Tendances européennes : passive et hypersaine

Leur fils de quatre ans souffrant d’eczéma sévère et de toux irritante surtout durant la nuit et seulement dans leur maison, Romain et Sandra firent expertiser l’air de leur demeure luxembourgeoise. Selon les analyses de laboratoire, il était contaminé par des poussières de retardateurs de flamme organophosphorés nocifs. Celles-ci étaient émises par des panneaux isolants en polyuréthane (PU) au niveau du grenier, au-dessus des chambres, par de la mousse de PU giclée autour des portes et fenêtres et par une membrane de vinyle posée entre le parquet et la chape de béton. « Ces troubles de santé se sont d’ailleurs reproduits plus tard en vacances, aux îles Canaries, un soir où le petit s’était couché sur un matelas en PU contaminé au même retardateur de flamme contenant des triphosphates dérivés du gaz sarin qui, à forte concentration dans une arme chimique, bloquent l'influx nerveux au niveau du système respiratoire », explique le biologiste Ralph Baden qui a fait les prélèvements.

« Ces constatations donnaient lieu à une véritable partie de ping-pong qui n’en finissait plus, confie Romain dans un livre que Ralph Baden est à compléter : la firme de construction voyait la faute chez le fournisseur, le fournisseur chez le producteur… et tous invoquaient que les limites maximales de l’Union européenne en matière de substances chimiques toxiques dans les divers matériaux utilisés étaient respectées. Respectées pour chaque matériau considéré isolément certes, mais l’accumulation des différents matériaux dans la maison provoquait évidemment aussi une accumulation des substances chimiques, de sorte que finalement les seuils furent dépassés de très loin. »

Heureusement, les symptômes sont complètement disparus après l’enlèvement des matériaux polluants. « Ils ont arraché le PU du grenier et autour des portes intérieurs ainsi que la membrane sous le parquet mais pas les fenêtres, explique Ralph Baden. Mais ils ont ensuite décidé de faire mieux en construisant une nouvelle maison, pour deux raisons: pousser plus loin l'aspect de santé et pousser plus loin l'aspect d'efficience énergétique parce que là aussi un assainissement énergétique n'était pas assez performant aux yeux du maître d'ouvrage. » 

En 2014, le couple a donc embauché Ralph Baden, et la firme Beiler & François Architectes qu’il leur a recommandée, pour leur concevoir une maison de type passif et hypersaine. Livrée en 2016 dans le hameau champêtre de Burmerange (canton de Remich), à proximité de la frontière franco-luxembourgeoise, cette résidence d’une superficie de 386 m² (4 155 pi²) a valu aux architectes de remporter le 1er prix, catégorie Santé et Confort, de l’édition 2018 du concours international Green Solutions Awards organisé par le réseau européen Construction21.

Outre la production en cours d’un livre, d’un film et d’autres documents descriptifs, et la mesure des résultats à long terme permettant de valider les choix opérés, le jury a particulièrement été impressionné par « l’intégration rigoureuse du concept de santé et de bien-être​ en parallèle au concept de construction passive, prouvant que "passif" et "santé" ne sont pas en contradiction ». (Plus de 70 heures de tournage vidéo seront adaptées pour servir de formation spécifique pour nombre de corps de métiers.)

En 2017, le Luxembourg a imposé la construction de type passif (hyperisolée, hyperétanche et exempte de ponts thermiques, avec des coûts de chauffage réduits de 85 à 90 %) dans toutes les maisons neuves. Son surcoût par rapport à la construction classique est de 10 à 15 %.

Un oiseau rare

J’ai rencontré Ralph Baden à Bruxelles en 2015. Oiseau rare, en plus d’avoir été formé par l’Institut allemand de baubiologie (biologie du bâtiment), il a travaillé durant 17 ans au ministère de la Santé du Grand-Duché du Luxembourg. Lorsqu’un citoyen malade y téléphonait en soupçonnant que des polluants intérieurs nuisaient à sa santé, c’est lui qui venait expertiser sa maison. L’analyse chimique et électromagnétique était gratuite. Le citoyen ne devait payer que les analyses de laboratoire microbiologiques.

En 2017, le Ministère a suspendu Baden durant 13 mois pour avoir été membre —depuis 1997! — de l'association AKUT œvrant en santé environnementale. « On prétextait que je me faisais payer pour ces activités bénévoles, ce qui ne fut pas le cas et j'ai été innocenté. » Sa suspension coïncidait avec son « attitude de prudence » par rapport aux micro-ondes pulsées (soupçonnées cancérogènes) émises par les compteurs intelligents que le gouvernement avait décidé d’installer. En juin 2018 il a été muté au ministère de l'Environnement et en octobre 2019 à celui de l'Énergie, dans le cadre de la création d'une « cellule construction durable », où il est responsable de l’intégration des facteurs de santé dans la construction et la rénovation publique. Il a aussi profité de sa suspension pour développer un nouveau service conseil en bâtiments sains, www.H2E.lu. 

Selon lui, les retardateurs de flamme organophosphorés sont lipophiles, c'est-à-dire qu'ils se mélangent à la graisse. « Il faut éviter toutes les substances lipophiles, a-t-il expliqué récemment au journal luxembourgeois Le Quotidien. C’est notamment le cas de certaines colles. Les éthers de glycol sont aussi à éviter absolument. Ce sont des conservateurs utilisés dans les peintures à base d’eau. Ils sont censés remplacer les solvants, mais ils sont tout aussi dangereux et ils mettent plus de temps à s’évaporer. »

Une maison saine modèle

Ralph Baden décrit ainsi la maison passive de Burmerange : « Il s’agit d’une construction unifamiliale passive équipée d’une géothermie, d’une fonction "smarthome" [domotique], d’une unité de production électrique photovoltaïque [32 capteurs de 285 watts produisant 4 458 kWh/an]. Elle a également été conçue de manière saine (réflexion sur les émissions chimiques, sur la réduction des champs électromagnétiques, sur la problématique du radon) y compris les effets positifs des matériaux de construction : régulation de l’humidité, absence d’effets électrostatiques, composition des ions de l’air intérieur. Les maisons passives étant davantage hermétiques, le besoin de réduire les polluants et de bien ventiler est encore plus important. »

Les polluants pétrochimiques émis par les matériaux de construction modernes sont de plus en plus soupçonnés de contribuer à l'explosion des maladies chroniques (cancers, problèmes neurologiques, respiratoires, hormonaux, etc.). Baden a donc sélectionné seulement des matériaux dont l'innocuité a été confirmée par des analyses de leur composition chimique en laboratoire. Il a fait mesurer plus de 150 molécules différentes : composés organiques volatils aromatiques et aliphatiques, dérivés halogénés, terpènes, éthers de glycol, pesticides, retardateurs de flamme organophosphorés et polybromés, biphényles polychlorés, hydrocarbures aromatiques polycycliques, phtalates et métaux lourds. Les concentrations furent comparées aux valeurs d’orientation spécifiques allemandes (Arbeitsgemeinschaft Ökologischer Forschung - AGOEF), « parmi les plus sévères en Europe », selon Baden. La maison a reçu l’attestation de salubrité BREATHE (Building Related Environment Air + Health). Baden a donc dû bien informer les divers corps de métier afin qu'ils adoptent les matériaux sains qu'il a recommandés (voir aussi Construction21.org):

• des isolants sans émissions de substances nocives comme le verre cellulaire sous la dalle, la laine minérale à l’extérieur des murs et dans le garage non chauffé, et la fibre de bois dans les planchers;
• du polyuréthane giclé (24 cm) dans le toit plat (résistance thermique totale de R-54), entre la membrane extérieure et 20 cm de béton enduit de 1,5 cm de mortier de chaux, et du polystyrène extrudé (30 cm = R-60) posé entre le mur de fondation et le sol ;
• des murs de façade en briques isolantes d’argile et de perlite (Poroton de Wienerberger, 36,5 cm = R-29,6) régulant l’humidité intérieure et recouverts de laine minérale fixée mécaniquement (18 cm = R25,6);
• un enduit à la chaux projetée bactéricide, fongicide, antistatique et diffusant aussi la vapeur pour les murs intérieurs, incluant ceux de la salle de bain où le carrelage est limité, et du plâtre à la chaux pour les plafonds;
• des colles (Haga et Wakol) sans émissions nocives, agents conservateurs ni fongicides;
• un calfeutrant au silicone alimentaire ou des joints en acrylates, pour éviter les fongicides nocifs;
• des peintures biosourcées (Verdello de Peintures Robin et Biosil de Keim);
• une peinture au graphite pour bloquer les champs électriques;
• des huiles naturelles pour les menuiseries intérieures en bois massif et les parquets;
• un système domotique pour gérer la consommation d’énergie, l’usage des stores et la sécurité, ainsi que couper la tension électrique dans les chambres la nuit;
• un système géothermique et un plancher radiant pour le chauffage;  
• un ventilateur récupérateur de chaleur dont on a remplacé les conduits en plastique par des tuyaux de métal et retiré le polyuréthane des bouches d’air, dont le nombre a été augmenté dans chaque pièce pour hausser l’échange d’air et l’accès est assuré pour en faire l’entretien;
• des fenêtres fixées mécaniquement, isolées à la laine minérale encapsulée par une membrane étanche et du mastic des deux côtés; les cadres en aluminium et le triple vitrage faible émissivité réduisent la pénétration des radiofréquences émises par une antenne cellulaire à proximité;
• l’accès internet câblé dans chaque pièce, des câbles blindés à l’aluminium bloquant les champs électriques et tressés pour réduire les champs magnétiques, des boîtiers blindés à la peinture au graphite.

Hypothèses et objectifs validés

Diverses mesures ont confirmé après coup que la maison est l'une des plus écoénergétiques et saines au monde :

• les besoins annuels de chauffage sont de seulement 8 832 kWh ou 21,7 kWh/m², alors que le maximum autorisé était de 24,8 kWh/m²;
• la concentration de formaldéhyde est à la limite de détection de 10 microgrammes par mètre cube (m³) d’air dans les chambres et le salon;
• le radon est à 67 becquerels (Bq)/m³ comparativement à la limite de 100 Bq/m³ de l’Organisation mondiale de la santé (et de 200 Bq/m³ de Santé Canada);
• les valeurs de CO₂ sur le long terme sont généralement inférieures à 600 parties par million (ppm) comparativement à 400-450 ppm à l’extérieur;
• dans les chambres et le salon l’électrosmog de basses et hautes fréquences ne dépassent pas les valeurs d’orientation SBM-2015 de la baubiologie (champs électriques sous 1 volt par mètre, champs magnétiques sous 20 nanotesla ou 0,2 milligauss et radiofréquences sous 0,1 W/m²).

« Des résultats de rêve, a confié le copropriétaire au journal luxembourgeois Le Quotidien. C’est très agréable de vivre ici. »

Entrevue

Ralph Baden a généreusement répondu à nos questions concernant la maison passive et hypersaine de Burmerange.

AF : Quelles précautions ont été prises pour réduire les champs électromagnétiques (CEM) du système PV? Un onduleur à onde sinusoïdale de qualité est-il suffisant pour éliminer l’interférence (l’électricité sale) nocive?

RB : D’abord le système PV produit de l’électricité et génère donc des champs électromagnétiques seulement pendant la journée et non pas pendant la nuit. Les locaux situés directement sous le toit et le système PV sont les chambres à coucher, on a donc un décalage entre l’occupation de ces locaux et le fonctionnement du système PV. La technique du système PV a été placée dans le garage et loin des pièces de séjour y compris les conduites. Les mesurages de contrôle réalisés après achèvement de la construction avec les occupants y habitant n’ont révélé aucune anomalie détectable au moyen des appareils de mesure techniques et scientifiques utilisés.

AF : Qu’avez-vous fait de plus pour réduire les CEM?

RB : Le système électrique est pourvu de câbles blindés (réduction des champs électriques basses fréquences ou BF) en tresse (réduction des champs magnétiques BF) et de boîtiers recouverts de peinture graphite et reliés séparément à la terre (réduction des champs électriques BF). La domotique permet en outre de simuler l’effet des biorupteurs qui « débranchent » pendant la nuit les chambres à coucher. 

On a installé un système câblé alimentant chaque pièce de vie avec des prises où l’on peut se brancher par câble à l’internet. Ce système permet de brancher localement une antenne Wi-Fi si l’on veut accéder à l’internet par Wi-Fi. Ce mode WLAN facultatif est non fonctionnel selon le choix des propriétaires. [Depuis peu, des adapteurs sont apparus dans le commerce pour brancher tablettes et portables.]   

De plus les distributions de l’internet centralisées dans le local technique de la cave sont gérées par une sorte de biorupteur qui coupe toutes les lignes au niveau de ce local en cas de non-besoin.

Les mesurages de contrôle des CEM de basses et hautes fréquences ont démontré que ces moyens s’avéraient suffisants (comparaison des valeurs aux recommandations de la baubiologie).

AF : À part le contrôle des stores, que fait le système domotique?

RB : Il faut dire que le propriétaire est un fanatique de gadgets informatiques et perfectionniste. Ainsi, la lumière des toilettes s’allume et s’éteint automatiquement, la boîte à lettres signale l’arrivée de lettres ou de paquets, le système d’arrosage des plantes du jardin est automatique, etc.

Côté énergétique et qualité de l’air, on retrouve un système de surveillance des fenêtres (ouvertes, fermées), des sondes CO₂, humidité et températures (y compris de l’extérieur) dans toutes les pièces de vie, avec enregistrement des valeurs permettant de gérer le fonctionnement de la VMC [ventilation mécanique contrôlée] et donc d’optimiser le fonctionnement. 

AF : Quels défis avez-vous rencontrés avec la ventilation?

RB : 1) Au départ, l’architecte voulait profiter de la VMC en termes de chauffage, ce qui aurait eu comme effet des humidités relatives très sèches de l’air ambiant en hiver; on a donc départagé et opté pour un système de chauffage au sol.

2) Optimisation des emplacements, multiplication des bouches de pulsion d’air frais et d’extraction d’air vicié dans différents locaux — quatre bouches d’air frais au lieu de deux dans le salon, trois évacuations au lieu d’une seule pour la cuisine, ce qui permet d’assurer un échange d’air plus équitable et uniforme. Le fait de multiplier le nombre de bouches d’extraction permet de multiplier le nombre de filtres et d’augmenter ainsi la surface filtrante. De ce fait la durée de vie des filtres se prolonge et la fréquence de remplacement diminue.

3) Remplacement des conduites d’air, du moins les parties en plastique après analyse des matériaux prévus qui renfermaient des phtalates et des retardateurs de flamme organophosphorés (donc risque de contaminer l’air frais au passage vers les locaux par des polluants chimiques).

4) Optimiser les points d’accès et usage de conduites courtes et droites pour faciliter le leur nettoyage et entretien.

5) Réglage initial non adéquat, taux de ventilation non atteints.

6) Bruits transmis, nécessité de monter un silencieux supplémentaire. 

AF : La maison a un stationnement sous-terrain? Que faites-vous pour empêcher les hydrocarbures de migrer dans les aires de vie?

AF :  L’enduit intérieur à la chaux et autres matériaux tampons comme l’argile agissent-ils comme des éponges pour les COV? 

RB : Je ne suis pas fan d’une approche de matériaux utilisés pour neutraliser des polluants étant donné que : 1) ceci repose le plus souvent sur des tests bien définis mais bien distincts de la situation réelle dans une maison (concentration de COV, surface ou volume du matériau, âge du matériau, température et humidité environnante etc.); 2) les conditions dans la maison seront obligatoirement variables au fil du temps et sont donc divergentes des conditions expérimentales : l’émission de formaldéhyde à 25 °C est cinq fois plus importante qu’à 16 °C, l’oxydation des huiles insaturées du linoleum non existante à 15°C est très accentuée à 24 °C, générant une pollution aux aldéhydes impressionnante dans certains cas; 3) chaque matériau arrivera à saturation et ne pourra donc plus neutraliser les COV à partir de ce point, la concentration revenant à la concentration initiale.

Pour moi il s’agit donc dans une construction nouvelle d’éviter au départ les polluants et les pollutions plutôt que d’y remédier tant bien que mal par leur neutralisation, d’autant plus que ceci est parfaitement réalisable. 

Pour les produits nettoyants, les propriétaires ont opté pour un choix de produits analysés régulièrement et dont les résultats sont publiés sur le site Web du label SAMI (Santé en milieu intérieur)  : www.sami.lu.

AF : Enfin, durant combien de temps les divers matériaux émettent-ils leurs COV? Et lesquels faut-il éviter?

RB : Question complexe et divergente selon les polluants que l’on considère :

1)      Les COV classiques : les aromates et les aliphates par exemple dans les colles et les peintures. Il s’agit de substances très volatiles dont plus de 95 % évaporent dans les jours qui suivent l’application. Normalement moyennant une aération adéquate, il n’y a plus moyen de les constater au bout de 2-3 semaines. En 20 ans j’ai rencontré un seul cas où ces solvants restaient détectables dans l’air un mois après une rénovation avec colles et peintures.

2)      Les terpènes (solvants naturels) et les éthers de glycol (conservateurs dans les peintures et colles à dispersion) sont toujours des substances volatiles mais nettement moins que les COV classiques. Ces contaminations persistent pendant des mois voire le cas extrême même des années, particulièrement les terpènes provenant des résines de conifères riches en terpènes.

3)      Les aldéhydes sont en principe également volatils, néanmoins de nombreuses sources sont continues de sorte que les émanations persistent pendant des années. C’est le cas pour le formaldéhyde provenant de bois agglomérés ou encore de l’oxydation des terpènes au contact avec l’air, l’oxygène ou l’ozone. L’odeur classique des vieux linoléums, c’est des aldéhydes…

4)      Les SCOV [COV semi-volatils] tels que les phtalates, les biocides et pyréthrinoïdes, les retardateurs de flamme polybromés ou organo-phosphorés, les HAP [hydrocarbures aromatiques polycycliques] et les BPC [biphényles polychlorés]. Ce sont des substances peu volatiles persistantes et souvent non dégradables. Les émissions durent et persistent au-delà d’une centaine d’années. À titre d’exemple, au Luxembourg nous détectons entre 30 et 40 cas par année de contaminations de poussières au DDT [dichloro-diphényle-trichloro-éthane, pesticide lié notamment à l'Alzheimer et interdit au Canada en 1972], alors que le DDT est en principe interdit depuis les années 70. Malgré l’interdiction du PCP [pentachlorphénol] au Luxembourg, les contaminations constatées (poussières) ne sont toujours pas en voie de diminution. En Allemagne les écoles construites dans les années 70 ou 80 continuent à émaner des BPC.

Je dispose de très nombreux cas-exemples d’émanations et de contaminations de l’air où des poussières pour tous les polluants et ceci en provenance de sources de pollution qui sont plus ou moins anciennes.

Quelques exemples :

1)      Bâtiment nouveau ; un an plus tard (15/2/2011) contamination de l’air au trichloréthylène qui a été utilisé lors de la phase chantier pour dégraisser la dalle en béton (huile de coffrage) pour coller le sol en caoutchouc avec une colle « bio » donc à base d’eau, ensuite le progrès [réalisé] au fil des mois suite à des mesures d’aération supplémentaires.

2)      Exemple d’une crèche allemande rénovée « bio », plaintes et analyses un an plus tard.

3)      Evolution en chambre climatique pour aldéhyde et terpène.

4)      Emissions d’aldéhydes en provenant de revêtements de sol en linoléum âgés de plusieurs années dans deux salles de classe en container, aldéhydes provenant de l’oxydation thermodépendante des huiles insaturées émettant du lino.

5)      Ancienne colle à base de goudron (interdite depuis les années 80, émissions constatées après 2010).

6)      Exemple d’une contamination au DDT et lindane [autre presticide] provenant d’un papier peint recyclé et bio (certifié Ange bleu).

7)      Cas d’une névrodermite sévère due à un cocktail de polluants dans une vieille maison.

À part les exemples 2 et 3, les autres exemples proviennent tous de mes propres analyses.

Je jetterais définitivement un rideau de douche de vinyle car le chlorure de vinyle est cancérogène. Le PVC [polyvinyle chloré] est une réaction de polymérisation qui est dynamique et réversible. Il suffit d'inverser les conditions (température humidité et autres) et le monomère de  chlorure de vinyle est de nouveau libéré. Et ceci se fait en doses faibles pendant toute la durée de vie du rideau. De plus le PVC n'est pas souple, il est rendu souple par l'ajout de phthalates, des perturbateurs endocriniens. Aussi longtemps que le PVC reste souple, il contient et émet des phthalates. C'est pour cette raison que différents plastiques souples à l'origine deviennent au fil des années rigides, parce que les phthalates ont tous émanés.

Pour le formaldéhyde dans les agglomérés, c'est pareil : aussi longtemps que la colle qui fixe les copeaux de bois colle, il y a du formaldehyde et donc aussi des émanations, donc en somme pendant toute la durée de vie. Certes les émanations diminuent avec le temps, mais parallèlement la sensibilité des gens exposés s'accroit.   

En conclusion pour les deux produits, mon conseil est de s'en débarrasser. Non seulement dans le cas de personnes sensibles mais également pour les autres. Après tout la sensibilité s'installe au fur et à mesure de l'exposition et nul se sait prédire s'il est sensible ou non. Comme nul ne sait prévoir s'il supporte bien le café ou si au contraire il aura du mal à s'endormir à cause de la caféine avant d'avoir goutté.

Les revêtement de sol en vinyle contenaient dans les années 60 et début 70 de l'amiante crocidolite et étaient connus - du moins ne Europe - sous le terme de "cushion floors". Dans ce cas il vaut mieux ne pas les arracher mais les encapsuler en mettant un nouveau revêtement de sol dessus, soit quelque chose de peu poreux (chape de béton, caoutchouc, carrelage), soit une membrane en polyéthylène ou polypropylène.

L'autre point critique concerne le traitement de surface. Très souvent les vitrifications [vernis] à base de polyuréthane sont utilisés parce qu'elles durcissent la surface et donc le plancher. Or, dans ces polyuréthanes on rajoute normalement des retardateurs de flamme organophosphorés, en l'occurrence le TBEP [tri butyl-ethyl-phosphate] pour deux propriétés, d'abord il est antidérapant et ensuite il fait briller la surface.