Mesures de l’exposition des personnes aux particules fines par méthode gravimétrique dans le cadre de l’étude REDGAS

L’étude REDGAS constitue l’un des efforts de collecte de données les plus importants jamais réalisés sur l’exposition des personnes à la pollution de l’air en Afrique subsaharienne. Nous vous proposons ci-dessous un aperçu des moyens mis en œuvre pour générer ces connaissances.


La pollution de l’air est l’un des principaux facteurs de risque de mortalité et occasionne 7 millions de décès prématurés chaque année d’après l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS). Parmi tous les polluants aériens, les particules fines de moins de 2,5 microns (PM2.5) font partie des plus nocifs pour la santé humaine. Elles sont produites par le trafic routier, les centrales électriques thermiques, les feux de forêt et plus généralement la combustion de bois, mais aussi par la consommation de tabac ou par les fumées qui se dégagent de la nourriture lors de sa cuisson.

Lorsqu’elle est utilisée comme source d’énergie domestique pour faire cuire les repas et pour chauffer les logements, la combustion du bois représente l’une des principales sources d’émission de particules fines. C’est le cas dans de nombreux pays d’Afrique subsaharienne, et notamment au Burkina Faso. Néanmoins, les études mesurant de manière précise le niveau d’exposition des populations aux particules fines dans les pays du continent africain sont rares et se contentent souvent d’échantillons de tailles réduites. Une revue de littérature publiée en 2020 recensait seulement 5 publications sur le sujet, parmi lesquelles la plus grande taille d’échantillon était de seulement 102 individus (Bede-Ojimadu et Orisakwe 2020). Pour beaucoup de pays, il faut se contenter d’estimations de la concentration en particules fines dans l’air ambiant obtenues à partir de données satellites, qui ne tiennent qu’indirectement compte de l’exposition occasionnée par les sources d’émissions situées à l’intérieur des logements.

L’étude REDGAS a pour objectif de documenter l’effet de l’accès au gaz de cuisson sur l’exposition aux particules fines des ménages burkinabè. Pour atteindre cet objectif, l’équipe de recherche réalise des mesures d’exposition individuelle aux particules fines pendant une période de 24 heures sur l’une des personnes en charge de la préparation des repas dans chacun des 820 ménages de son échantillon. Deux campagnes de mesures ont été menées avant la mise en place des interventions visant à faciliter l’accès des ménages au gaz, l’une en saison sèche et l’autre en saison des pluies. Une troisième campagne sera conduite en fin d’étude au moins 6 mois après l’acquisition des kits de cuisson au gaz par les ménages intéressés. L’étude REDGAS constitue ainsi un effort sans précédent en matière de collecte de données sur l’exposition individuelle aux particules fines en Afrique subsaharienne.

Les mesures d’exposition réalisées dans le cadre des enquêtes sur la situation de référence de l’étude REDGAS montrent que les personnes en charge de la préparation des repas sont exposées à environ 150 µg/m3 en moyenne sur 24 heures en saison sèche et à plus de 200 µg/m3 en saison humide. Le seuil au-delà duquel l’OMS considère que l’exposition est significativement nocive pour la santé est lui de seulement 15 µg/m3 en moyenne sur 24 heures. Les connaissances générées dans le cadre de cette étude confirment donc l’ampleur de l’enjeu de santé publique que constitue l’exposition aux particules fines dans les pays d’Afrique subsaharienne.

Comment ont été effectuées les mesures qui ont permis d’effectuer ces observations ? Sur le terrain, les enquêteurs en charge des mesures demandent à l’épouse du chef de ménage ou à la femme chef de ménage de porter durant 24 heures un dispositif composé d’un sélecteur de particules, d’une cassette contenant un filtre et d’une pompe aspirant l’air avec un débit constant. Le sélecteur de particules fines est positionné à hauteur d’épaule (voir Photos 1 et 2) afin de prélever un air d’une qualité équivalente à celui inhalé par la personne sur qui est réalisé le prélèvement. L’air entre dans le dispositif par le sélecteur qui rejette les particules de plus de 2,5 microns. Les particules d’une taille inférieure sont ensuite déposées sur le filtre grâce à l’effet d’aspiration de la pompe. Une fois la période de 24 heures terminée, le filtre est pesé sur une balance de haute précision et sa masse est comparée avec la masse mesurée avant le prélèvement. On rapporte ensuite la différence de masse au volume d’air pompé pour déduire l’exposition moyenne aux particules fines sur 24 heures de la personne ayant porté le dispositif. Cette variable est exprimée en microgrammes par mètre cube d’air (µg/m3).

Photo 1: Pompe raccordée au sélecteur de particules
Photo2: Démonstration, enquêtrice portant le dispositif

La procédure décrite ci-dessus est connue sous le nom de « méthode gravimétrique ». A ce jour, méthode de mesure qui rend compte de la manière la plus précise de la quantité de particules inhalée au cours de la période de mesure et ce en tenant compte de toutes les sources d’émissions auxquelles la personne a été exposée. Son principal inconvénient est le coût élevé de la mise en place du dispositif de mesure. Il est également possible d’estimer l’exposition aux particules fines d’une personne à l’aide de capteurs optiques moins onéreux mais également moins précis et plus sujets aux erreurs  de mesure.

Thomas Thivillon (Paris Dauphine University, PSL University, LEDa, CNRS, IRD)

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