs, un système de ventilation est requis dans tous les bâtiments canadiens. Le système de ventilation procure de l’air frais de l’extérieur aux occupants et élimine les polluants qui autrement s’accumuleraient dans l’environnement ambiant.

Les systèmes de ventilation comportent toutefois de nombreuses limites. Outre qu’ils doivent débiter une quantité suffisante d’air extérieur et distribuer l’air efficacement dans tout le bâtiment, ils ne doivent pas contribuer d’appels d’air indésirables et de bruits excessifs, ni ne doivent induire de différences de pression considérables entre l’intérieur et l’extérieur d’un bâtiment. De plus, ces systèmes doivent s’intégrer parfaitement et de façon éconergétique au système de chauffage et de climatisation.

Vue du Laboratoire de recherche sur l’air intérieur

L’air extérieur s’introduit également dans les bâtiments par le biais de fissures et de défauts dans l’enveloppe et les systèmes de toiture, malgré tous les efforts que l’on déploie pour rendre les constructions plus étanches à l’air. Cette infiltration peut entraîner une consommation d’énergie accrue pour le chauffage et la climatisation et causer des appels d’air ainsi que des dommages par l’humidité et les formations de moisissures.

Des chercheurs du CNRC ont conçu et construit un laboratoire de recherche en grandeur réelle d’un type unique, le Laboratoire de recherche sur l’air intérieur (LRAI), et configuré de modules flexibles de manière à reproduire des dimensions de pièces et des conceptions spécifiques dans des bâtiments réels, de même que différents types/configurations de systèmes de chauffage et de climatisation, d’épurateurs d’air, de filtres et de ventilateurs récupérateurs de chaleur. Dans cette installation, des chercheurs réalisent des expériences visant à permettre de mieux comprendre le mouvement de l’air, dans des conditions réalistes mais contrôlées. Les caractéristiques exhaustives du LRAI permettent aux experts de la ventilation et de la qualité de l’air de travailler de concert et de documenter l’incidence de différents systèmes et stratégies visant à améliorer la QAI tout en prenant en compte l’efficacité énergétique. La connaissance acquise favorise la création de solutions qui éliminent efficacement les particules et les gaz sans nécessairement faire augmenter les taux de renouvellement d’air, ce qui autrement se traduirait par une consommation d’énergie accrue.

Appui aux solutions technologiques

Un certain nombre de projets ont été entrepris grâce au LRAI.

  • Étude d’intervention de terrain visant à améliorer la QAI pour les enfants asthmatiques.

    Cette étude de terrain triennale, localisée dans la région de la ville de Québec, comportait la surveillance de la QAI et de la ventilation dans 83 foyers avec enfants asthmatiques. Durant cette période de trois ans, le CNRC a surveillé les améliorations de la QAI, et nos partenaires médicaux, soit l’Institut national de santé publique du Québec, se sont penchés sur la santé respiratoire des enfants. Voir Évaluation des systèmes de contrôle de l’air intérieur au moyen d’études sur le terrain

  • On a utilisé le LRAI pour mettre à l’épreuve des solutions en matière de ventilation pour plusieurs configurations de pièce différentes.

    Les résultats ont été couplés avec des simulations à l’ordinateur afin d’accroître davantage notre degré de confiance que les interventions proposées dans les foyers de l’étude amélioreraient la QAI. Les résultats à ce jour ont démontré que l’utilisation de ventilateurs récupérateurs d’énergie (VRÉ) ou de ventilateurs récupérateurs de chaleur (VRC) augmentait non seulement avec fiabilité les taux de renouvellement d’air effectifs mais aussi la QAI dans les foyers de l’étude.

  • Protocoles et évaluations de systèmes de récupération de chaleur et d’énergie (VRC, VRÉ)

    Les chercheurs du CNRC appuient l’industrie en mettant au point des protocoles d’essai intégré d’appareils représentant des solutions de contrôle de la QAI et des technologies connexes, étant donné que la plupart de ces normes améliorant avec fiabilité la QAI ne sont pas disponibles à l’heure actuelle. Gestion à la source des émissions nocives Le LRAI a été utilisé pour recréer les conditions ambiantes réalistes requises aux fins du développement d’un nouveau protocole pour l’évaluation des systèmes à VRC et à VRÉ.

Activités en cours

  • Atténuation du radon

    Le radon est un gaz radioactif d’origine naturelle qui est présent dans l’air intérieur de bâtiments répartis dans tout le Canada. Selon le Bureau de la radioprotection de Santé Canada, environ 7 % des propriétés immobilières résidentielles présentent des niveaux de radon dépassant la valeur maximale recommandée par Santé Canada. Les stratégies d’atténuation du radon dans bien des cas ne sont pas validées, plus particulièrement pour les conditions climatiques canadiennes. Le LRAI est actuellement utilisé aux fins d’une étude de plusieurs approches et facteurs de risque différents liés au contrôle de la pénétration du radon ou de son réentraînement dans les bâtiments. Ces travaux ont débuté en 2011 et demeurent en cours de réalisation. Voir Rôle du CNRC dans le cadre du Programme de réglementation de la qualité de l’air

  • Polluants provenant de garages attenants

    Des études sur le terrain ont révélé que les foyers avec garages attenants contenaient des concentrations plus élevées de polluants en raison, en partie, de la présence des véhicules automobiles et d’autres machines fonctionnant à l’essence qu’ils abritent. Parmi les autres facteurs de cette pollution, on compte des voies de fuite vers l’espace habitable à travers les murs et le plafond du garage, ainsi qu’une différence de pression motrice. En 2012, un garage attenant a été ajouté au LRAI, et plusieurs technologies permettant de réduire le refoulement de l’air sont présentement à l’étude. Voir Programme de réglementation de la qualité de l’air

Évaluation des stratégies d’atténuation du radon

Le radon est un gaz radioactif d’origine naturelle. Les niveaux de radon dans l’air intérieur des bâtiments varient de façon plutôt marquée à l’échelle du Canada. Selon le Bureau de la radioprotection de Santé Canada, environ 7 % des propriétés immobilières résidentielles présentent des niveaux de radon dépassant la valeur maximale recommandée par Santé Canada. On estime que l’exposition au radon est la cause de 3000 cas de décès par année liés au cancer du poumon, soit la deuxième cause après le tabagisme.

Bien que des technologies existent pour permettre de réduire les niveaux de radon dans les maisons, plusieurs questions demeurent encore sans réponse. C’est dans le but d’y répondre que le CNRC et Santé Canada collaborent actuellement en vue de trouver et d’évaluer des solutions techniques de réduction de l’exposition des Canadiens au radon.

Comme première étape, le CNRC et Santé Canada ont dirigé un atelier des intervenants dans le but d’en apprendre davantage sur les besoins de l’industrie et d’obtenir de la part de celle-ci une orientation quant aux différentes approches possibles. Les participants ont fait ressortir qu’une information fiable et des technologies validées doivent être disponibles pour appuyer toute campagne de sensibilisation. La prochaine rencontre des intervenants aura lieu à l’automne 2013.

Activités

Stratégies d’évitement du réentraînement du radon dans les maisons

Le CNRC et Santé Canada collaborent actuellement en vue de réduire les risques de réentraînement du radon dans les maisons lorsqu’on utilise un système de dépressurisation active sous la dalle (DASD). Ce système peut être mis en place de manière à évacuer l’air en différents emplacements. L’équipe de recherche a étudié à fond le problème du réentraînement lorsque le système de DASD évacue l’air au niveau du sol, au plafond du premier étage et à l’ensemble plafond/toit du deuxième étage. Les résultats initiaux révèlent que l’évacuation de l’air au niveau du sol pourrait occasionner un certain réentraînement du radon, tandis qu’aux niveaux plus élevés, elle réduirait au minimum ou éliminerait efficacement le réentraînement. Un premier groupe d’essais a été réalisé durant l’hiver 2011-2012, et ces essais seront répétés en 2013 en été, en automne et en hiver dans le but de confirmer les résultats obtenus. Un guide sur les emplacements d’évacuation d’air appropriés sera disponible en 2014.

Le CNRC et Santé Canada cherchent également à déterminer les distances sécuritaires à respecter entre une sortie d’évacuation d’air de DASD et toute ouverture de bâtiment comme une prise d’air frais de ventilation ou une fenêtre à châssis ouvrant. Les résultats initiaux indiquent qu’il est possible que la recommandation existante quant au choix de l’emplacement des sorties d’évacuation d’air ne soit pas suffisamment prudente. Un premier groupe d’essais est maintenant complété, et les efforts de recherche reprendront en 2013 pour vérifier nos résultats. Un rapport final sur les distances de séparation recommandées entre sorties d’évacuation pour le radon et prises d’air frais sera disponible d’ici la fin de 2013.

Un système de DASD représente-t-il un risque pour les propriétés avoisinantes?

Dans les développements densément construits, il pourrait y avoir un risque que l’air d’évacuation au niveau du sol provenant de systèmes de DASD ne soit pas suffisamment dilué dans l’atmosphère et que le radon puisse ainsi pénétrer dans les bâtiments avoisinants. Pour faire la lumière sur ce risque, le CNRC effectue à l’heure actuelle des essais en grandeur et en conditions météorologiques réelles dans les maisons jumelles du Centre canadien des technologies résidentielles (CCTR). Le CCTR est exploité conjointement par le Conseil national de recherches Canada, par Ressources naturelles Canada et par la Société canadienne d'hypothèques et de logement. Les résultats de cette recherche seront disponibles en 2013.

Facteurs énergétiques à prendre en compte avec les systèmes de DASD

Des questions demeurent quant à la consommation d’énergie globale et à la performance énergétique des systèmes de DASD. L’une de ces préoccupations est que les températures au niveau du sous-sol du bâtiment pourraient être abaissées lorsque l’air ambiant est tiré sous la dalle en hiver, ce qui pourrait faire augmenter la demande globale en chauffage. Tout en réalisant ses essais de réentraînement du radon, le CNRC effectue également la surveillance de la performance énergétique globale du bâtiment. Les résultats seront publiés durant l’été 2013.

Ventilation ciblée

Le CNRC a antérieurement confirmé par des essais que l’augmentation des taux de renouvellement d’air dans toute la maison pouvait réduire les concentrations de radon. Toutefois, une augmentation globale des taux de renouvellement d’air pourrait également entraîner des coûts énergétiques excessifs. Une solution de rechange que le CNRC a mise à l’épreuve en 2012 était d’installer un système de ventilation d’appoint au sous-sol, là où ordinairement le radon tend à s’accumuler. Le taux de renouvellement d’air accru dans le sous-sol du Laboratoire s’est avéré suffisant pour réduire les concentrations de radon tant dans le sous-sol que dans la maison en entier.

Installation d’essai pour l’évaluation d’un système de dépressurisation active sous la dalle (DASD) au Centre canadien des technologies résidentielles

Le CNRC et Santé Canada poursuivent leur étude visant à déterminer si la combinaison d’une alimentation en air d’appoint au sous-sol et d’une circulation d’air d’alimentation contrôlant les concentrations de radon permettra une baisse plus importante des demandes d’énergie, tout en maintenant les concentrations sous la valeur maximale recommandée par Santé Canada.

Amélioration des barrières passives à la pénétration du radon

De nouveaux matériaux de barrière sont offerts sur le marché, lesquels sont censés réduire la pénétration du radon dans les sous-sols. Ces matériaux à faible perméabilité sont ordinairement métallisés. Bien que l’on connaisse peu leur performance, il demeure qu’ils réduisent effectivement la nécessité de recourir à un système d’atténuation active du radon, comme le système de DASD, abaissant ainsi les coûts d’installation et d’exploitation. En 2013-2014, le CNRC construira une nouvelle installation d’essais spécialisée dans le but d’examiner comment ces nouveaux matériaux peuvent se comparer aux constructions et systèmes existants.

Interaction entre appareils à combustible et systèmes de DASD

Des essais auront lieu au cours de l’hiver 2013-2014 en vue d’examiner l’interaction entre les appareils de combustion, comme un poêle à bois et un foyer à feu ouvert au gaz naturel, et le système de DASD. Étant donné que la performance et la sécurité de ces appareils sont directement liées à la pression du bâtiment, le CNRC se penchera précisément sur les différences de pression créées par l’utilisation de ces systèmes et le refoulement de l’air provenant de poêles à bois et des foyers à feu ouvert au gaz naturel.

Réduction au minimum de la migration dans les foyers de polluants provenant de garages attenants

Les Canadiens aiment que leur maison soit pourvue d’un garage attenant, probablement en raison des conditions hivernales rigoureuses de nombreuses régions et de ses avantages en termes de commodité. Toutefois, les études menées par Santé Canada ont démontré de façon constante de forts liens entre la présence d’un garage attenant à une maison et des concentrations plus élevées de plusieurs polluants atmosphériques intérieurs dans ses aires de séjour. Trois (3) conditions prévaudraient ici:

  • la présence de polluants reliés à l’essence, produits par les émissions venant de réservoirs d’essence de voitures, de véhicules utilitaires et d’outils à moteur alimenté à l’essence et de bidons d’essence;
  • la présence de voies de fuite d’air à travers le mur et le plafond du garage jusque dans la maison;
  • une différence de pression entre garage et maison, laquelle entraîne l’air du garage jusque dans celle-ci.

Des mécanismes de contrôle adéquats sont requis afin de réduire au minimum la migration des polluants et le risque connexe que ceci représente pour la santé des Canadiens.

En 2012, un garage à deux places attenant a été ajouté au Laboratoire de recherche sur l’air intérieur (LRAI), doté des caractéristiques suivantes:

  • un mur expérimental entre le LRAI et le garage, dans lequel ont été aménagées des voies de fuite d’air de dimensions variables nous permettant de faire nos expériences avec différents débits de fuite;
  • un système gaz de dépistage spécialisé permettant de surveiller de près le mouvement de l’air;
  • des compteurs pour surveiller la consommation d’énergie des systèmes de chauffage, de ventilation et de contrôle d’appoint et pour comparer les coûts des différentes solutions.

Activités

Ce LRAI avec garage attenant est une installation de mise à l’essai unique qui permet une évaluation intégrée de solutions pour réduire la migration des polluants dans les espaces habitables résidentiels. La première solution mise à l’épreuve est celle d’une ventilation aspirante directement à partir du garage attenant. L’équipe examinera également la demande d’énergie des diverses solutions, celle-ci pouvant influer sur leur adoption, ainsi que leur utilisation à long terme. Au cours des hivers de 2012 à 2014, les scénarios suivants seront évalués:

  • utilisation constante vs utilisation intermittente de la ventilation aspirante directe à partir du garage;
  • ventilation minutée, déclenchée par l’ouverture de la porte du garage;
  • contrôle et limitation améliorés de la différence de pression entre garage et maison;
  • ventilation aspirante du garage déclenchée par la détection de contaminants types provenant de l’essence.

Les résultats expérimentaux initiaux seront disponibles durant l’été 2013, et les résultats complets, après l’été 2014.

Aider les propriétaires de maison à choisir les appareils de contrôle de l’air intérieur et à en faire l’entretien

La plupart des gens croient que l’on peut résoudre les problèmes liés à la qualité de l’air intérieur (QAI) soit en apportant des modifications structurales au bâtiment, soit en y installant des systèmes plus adéquats. Toutefois, le degré recherché de QAI ne peut être atteint efficacement que par une synergie entre une conception bien adaptée des systèmes et le choix ciblé et l’adéquation de la mise en service, de l’exploitation et de l’entretien de tous les composants. Ceci devient encore plus important lorsque l’on envisage des technologies et des concepts récents. Le CNRC informera les propriétaires de maison quant aux résultats de ses recherches portant sur la validation et l’évaluation de produits et de systèmes améliorant la QAI qui sont actuellement offerts sur le marché, par le biais des sites Web du CNRC et d’autres médias.

Les chercheurs du CNRC explorent actuellement différentes façons d’accroître l’acceptation par les propriétaires de maison et leur utilisation appropriée de technologies efficaces. La première technologie sur laquelle le CNRC dirigera son attention est celle des ventilateurs récupérateurs d’énergie (VRÉ) et des ventilateurs récupérateurs de chaleur (VRC). Le CNRC utilise présentement des groupes de consultation pour mieux comprendre l’utilisation actuelle de ces technologies dans les maisons, les problèmes qui y sont associés et les obstacles, réels et perçus, à leur exploitation appropriée, de même que les obstacles à leur adoption par les nouveaux clients.

L’information générée sera utilisée pour créer des documents qui permettront aux propriétaires de prendre des décisions éclairées quant à la façon de choisir et d’utiliser des produits et des systèmes pour le foyer. Grâce à cette information personnalisée et judicieuse, les propriétaires seront à même de choisir des technologies en fonction des avantages les plus appropriés à leur situation, comme les effets positifs escomptés sur la santé, les coûts, ainsi que les incidences secondaires possibles sur le confort du foyer ou la consommation d’énergie.

D’ici 2014, le CNRC émettra des guides supplémentaires en vue d’accroître l’adoption de ces solutions techniques et dirigera son attention sur :

  • la réduction de la pénétration des matières particulaires fines dans les bâtiments;
  • la prévention de la migration par refoulement de l’air de gaz nocifs provenant de garages attenants; et
  • l’atteinte et le maintien d’une ventilation satisfaisante dans les foyers.

Ces documents pourraient également être utilisés par les professionnels de la santé publique des paliers provinciaux et municipaux afin d’aider les propriétaires de maison, et aussi par l’industrie en vue de procurer des solutions mieux ciblées.

De l’information supplémentaire sur ces guides sera disponible dans Innovation en construction, la publication phare du CNRC portant sur la recherche en construction.

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