Développement d’une méthodologie d’étude de la contamination microbiologique de l’air intérieur de bureaux par l’analyse des filtres de centrale de traitement d’air

Development of a methodology to study the microbiological contamination of indoor air in offices through the analysis of air handling unit filters

• Auteur / Autrice : Gaëtan Pavard
• Direction : Pierre Le Cann, Yves Andres
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la Vie et de la Santé
• Date : Soutenance le 02/06/2023
• Etablissement(s) : Rennes, École des hautes études en santé publique
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de recherche en santé- environnement et travail / Irset

Mots clés

Mots clés libres

Qualité de l’air intérieur

Centrale de traitement d’air

Média filtrant

Aérosols microbiens

Mcroorganismes cultivables

Biologie moléculaire

Indoor air quality

Air handling units

Filter media

Microbial aerosols

Cultivable microorganisms

Molecular biology

Résumé

Les bioaérosols dégradent la qualité de l’air intérieur (QAI) et peuvent affecter la santé et le bien-être des personnes. L’échantillonnage d’aérosols microbiens dans l’air intérieur est essentiel mais la quantification/identification des microorganismes en faibles concentrations est difficile. Les filtres installés dans les centrales de traitement d'air (CTA) peuvent être considérés comme un échantillonneur à long terme accumulant la contamination microbienne pour évaluer la QAI. Cestravaux de thèse ont permis de développer une méthodologie pour analyser l'exposition aux contaminants microbiens de l'air intérieur dans des bureaux en utilisant les filtres de CTA. La méthodologie de prélèvement par coupons de média filtrant déposés sur les filtres d'extraction des CTA a été appliquée pendant 13 mois sur un bâtiment basse consommation. Des tests préliminaires ont montré que la présence des coupons à la surface du filtre n'augmentait pas la perte de charge et que l'efficacité de collecte des particules submicrométriques était de l'ordre de 50% en masse. Les comptages en unités formant colonies (UFC) et analyses par qPCR, RT-qPCR et séquençages 16S/ITS ont été menés. Les concentrations microbiennes sur le filtre sont restées pratiquement stables au cours des 13 mois (entre 102 et 103 UFC/cm²). Les résultats par qPCR ont révélé des concentrations plus élevéescomparé aux méthodes culturales. Les genres fongiques et bactériens identifiés correspondent à l'occupation du bâtiment(Micrococcus) mais aussi de l'air extérieur. Deux virus respiratoires ont été identifiés sur le filtre (Adenovirus etCoronavirus). Les filtres de CTA peuvent permettre d'analyser la contamination microbiologique de l'air intérieur.Cependant, d'autres études devront être menées pour optimiser cette méthodologie, notamment le rendement d’extraction des acides nucléiques.

Bioaerosols deteriorate indoor air quality (IAQ) and can affect human health and well-being. Sampling of microbial aerosols inindoor air is critical but quantification/identification of microorganisms at low concentrations is difficult. Filters used in air handling units (AHUs) can be considered as a long-term sampler accumulating microbial contamination to assess IAQ. This PhD work aimed to develop a methodology to analyse exposure to microbial pollutants in indoor air in offices using AHU filters. A sampling methodology using filter media coupons on AHU filters was applied over 13 months. Preliminary tests showed that the presence of the coupons on the filter surface did not increase the pressure drop and that the collection efficiency of submicrometric particles was about 50% by mass. Colony forming unit (CFU) counts and analyses by qPCR, RT-qPCR and 16S/ITS sequencing were conducted. Microbial concentrations on the filter remained almost stable over the 13 months (between 102 and 103 CFU/cm²). The qPCR results revealed higher concentrations compared to the cultural methods. The fungal and bacterial genera identified corresponded to the occupancy of the building (Micrococcus) but also to the outdoor air. Two respiratory viruses were identified on the filter (Adenovirus and Coronavirus). AHU filters can be used to analyse the microbiological contamination of indoor air. However, other studies will have to optimize this methodology, especially the extraction yield of nucleic acids;