#Santé

La face cachée des piscines désinfectées par chloration

La trichloramine dans l’air des piscines publiques est le gaz toxique le plus concentré auquel les groupes les plus vulnérables de la population sont exposés. 

Alfred Bernard 14 février 2023 Image d'une montre13 minutes icon 10 commentaires
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(17 notes)
Un cocktail de produits toxiques.

Un cocktail de produits toxiques.

Résumé

Depuis des décennies, les autorités publiques et les législateurs en charge de la sécurité des piscines ont concentré leur attention sur la prévention des risques infectieux en mettant en œuvre des procédés de désinfection utilisant le chlore, un biocide très efficace et peu coûteux. Outre son caractère irritant, le chlore présente l’inconvénient de transformer les matières organiques apportées par les baigneurs en un cocktail de sous-produits de chloration toxiques. 

Ainsi, l’air des piscines intérieures, publiques ou privées, peut être contaminé par des concentrations très élevées de trichloramine, un gaz irritant et très volatil qui peut provoquer un asthme ou aggraver un asthme préexistant chez le personnel des piscines.

Quant à l’eau, elle peut être contaminée par des chloramines irritantes ainsi que par des dérivés chlorés génotoxiques ou reprotoxiques dont certains sont bien absorbés par la peau.  

Des études épidémiologiques menées depuis le début des années 2000 chez de jeunes nageurs suggèrent que la trichloramine et autres irritants issus de la chloration des piscines publiques ou privées peuvent exercer un effet adjuvant sur la marche atopique, favorisant le développement des affections allergiques et même la sensibilisation aux aéroallergènes. En cas d’exposition très précoce, par exemple lors de la pratique du bébé nageur, ces irritants peuvent aussi favoriser la survenue de bronchiolite et d’infections respiratoires récurrentes. D'autres effets sur la santé ne sont pas à exclure, comme une diminution de la fertilité masculine ou un cancer de la vessie.

La vigilance est donc de mise, car à l’exception du chlore libre et des chloramines dans l’eau, la trichloramine et les autres sous-produits de chloration ne font pas l’objet de contrôles réguliers. Des études plus poussées devraient être menées pour s’assurer qu’aux concentrations observées dans les piscines, les résidus de chloration génotoxiques ou reprotoxiques ne comportent pas à long terme de risques pour les jeunes enfants dont on connaît la grande vulnérabilité aux substances toxiques.

La natation est un sport dont les effets bénéfiques sur les fonctions respiratoire et cardiovasculaire sont indéniables. Lorsqu'elle est pratiquée dans des piscines désinfectées au chlore, ces effets bénéfiques ne doivent cependant pas occulter les risques qui peuvent découler de l’accumulation des résidus de chloration dans l’air et l’eau des piscines qu’elles soient intérieures ou extérieures, publiques ou privées.

Lors d’une pratique intensive, outre le stress mécanique qu'elle provoque sur les voies respiratoires, l’hyperventilation augmente considérablement les doses de produits de chloration inhalés tandis que le passage à la respiration buccale permet aux composés normalement retenus par le filtre nasopharyngé de descendre plus profondément dans les poumons. Les jeunes enfants constituent un groupe particulièrement à risque en raison de l’immaturité de leurs voies respiratoires et de leur système immunitaire. La prudence est donc de mise d’autant plus qu’avec le réchauffement climatique et la crise énergétique, l’exposition de la population risque de croître en durée et en intensité.

La France est le pays de l’Union européenne qui compte le plus de piscines privées (> 3 millions) et publiques (> 4 000). Les étés caniculaires dans le futur vont inévitablement augmenter la fréquentation de ces lieux de baignade. La crise énergétique, elle, entraîne en hiver un surcoût de ventilation tel que certains gestionnaires de piscine pourraient être tentés de faire des économies sur le renouvellement de l’air, d’autant plus que les contrôles réglementaires de la qualité de l’air sont épisodiques, voire inexistants. Quant aux piscines privées, leur gestion est tout simplement laissée à l’appréciation des propriétaires qui, bien évidemment, sont incapables de contrôler la qualité de l’air.

L’objectif de cet article est d’attirer l’attention sur les risques des produits de chloration en faisant la synthèse des observations issues des études épidémiologiques menées chez les enfants qui constituent le groupe de nageurs le plus vulnérable.

Un cocktail d’innombrables produits toxiques

Biocide peu coûteux et très efficace, le chlore est utilisé pour désinfecter pratiquement toutes les piscines privées ou publiques. Ajouté sous forme de gaz dichlore, d’hypochlorite de soude ou de calcium ou de chloro-isocyanurates (forme stabilisée de chlore utilisée dans les bassins privés), il libère de l’hypochlorite et de l’acide hypochloreux lesquels constituent le chlore libre. L’acide hypochloreux (chlore actif) est le biocide capable de détruire les germes pathogènes (cf. Figure 1). Le chlore sous ces différentes formes présente deux inconvénients liés au caractère non sélectif de son pouvoir biocide :

  • le premier est, qu’ajouté à trop fortes concentrations dans l’eau, il réagit avec les muqueuses des baigneurs provoquant des signes d’irritation oculaire, cutanée ou respiratoire.
  • le second est que le chlore réagit avec les matières organiques apportées par les nageurs sous forme d’urine, de salive ou de sueur pour libérer un mélange extrêmement complexe de sous-produits de chloration.
     

On dénombre actuellement plus de 600 sous-produits de chloration parmi lesquels on trouve de nombreuses substances toxiques. La réaction de l’acide hypochloreux avec les matières azotées débouche sur la formation, successivement de la monochloramine, la dichloramine et la trichloramine. Les mono- et dichloroamines sont solubles dans l’eau et constituent le chlore combiné. La trichloramine, en revanche, est un gaz insoluble dans l’eau et très volatil qui est immédiatement libéré dans l’air, conférant aux piscines intérieures leur odeur si caractéristique.
La réaction de l’acide hypochloreux avec les matières carbonées engendre un cocktail d’innombrables sous-produits de chloration dont les plus connus sont les trihalométhanes (chloroforme) [1, 2].

Figure 1 - Formation des sous-produits de chloration dans les piscines intérieures ou extérieures désinfectées au chlore [1]

Les voies et niveaux d’exposition

Les nageurs sont exposés aux produits de chloration essentiellement par inhalation qui est dès lors la voie d’exposition la plus critique. Les gaz ou vapeurs solubles dans l’eau ainsi que les aérosols inhalés à la surface de l’eau se déposent dans les voies respiratoires supérieures du moins lorsque la respiration reste nasale.

Lorsque les nageurs adoptent une respiration buccale, ce qui est systématiquement le cas dans la pratique intensive de la natation, les dérivés chlorés normalement retenus par le filtre nasopharyngé peuvent pénétrer plus profondément dans les poumons. La trichloramine dans l’air des piscines intérieures est le sous-produit de chloration le plus dangereux, car en raison de son insolubilité dans l’eau, ce gaz irritant ne peut être retenu par les voies respiratoires supérieures. Il peut donc descendre dans le poumon profond où il exerce son action toxique.

L’absorption cutanée est une voie significative d’exposition aux composés peu volatils et peu solubles dans l’eau comme les trihalométhanes.

Enfin, l’ingestion est une voie d’exposition qui peut se révéler importante chez les jeunes enfants et, en particulier, chez les bébés nageurs.

Dans l’eau, les irritants les plus concentrés sont le chlore libre et la somme des mono- et dichlochloramines (chlore combiné). Dans les établissements ouverts au public, ces dérivés chlorés sont bien réglementés et font l’objet de contrôles réguliers. En revanche, les contrôles de trichloramine dans l’air sont épisodiques, voire inexistants alors qu’il s’agit du gaz toxique le plus concentré auquel la population générale peut être exposée.

Dans les piscines publiques aux heures de forte affluence, la concentration de trichloramine peut dépasser 500 µg/m3, voire même 1 000 µg/m3 si le renouvellement de l’air est insuffisant. L’Organisation mondiale de la santé (OMS) recommande une valeur maximale de 500 µg/m3 qui est cependant trop élevée au regard des études qui ont décrit des risques d’irritation ou d’asthme en dessous de cette concentration. Aussi, certains pays comme la France, la Suède et la Suisse ont adopté des normes plus sévères de 200 µg/m3 ou 300 µg/m3. Précisons que ces normes correspondent à des concentrations moyennes sur deux heures mesurées à 1,5 m de hauteur. Elles sous-estiment sans doute celles des irritants dans l’air à la surface de l’eau que les nageurs inhalent activement.

Quant aux piscines privées, les contrôles de la qualité de l’eau et l’air (en intérieur) sont laissés à l’appréciation des propriétaires. Les concentrations maximales de chlore libre recommandées pour les piscines privées sont largement supérieures à celles imposées aux établissements publics. 

Les effets irritants sur les muqueuses et la peau

Les irritations des yeux (yeux rouges), du nez, de la gorge et des voies respiratoires sont les symptômes les plus fréquents chez les nageurs et le personnel des piscines intérieures. L’apparition de ces symptômes d’irritation après une courte séance de natation est habituellement le signe d’un excès de chloramines dans l’eau et/ou l’air.

La natation récréative entraîne aussi des changements transitoires, mais significatifs des propriétés de la surface de la peau. La sécheresse de la peau, les démangeaisons et l'érythème sont des plaintes non spécifiques chez les personnes fréquentant les piscines. En outre, des cas de dermatite allergique de contact et d’urticaire de contact dus à l'eau chlorée des piscines ont été rapportés [2].

Les effets chroniques

Alors que la population, y compris les groupes les plus vulnérables, fréquente des piscines chlorées depuis plus de cinquante ans, les études épidémiologiques consacrées aux risques de la chloration sont relativement récentes et surtout elles sont très peu nombreuses au regard de celles portant sur les effets sanitaires des polluants de l’air ambiant. Les risques mis en évidence sont essentiellement des effets irritants transitoires et des affections respiratoires chroniques se développant avant l’âge adulte. On manque cruellement de données pour s’assurer que les innombrables sous-produits de chloration irritants, génotoxiques ou reprotoxiques ne comportent aucun risque à long terme pour les nageurs les plus vulnérables [2].

Asthme allergique

Les études épidémiologiques menées depuis le début des années 2000 montrent que les  produits de chloration exercent un effet adjuvant sur le  développement des affections allergiques (asthme, rhume des foins et rhinite allergique), et ce, même en l’absence d’antécédents familiaux. Elles décrivent des associations avec la fréquentation cumulée des piscines chlorées qui sont d’autant plus fortes que l’exposition est précoce et que les concentrations de trichloramine dans l’air des bassins sont élevées.

Des travaux menés en Belgique et plus récemment en Suède ont démontré que ce risque d’asthme résultait d’une interaction avec un terrain atopique, le risque de développer un asthme augmentant avec la fréquentation cumulée des piscines chlorées uniquement chez les enfants ou adolescents sensibilisés aux aéroallergènes ou avec des IgE sériques totales élevées (1, 2, 3, 4, 5, 6). Chez ces derniers, le risque d’asthme augmente en moyenne de 1 % par heure passée en piscine chlorée intérieure ou extérieure. Celui de rhinite allergique associé aux piscines chlorées résulte également d’une interaction avec un terrain atopique avec des délais de survenue qui apparaissent cependant inférieurs à ceux de l’asthme [4].

La principale difficulté des études épidémiologiques menées sur les risques des piscines chlorées est de constituer un groupe témoin puisqu’en raison de la natation scolaire obligatoire, pratiquement tous les enfants et in fine l’ensemble de la population sont exposés aux produits de chloration des piscines publiques. L’intérêt des études les plus récentes menées en Belgique est qu’elles comportent un groupe témoin qui n’avait fréquenté qu’une piscine non chlorée désinfectée par le procédé cuivre-argent.

À défaut d’un groupe témoin, la stratification des sujets en fonction de l’exposition nécessite une quantification très précise de la fréquentation de tout type de piscine chlorée pendant la petite enfance qui est la période la plus critique. Des données d’exposition lacunaires pendant cette période expliquent très probablement les études qui n’ont pas pu mettre en évidence des associations entre piscines chlorées et asthme [7, 8].

Sensibilisation aux aéroallergènes

L’impact des piscines chlorées sur la marche atopique pourrait être plus important que ne le suggèrent les associations observées avec l’asthme [8]. Plusieurs études suggèrent que la baignade précoce dans des piscines chlorées augmente les risques de sensibilisation aux aéroallergènes perannuels comme les acariens [2, 9, 10]. Cette sensibilisation, constatée même en l’absence d’antécédents familiaux d’allergie, peut survenir chez les très jeunes enfants, y compris les bébés nageurs, après seulement quelques dizaines d'heures passées dans des piscines intérieures ou extérieurs désinfectées au chlore.

En d'autres termes, l'irritation des voies respiratoires par les produits de chloration pourrait exercer un effet adjuvant non seulement sur l'expression clinique des allergies respiratoires, mais aussi sur le processus de sensibilisation allergique lui-même, c'est-à-dire sur le développement de l'atopie. Cette sensibilisation résulte très probablement d’altérations des barrières épithéliales de l’arbre respiratoire causées par le chlore actif et/ou les chloramines.

Des études expérimentales menées au moyen de biomarqueurs sériques de l’intégrité épithéliale des voies respiratoires ont démontré que la trichloramine pouvait augmenter la perméabilité de l'épithélium pulmonaire et, de ce fait, faciliter la transmission transépithéliale des allergènes aux cellules dendritiques [2]. Les chloramines dans l’eau au contact de l’épithélium nasal ou de la peau agissent probablement de la même façon.

Infections respiratoires

La baignade dans des piscines intérieures chlorées pendant la petite enfance a été également associée à un risque accru de bronchiolite et d'infections respiratoires récurrentes, principalement chez les enfants ayant des antécédents familiaux de maladies atopiques. Les risques de bronchiolite ont été décrits aussi bien lors de la fréquentation des piscines privées extérieures que des piscines publiques intérieures [10, 11, 12] (cf. Figure 2).

Figure 2 - Apparition des affections respiratoires et allergiques
en fonction de l’âge et de la fréquentation cumulée
des piscines chlorées intérieures ou extérieures, publiques ou privées

Les effets non respiratoires

Plusieurs études ont rapporté un risque accru d’eczéma chez les jeunes enfants exposés aux piscines chlorées intérieures ou extérieures [2, 13, 14]. Comme pour les affections allergiques respiratoires, l’association de l’eczéma avec les piscines chlorées ne ressort que chez les sujets atopiques et pour être bien mise en évidence, elle requiert un ajustement pour la dureté de l’eau du robinet qui est un facteur de risque confondant.

Parmi les sous-produits de chloration, on dénombre une centaine de composés génotoxiques parmi lesquels une vingtaine de composés cancérogènes chez l’animal. Chez l’homme, les preuves épidémiologiques sont insuffisantes pour conclure que l’exposition aux sous-produits de chloration comporte des risques de cancer. Il convient cependant de noter que la majorité des études se sont intéressées à l’eau potable et non à l’eau chlorée des piscines. Quelques-unes ont toutefois rapporté des associations entre la fréquentation de piscines chlorées et le développement du mélanome et du cancer de la vessie [2]. La plausibilité de ces associations est appuyée par le fait qu’une action génotoxique a été mise en évidence chez des nageurs dans une piscine chlorée [15]. 

Il n’existe pas davantage de données concernant les sous-produits de chloration susceptibles de perturber le système endocrinien. On notera cependant cette étude menée en Belgique qui a mis en évidence une diminution hautement significative de la concentration sérique de l’inhibine B, un marqueur de la spermatogenèse, chez des adolescents ayant fréquenté des piscines publiques chlorées comparés à des adolescents ayant fréquenté uniquement une piscine désinfectée par la méthode cuivre-argent. La réduction d’inhibine B chez ces adolescents était étroitement associée à la fréquentation de piscines chlorées pendant l’enfance (avant 10 ans). Cette association pourrait s’expliquer par la pénétration des produits de chloration au travers du scrotum dont on connaît la grande perméabilité [16].

À propos d'Alfred Bernard

Avec son équipe de chercheurs, Alfred Bernard a mis au point de nouveaux tests permettant de dépister à un stade précoce des lésions du rein ou de l’arbre respiratoire. Il a notamment développé le test de la « club cell protein » (CC16) qui permet, à partir d’une prise de sang, une évaluation non invasive de l’intégrité épithéliale du poumon profond. Il a mené de nombreuses études expérimentales ou épidémiologiques pour évaluer les risques toxiques des métaux lourds (cadmium, plomb, mercure), de l’arsenic, des dioxines et PCBs, des polluants de l’air (ozone, particules fines, amiante, fumées...) ou encore des produits de chloration en piscine. Il a participé à de nombreux comités d’experts parmi lesquels le conseil scientifique de l’Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail (Anses). 

 

Sources

Commentaires

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Eaulistic Il y a 5 mois 0 commentaire associé

Il existe une alternative sans chlore pour le traitement d'eau des piscines et des centres aquatiques. Ce procédé biominéral est validé par un décret d'application d'avril 2019 et cadré par un suivi sanitaire strict de l'ARS et de l'ANSES. La piscine extérieure (1200m2) des Murs à Pêches à Montreuil (93) utilise ce procédé depuis 2016 avec entière satisfaction sanitaire. La piscine d'Amboise (37) ouvre ses portes et sera la première piscine fermée avec ce procédé. Le centre aquatique de Belbeuf à coté de Rouen et celui de Coudekerque utilsent également ce procédé validé par l'ARS. Outre son intérêt sanitaire évident, ce procédé sans-chlore permet des économies importantes d'eau et d'énergie. (40 à 50%). Ce procédé commercialisé par Vitii est également utilisable pour les piscines privées.

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Jean-MichelS Il y a un an 5 commentaires associés

Quelle est alors la "solution" pour les petites picines privées (jardin, pool....)

Quid du Brome?

Merci

Modérateur Rhumatologie Il y a 11 mois 1 commentaire associé

Suite de la réponse du Pr Bernard. "Le brome pourrait être aussi une alternative mais il s’agit d’un procédé qui débouche également, à l’instar de la chloration, sur la formation de sous-produits de désinfection, en l’occurrence des sous-produits de bromation. Parmi ceux-ci, il y a les bromamines réputées moins irritantes que les chloramines (avec peut-être moins de risques pour l'arbre respiratoire) mais aussi une multitude de dérivés bromés dont on connait très peu de chose. Si les propriétés toxiques (ex : génotoxicité) des sous-produits de chloration sont relativement bien connues, c’est en grande partie parce que le chlore est utilisé depuis plus d’un siècle pour désinfecter l’eau potable et que pour cette raison les sous-produits de chloration ont fait l’objet d’un grand nombre de travaux. Ce n’est pas le cas du brome très peu utilisé comme biocide". 

Modérateur Rhumatologie Il y a 11 mois 1 commentaire associé

Réponse du Pr Bernard. "Il existe bien sûr des alternatives plus sures que la chloration, basées par exemple sur l’ozonation, la méthode cuivre-argent ou l’ultrafiltration. Il s’agit cependant de procédés coûteux habituellement accessibles uniquement aux propriétaires de piscines privées haut de gamme. Dans le cas des piscines privées courantes, le chlore reste un biocide sûr à condition de ne pas sur-chlorer l’eau et de réduire la contamination de l’eau par les matières organiques d’origine naturelle ou anthropique. L’eau potable peut être désinfectée par des concentrations de chlore libre qui ne dépasse pas 0,2 ppm, une concentration de chlore très largement inférieure à celles recommandées pour les piscines privées (entre 1 et 3 ppm). Il doit être possible de désinfecter efficacement l’eau d’une piscine privée avec des concentrations de chlore libre inférieures à 1 ppm grâce à bonnes mesures d’hygiène, un renouvellement de l’eau et un bon entretien de la piscine par la filtration régulière l’eau au moyen du filtre à sable. Un bon contrôle du pH est aussi indispensable pour s'assurer de l’efficacité du chlore, biocide actif uniquement sous forme d’a

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