John Libbey Eurotext

Environnement, Risques & Santé

Qualité de l’air à Nouméa et santé respiratoire des écoliers Une étude de panel Volume 16, numéro 5, Septembre-Octobre 2017

Illustrations

  • Figure 1
  • Figure 2
  • Figure 3
  • Figure 4

Tableaux

De très nombreuses publications sur les relations santé-pollution chez les enfants existent en rapport avec les différents polluants surveillés (PM10, O3, NO2 et plus rarement SO2). Une revue récente de la littérature sur les études de panel rapporte que si les effets des PM10 et du NO2 sur les symptômes et la fonction pulmonaire sont le plus souvent significatifs, ceux du SO2 sont moins constants [1]. Une discussion plus détaillée de ce dernier polluant est ainsi justifiée. La plupart des études positives ont été réalisées chez des enfants asthmatiques, souvent au cours des années 1990 et au début des années 2000, dans un contexte de niveaux de concentrations en SO2 plus élevés qu’aujourd’hui. Par ailleurs, peu de travaux s’intéressent aux enfants en général.

L’étude de panel de Peters [2], dans trois villes d’ex-Allemagne de l’Est et de la République tchèque, montre une association entre l’exposition au SO2 et une diminution du débit expiratoire de pointe (DEP) ainsi qu’une augmentation d’un score de symptômes chez des enfants asthmatiques de 7 à 15 ans. Il est à noter que les concentrations aériennes de SO2 étaient élevées (moyenne journalière en hiver variant de 71 à 236 μg/m3 selon les villes). À Paris, une étude de panel conduite en hiver chez des enfants asthmatiques montre des associations significatives entre le SO2 et les symptômes et prises de médicaments (moyenne journalière de SO2 de 21,7 μg/m3) [3]. L’étude de Van der Zee [4] a inclus 320 enfants avec symptômes respiratoires chroniques et 313 sains sans symptômes durant trois hivers successifs dans des zones urbaines et rurales des Pays-Bas. En dépit de niveaux médians de SO2 faibles, selon les hivers, de 4 à 9 μg/m3 en milieu rural et de 6 à 23 μg/m3 en milieu urbain, l’exposition au SO2 est associée positivement à une diminution du DEP, positivement aux symptômes respiratoires inférieurs et aux prises de médicaments chez les enfants avec symptômes en milieu urbain. Aucune relation n’est mise en évidence avec le SO2 en milieu rural, et chez les enfants sains en milieu urbain. Dans l’étude de panel de Delfino [5] réalisée également chez des enfants asthmatiques (10 à 16 ans) aux États-Unis, le SO2 (moyenne du maximum horaire journalier autour de 18,3 μg/m3) est significativement lié à l’apparition de symptômes. De même, l’étude de panel de Lee [6] réalisée chez des enfants de 9 à 10 ans en Corée montre un effet du SO2 (à des concentrations relativement faibles : moyenne journalière de 12,6 μg/m3) sur l’apparition de symptômes des voies respiratoires inférieures (notamment les sifflements). Deux études en revanche ne montrent pas d’effet du SO: l’étude de panel [7] réalisée aux États-unis chez des enfants asthmatiques entre 5 et 13 ans, avec des niveaux médians autour de 18,3 μg/m3, et celle d’Aekplakorn [8] en Thaïlande, également négative, qui s’est intéressée à des enfants entre 6 et 14 ans, asthmatiques et non asthmatiques vivant à proximité d’une installation industrielle émettant du SO2 (niveaux médians entre 4,6 et 17,3 μg/m3 selon les villages).

La pollution atmosphérique sur la commune de Nouméa (Nouvelle-Calédonie) présente des caractéristiques particulières. La zone industrielle de Doniambo est située en pleine ville (figure 1), elle s’est historiquement construite à l’écart de la ville autour d’une usine de transformation du nickel installée depuis plus d’un siècle, puis a été rattrapée par l’urbanisation. La pollution de l’air qui émane de la zone se caractérise par la présence de concentrations moyennes à fortes en SO2 et en particules PM10 ; la dispersion du panache est fonction de la direction et de la force des vents dominants qui peuvent être très réguliers ou très variables selon la période de l’année. En saison fraîche (juillet à septembre), c’est une pollution de pointe épisodique, c’est-à-dire de courte durée (quelques heures) et très localisée, qui peut être rabattue sur les zones urbanisées de Nouméa, mais avec potentiellement des conséquences en termes de symptômes respiratoires irritatifs ressentis par la population. L’autre source de pollution est le trafic routier notamment sur les grands axes routiers qui mènent à Nouméa, en rapport avec les pics de trafic liés aux horaires de travail, et intra-muros sur les principaux axes de circulation.

Les nuisances ressenties localement par la population ont conduit le gouvernement de Nouvelle-Calédonie à solliciter la réalisation d’une étude épidémiologique sur les répercussions sanitaires de la qualité de l’air à Nouméa chez les enfants, justifiée par ailleurs par les résultats non parfaitement convergents des études existantes. Ces divergences pourraient s’expliquer au moins en partie par des différences de modes de vie selon les contextes culturels. De ce point de vue, le mélange des communautés, particulier à la Nouvelle-Calédonie, fournit un modèle intéressant. Par ailleurs, l’étude ISAAC (International Study of Asthma and Allergies in Childhood) réalisée en Nouvelle-Calédonie, en 1998, avait montré des prévalences d’affections allergiques comparables avec celles de la métropole [9].

Il a été décidé de réaliser une étude de panel dans le but d’analyser la relation à court terme entre les concentrations journalières des principaux polluants, mesurées par les stations, et la survenue de symptômes touchant les yeux et les sphères ORL et respiratoire (irritations du nez et des yeux, toux, gêne respiratoire), ainsi que la fièvre ressentie, chez des enfants de CM1 et CM2 recrutés dans des écoles primaires de Nouméa, en saison fraîche. Un objectif secondaire était de juger si l’impact de la pollution était plus important chez les enfants potentiellement plus sensibles, les enfants allergiques et asthmatiques.

Matériel et méthodes

Période d’étude

L’étude a duré six semaines, soit 42 jours, entre juillet et septembre 2012 (période de l’année où les vents sont faibles et les niveaux de pollution plus élevés). Les données de pollution et météorologiques ont été fournies respectivement par l’association Scal’Air et Météo France et ont été mesurées entre le 15 juillet et le 2 septembre 2012.

Zones d’étude

Les sept écoles sélectionnées, volontaires et sensibilisées, car à proximité de stations et réparties dans cinq quartiers de la ville, étaient celles dans lesquelles des stations de mesure de polluants avaient été installées et celles situées à proximité immédiate d’une station de mesure (figure 1). Le tableau 1 présente l’ensemble des écoles par quartier ainsi que les polluants mesurés dans les stations. Les mesures de polluants sont des moyennes journalières pour le SO2, le NO2 et les PM10.

Données cliniques

Une fiche technique a été rédigée à destination des enseignants. Elle renseignait l’ensemble des procédures d’information (aux parents et enfants), de recueil et de transmission des données entre les écoles et la Direction départementale des affaires sanitaires et sociales (DASS). Un questionnaire individuel a été rempli au début de l’étude par les enfants pendant le temps scolaire sous la surveillance de l’enseignant. Il comprenait des données sociodémographiques, les antécédents allergiques et respiratoires personnels, la prise de médicaments, le tabagisme passif et d’autres éléments du mode de vie pouvant influer sur la santé. Les symptômes ORL, respiratoires et oculaires ainsi que les épisodes de fièvre et les traitements pendant l’enquête ont été recueillis dans un carnet journalier par les élèves durant toute la période de l’étude. Le cahier était constitué de six feuilles hebdomadaires. Un numéro d’ordre a été attribué à chaque volontaire et reporté sur l’ensemble des documents de celui-ci. Aucune donnée nominative n’a été recueillie.

Analyse

Les données manquantes des variables météorologiques ont été imputées en moyennant les valeurs des deux jours précédents et des deux jours suivants [10]. Les effets de la pollution et des facteurs météorologiques pouvaient être dus à l’exposition immédiate mais aussi à l’exposition des jours précédant l’événement étudié. C’est pourquoi les décalages (de J1 à J6) et les moyennes sur plusieurs jours ont été créés pour chaque facteur météorologique et chaque polluant.

Les trois modalités des variables de symptômes du carnet journalier ont été regroupées afin d’obtenir une variable binaire (0 si symptôme = « pas du tout », 1 si symptôme = « un peu » ou « beaucoup »). Cinq symptômes ont été analysés : fièvre ressentie, irritations du nez, irritations des yeux, toux et difficultés respiratoires.

Enfin, pour les analyses de sensibilité détaillées ci-après, la variable binaire « asthme actuel » a été créée à partir de la combinaison de trois variables du questionnaire d’inclusion : sifflements dans la poitrine durant les 12 derniers mois OU crise d’asthme durant les 12 derniers mois OU prise régulière de médicaments pour l’asthme ; la variable rhinite allergique (ou rhume des foins) est celle présente dans le questionnaire d’inclusion.

Les régressions multivariées de type GAMM (modèle additif généralisé mixte) ont permis de vérifier que les relations entre les symptômes et les paramètres météorologiques ou les polluants atmosphériques étaient linéaires ou quasi-linéaires, autorisant pour quantifier la relation entre symptômes et polluants l’utilisation de modèles linéaires type GEE (équations d’estimation généralisées).

Le choix des décalages des facteurs météorologiques a été réalisé à l’aide du QIC (Quasi-likelihood Information Criterion) dans un modèle GEE univarié, tandis que le choix des décalages des mesures de polluants a été réalisé à l’aide de la significativité du paramètre β de la variable de pollution dans un modèle GEE multivarié incluant les facteurs temporels et les décalages des données météorologiques retenues. Après examen de l’ensemble des odds ratios obtenus, le choix s’est porté pour une présentation des relations entre les polluants et les symptômes pour un effet du jour même et de la moyenne des concentrations sur trois jours (jour même, la veille et l’avant-veille).

Afin de vérifier la robustesse des résultats, des analyses excluant les valeurs les plus fortes de SO2 (pour les moyennes journalières d’une part et maxima horaires d’autre part) ont été réalisées. Pour cela, les valeurs supérieures au percentile 99 ont été retirées de l’analyse (exclusion de 1 % des valeurs les plus fortes) pour s’assurer que ces valeurs n’avaient pas une influence déterminante sur les résultats. Par ailleurs, des analyses stratifiées ont été conduites afin de déterminer si certains groupes d’enfants étaient plus sensibles à la pollution. La maladie asthmatique et la rhinite allergique pouvaient modifier la sensibilité des enfants à l’impact de la pollution. Cette hypothèse a été explorée en réalisant les analyses sur les groupes d’enfants avec et sans « asthme actuel » déclaré et les groupes avec et sans rhinite allergique déclarée. Des analyses ont aussi été conduites par quartier et dans les deux communautés les plus représentées dans la zone urbaine du Grand Nouméa (mélanésiennes et européennes) afin de vérifier l’influence des différences d’exposition entre quartiers, d’une part, et l’influence de la communauté d’appartenance, d’autre part.

Les relations entre les symptômes et les concentrations de polluant le jour même (décalage 0) et celles moyennées pour le jour même, la veille et l’avant-veille (moyenne 0-2) ont été ajustées sur la tendance, le type de jour (jours d’école versus jours de week-end et jours fériés) et les variables météorologiques : température maximale, humidité relative, pression atmosphérique et vitesse du vent. Les résultats ont été exprimés pour une augmentation de 10 μg/m3 du polluant indicateur.

L’ensemble des analyses a été réalisé avec le logiciel SAS® avec un risque de 1re espèce α de 5 %, à l’exception du modèle GAMM réalisé avec le logiciel R.

Résultats

Caractéristiques sociodémographiques des enfants

Après signature du consentement par leurs parents, 469 enfants de CM1 et CM2 ont participé à l’étude. Le tableau 2 présente les principales caractéristiques sociodémographiques des enfants et leur répartition par école.

Les enfants avaient entre 8 et 12 ans (9,8 en moyenne), 54 % d’entre eux étaient des garçons. La grande majorité de leurs parents travaillaient. Enfin, 80 % des enfants étaient nés en Nouvelle-Calédonie.

Qualité de l’air

Les niveaux de pollution durant la période d’étude étaient plus élevés que les moyennes annuelles, en raison de vents faibles (tableau 3).Les corrélations entre le SO2 et les PM10, d’une part, et le NO2, d’autre part, étaient relativement faibles (autour de 0,50) signant au moins en partie des sources différentes (à la fois industrielles et trafic), à l’exception du quartier du Faubourg Blanchot où ces corrélations dépassaient 0,80. Les niveaux de pollution différaient en effet fortement entre les quartiers. Durant la période d’étude, les quartiers au nord de Doniambo, Kaméré et Logicoop étaient les moins pollués, en ce qui concerne les moyennes et les maximales de SO2, des PM10 et du NO2. Si la moyenne de SO2 la plus élevée était observée dans le quartier Faubourg Blanchot, devant Montravel et Vallée du Tir, les maximales de ce polluant étaient observées dans ces deux derniers quartiers. Les concentrations moyennes de PM10 et de NO2 étaient plus élevées à Montravel qu’à Faubourg Blanchot. Ce constat, sur les six semaines d’étude, diffère des moyennes annuelles observées au cours des années précédentes (rapports Scal’Air), où les moyennes annuelles de SO2 étaient plus élevées à Logicoop, qu’à Montravel et au Faubourg Blanchot.

Relation à court terme entre symptômes et polluants

Au cours de l’étude, la prévalence des symptômes recueillis quotidiennement décroissait environ de moitié, en rapport avec l’évolution des conditions météorologiques (baisse des précipitations et augmentation de la température), alors que le taux de réponse aux questionnaires journaliers restait stable, de 90 à 100 %.

Aucune relation significative n’a été observée avec le trafic routier tel qu’évalué par les enfants.

Le SO2 était significativement lié à chacun des symptômes étudiés, seule la fièvre était à la limite de la significativité. Aucune relation n’a été observée entre les autres polluants et les symptômes (figure 2).

L’analyse de sensibilité, excluant les jours à concentration élevée de SO2, n’a changé que très marginalement les résultats.

Les analyses stratifiées ont montré que chez les enfants présentant un « asthme actuel »(figure 3), le NO2 en moyenne de concentration 0-2 jours exacerbait les irritations du nez (OR = 1,28 ; intervalle de confiance à 95 % = 1,07-1,53), la toux (OR = 1,23 ; 1,03-1,47) et les difficultés respiratoires (OR = 1,25 ; 1,04-1,51), les PM10 étant à la limite de la significativité pour ce dernier symptôme (OR = 1,20 ; 0,99-1,45).

Ce même gaz était par ailleurs associé à des excès de risque chez les enfants souffrant de rhinite allergique(figure 4) : irritations des yeux (OR = 1,21 ; 1,01-1,46) et fièvre (OR = 1,37 ; 1,14-1,65).

Lorsque l’on regroupe les quartiers proches (Kaméré et Logicoop, Vallée du Tir et Montravel), une relation significative apparaît entre difficultés respiratoires et NO2 du même jour (OR = 1,23 ; 1,01-1,50) et PM10 (moyenne des dernières 48 heures, OR = 1,45 ; 1,13-1,86) dans ces deux derniers quartiers, tandis qu’une relation entre la toux et NO2 du même jour est mise en évidence dans les quartiers Logicoop et Kaméré (OR = 1,14 ; 1,004-1,30).

Les effets du SO2 sont essentiellement retrouvés chez les enfants d’origine mélanésienne (tableau 4). Ceux-ci habitent majoritairement dans les quartiers de Kaméré et Logicoop (62 %) et Montravel et Vallée du Tir (27 %).

Discussion

Ce travail sur la relation à court terme entre les niveaux de pollution et les symptômes chez les enfants scolarisés de Nouméa indique que, pour cette période de l’année, le SO2 est le polluant le plus lié aux symptômes étudiés (irritations du nez, irritations des yeux, toux et difficultés respiratoires) chez l’ensemble des enfants. L’effet est immédiat et se prolonge sur quelques jours. Aucun effet du NO2 et des PM10 n’est mis en évidence pour l’ensemble des enfants.

L’effet délétère du NO2 n’est observé que chez les enfants les plus sensibles, souffrant d’asthme et/ou de rhino-conjonctivite allergique. Même si les résultats ne sont pas toujours significatifs, la relation SO2-symptômes tend à être plus élevée chez les enfants des quartiers de Kaméré et Logicoop (au nord de Doniambo) que chez ceux des quartiers de Montravel et de la Vallée du Tir. Or ces quartiers nord présentent des niveaux de concentrations en SO2 plus faibles en cette période de l’année, mais les enfants y sont plus exposés tout le reste de l’année. Ces mêmes quartiers présentent la plus grande proportion d’enfants asthmatiques et allergiques de l’échantillon. En revanche, dans le quartier du Faubourg Blanchot, habité quasi exclusivement par des enfants européens, la relation SO2-symptômes est plus faible que dans les autres quartiers malgré un taux moyen de SO2 plus élevé et une proportion d’enfants asthmatiques ou allergiques plus élevée que dans les autres quartiers. L’analyse stratifiée dans les deux communautés les plus nombreuses confirme une sensibilité plus grande des enfants mélanésiens aux effets du SO2 (tableau 4).

Dans toutes les études de panel présentées en introduction, les associations avec les indicateurs de santé sont toujours présentées pour le niveau de SO2 du jour même, et parfois des jours précédents et/ou des moyennes de SO2 sur plusieurs jours, entre trois et cinq jours le plus souvent. Dans notre travail, nous avons testé les effets des taux de SO2 du jour même, des jours précédents J1 à J6 et des moyennes 0-1 à 0-6 jours (jour même et jours précédents). Les odds ratios les plus importants sont soit pour le jour même, soit pour les moyennes sur plusieurs jours.

Les études écologiques temporelles, qui permettent également d’explorer ce type de relation à court terme entre l’élévation des concentrations de polluants et des indicateurs de santé, retrouvent la même diversité des résultats pour le SO2 dans ce type d’étude avec données agrégées. Ainsi l’étude de Hajat [11] à Londres (avec une concentration moyenne journalière de 21 μg/m3) montre que l’augmentation du SO2 entraîne une augmentation significative des consultations chez les médecins généralistes pour maladies des voies respiratoires supérieures chez les enfants de 0 à 14 ans, ce lien se maintenant après ajustement sur les PM10 ou le NO2. Hwang [12] à Taiwan (concentration moyenne journalière en SO2 de 14,1 μg/m3) montre un lien entre l’élévation des concentrations de SO2 et les consultations en clinique pour maladies des voies respiratoires inférieures chez les enfants de moins de 14 ans. De même, dans l’étude multicentrique européenne APHEA2 [13], le nombre d’admission aux urgences pour asthme augmente avec la concentration de SO2 chez les enfants de moins de 14 ans, mais cette association n’est plus significative dans les modèles bi-polluants avec soit les PM10, soit le monoxyde de carbone (les niveaux journaliers moyens de SO2 variant de 6,8 à 32,5 μg/m3 selon les villes) ; il n’y a pas de relation entre le SO2 et les autres motifs respiratoires d’admissions hospitalières. En revanche, une étude italienne dans la seule ville de Rome (niveau journalier moyen de SO2 de 9,1 μg/m3) [14] ne montre pas de relation entre les admissions hospitalières pour cause respiratoire des 0-14 ans et le SO2.

Ces résultats ne sont pas en contradiction avec ceux de notre étude puisque, même si les résultats des PM10 et du NO2 sont non significatifs pour l’ensemble des enfants, un effet du NO2 et dans une moindre mesure des PM, est mis en évidence chez les enfants les plus sensibles, ayant de l’asthme ou une rhinite allergique.

L’analyse de sensibilité qui a consisté à soustraire, d’une part, les trois journées avec les moyennes journalières de SO2 les plus élevées (une à Montravel et deux dans la Vallée du Tir) et, d’autre part, les trois journées avec les maxima horaires journaliers de SO2 les plus élevées (deux à Montravel, un dans la Vallée du Tir) révèle que la relation entre les concentrations de SO2 et les symptômes n’est pas influencée de façon marquante par ces journées particulières à valeurs très élevées de SO2. Les variations d’un jour à l’autre des polluants, même à des niveaux moins importants, provoquent la survenue de symptômes.

Cette étude rapporte dans cette population particulière des prévalences d’asthme et de maladies allergiques particulièrement élevées, en comparaison notamment avec les chiffres de l’enquête ISAAC de Nouvelle-Calédonie [9]. Notons que celle-ci, datant de 1998, avait été réalisée sur l’ensemble de la Nouvelle-Calédonie dans une population représentative des enfants de 13-14 ans. La proportion d’enfants atteints d’asthme au cours de la vie est ici de 21,2 % versus 12,5 % en 1998, celle de rhino-conjonctivite allergique de 21,7 % versus 13,8 % et celle d’eczéma de 29,1 % versus 12,5 % [9]. On observe aussi dans cette enquête que ces prévalences diffèrent entre les communautés d’appartenance, avec des prévalences plus faibles chez les mélanésiens, mais plus marquées que dans l’enquête ISAAC, mais à cette époque la communauté « métis » n’avait pas été distinguée. Il faut souligner que l’échantillon enquêté dans notre étude n’est pas représentatif, il ne concerne que les enfants de Nouméa et ce n’est pas la même tranche d’âge qui est observée. Néanmoins, ce résultat est cohérent avec l’augmentation décrite au niveau international. L’étude ISAAC montre une augmentation de l’asthme au cours de la vie chez les enfants entre la phase I (1993-1996) et la phase III (2000-2003) de l’étude [15]. L’augmentation au niveau mondial est de 0,28 % et 0,18 % par an chez respectivement les enfants de 13-14 ans et 6-7 ans. Pour l’Océanie, l’augmentation est de 0,93 % et 0,42 % par an chez respectivement les enfants de 13-14 ans et 6-7 ans.

D’autres limites peuvent être évoquées. En premier lieu, l’estimation globale de l’exposition des enfants est faite à partir des stations de mesure. Celles-ci sont dans les écoles ou à proximité immédiate de celles-ci, ce qui est un facteur positif. S’il est probable que la majorité des enfants réside à proximité de leur école, il reste possible que certains d’entre eux vivent dans un autre quartier. En dehors des heures de classe, ils sont donc soumis à d’autres niveaux que ceux enregistrés près de leur école. Néanmoins, de nombreuses publications ont montré que les variations temporelles des concentrations en polluants mesurées au niveau des stations de mesure demeurent pertinentes pour décrire l’exposition au lieu de résidence, même si le niveau dans un lieu donné est mal estimé. Une autre limite vient du fait que les maladies dont sont atteints les enfants et les symptômes dont ils souffrent au cours de l’étude sont sur un mode déclaratif. Pour des raisons de faisabilité, aucun examen clinique n’a été réalisé, et aucun paramètre objectif n’a été enregistré au cours de l’étude. Néanmoins, leurs réponses n’ont pas été influencées par la connaissance des enfants des variations temporelles des niveaux de polluants.

Conclusion

Cette étude confirme que les niveaux de pollution observés pendant la période d’étude provoquent des symptômes chez les enfants scolarisés de Nouméa. Le SO2 apparaît être le polluant le plus irritant, entraînant des symptômes touchant les yeux, les sphères ORL et respiratoire chez tous les enfants. La sensibilité plus marquée des enfants d’origine mélanésienne aux effets du SO2 mériterait des travaux complémentaires pour en élucider les causes.

Remerciements et autres mentions

Financement : Gouvernement de Nouvelle-Calédonie ; liens d’intérêts : les auteurs déclarent ne pas avoir de lien d’intérêt.