Insee Analyses · Juillet 2021 · n° 67

Selon les polluants atmosphériques, les effets immédiats sur les admissions aux urgences et sur la mortalité diffèrent

D’après l’Organisation mondiale de la santé, la pollution de l’air a des effets néfastes sur la santé. De nombreuses études documentent ses effets sanitaires de court et long termes sur la morbidité et la mortalité [Ouvrir dans un nouvel ongletOMS, 2013 ; Ouvrir dans un nouvel ongletOMS, 2006a ; Ouvrir dans un nouvel ongletOMS 2006b ; Ouvrir dans un nouvel ongletSanté Publique France, 2021].

La pollution de l’air est corrélée de diverses manières aux activités humaines et à la santé. La concomitance entre niveau de pollution de l’air et niveau d’admissions aux urgences ou niveau de mortalité ne signifie donc pas en soi que la pollution de l’air a un effet causal sur la santé. Par exemple, en hiver, les organismes humains sont davantage mis à l’épreuve par la baisse de la luminosité et de la température, tandis que les systèmes de chauffage, source de pollution de l’air pour certains d’entre eux, sont davantage utilisés. Autre exemple, pendant les vacances, dans les grandes aires urbaines, la population présente décroît : le système de santé est ainsi moins sollicité alors que la moindre activité humaine réduit la pollution dans l’air.

De plus, différents polluants se trouvent dans l’air ambiant. Leurs concentrations dans l’air sont corrélées entre elles (encadré 1), car les mécanismes qui les déterminent, comme les activités économiques ou naturelles, les réactions entre polluants dans l’air ou les conditions météorologiques, affectent souvent plusieurs polluants.

Du fait des liens multiples entre pollution de l’air et santé, et également de la présence de plusieurs polluants dans l’air, identifier l’effet causal d’un polluant spécifique de l’air sur un indicateur de santé représente un défi méthodologique.

Cette étude identifie, pour cinq polluants atmosphériques majeurs (les particules fines de moins de 2,5 micromètres, l’ozone, le monoxyde de carbone, le dioxyde d’azote et le dioxyde de soufre), leurs effets éventuels le jour même sur les admissions aux urgences ou les décès et, le cas échéant, l’amplitude de ces effets. Pour les particules fines de moins de 2,5 micromètres, un effet causal sur la mortalité le jour même est identifié. Pour l’ozone et le monoxyde de carbone, un effet causal sur les admissions aux urgences le jour même est mis en évidence. Pour le dioxyde de soufre, un effet causal à la fois sur les admissions aux urgences et la mortalité le jour même est mis en lumière.

L’analyse porte sur les habitants des dix plus grandes aires urbaines françaises (Paris, Lyon, Marseille - Aix-en-Provence, Toulouse, Bordeaux, Lille, Nice, Nantes, Strasbourg et Rennes) entre 2010 et 2015. Trois catégories de causes d’admissions aux urgences et de décès sont distinguées : les causes respiratoires, les causes cardiovasculaires et les causes digestives. Cette dernière catégorie est utilisée à des fins de détection de faux résultats positifs, dans la mesure où la pollution de l’air n’a pas d’effet de court terme connu sur les pathologies digestives d’après la littérature médicale.

Les conditions météorologiques d’altitude induisent des variations des concentrations en polluants dans l’air près du sol qui sont différenciées par polluant. Dans la mesure où elles n’ont pas d’effet direct sur la santé conditionnellement aux conditions météorologiques près du sol, elles représentent de bons « instruments » pour étudier les effets causaux des différents polluants sur la santé (encadré 2). Même si seuls des effets linéaires sont étudiés ici (sources, méthodes), cette séparation des effets causaux sur données observationnelles est une avancée par rapport à la littérature scientifique existante sur le sujet (par exemple Ouvrir dans un nouvel ongletArceo et al., 2015 ou Ouvrir dans un nouvel ongletDeryugina et al., 2019).

Par exemple, lorsque la hauteur de la couche limite planétaire augmente, les concentrations en polluants diminuent, par dilution et par dispersion, sauf pour l’ozone dont la concentration est négativement corrélée à celle des autres polluants. Autre exemple, la présence d’inversion thermique augmente la concentration en polluants, sauf pour l’ozone pour les mêmes raisons, et selon la plage horaire de la journée à laquelle l’inversion thermique a lieu, les polluants impactés ne sont pas les mêmes. Les conditions météorologiques d’altitude qui sont les plus déterminantes ne sont ainsi pas les mêmes suivant les polluants.

Par ailleurs, les conditions météorologiques d’altitude, conditionnellement aux conditions météorologiques au sol, n’ont pas d’effet direct sur la santé : usuellement, les habitants sont affectés par les conditions météorologiques qui les entourent, mais pas par les conditions météorologiques d’altitude, car ils ne les perçoivent pas.

Dix microgrammes supplémentaires d’ozone par mètre cube dans l’air ambiant entraînent le jour même 5,6 admissions aux urgences supplémentaires pour motif respiratoire pour 10 millions d’habitants (figure 1). Un microgramme supplémentaire de dioxyde de soufre par mètre cube entraîne, quant à lui, 9,6 admissions aux urgences supplémentaires pour motif respiratoire pour 10 millions d’habitants. Exprimées en écarts-types interjournaliers des concentrations journalières moyennes à des fins de comparaison entre polluants, des hausses d’un écart-type de l’ozone et du dioxyde de soufre causent respectivement 13,3 et 14,3 admissions supplémentaires (figure 2).

En termes relatifs, une hausse de 10 % de la concentration en ozone induit une hausse de 2,1 % des admissions aux urgences pour motif respiratoire. Une hausse de 10 % de la concentration en dioxyde de soufre induit une hausse de 0,7 % des admissions aux urgences pour ce même motif. Les jeunes enfants et les personnes âgées sont les plus touchés par ces hausses de la morbidité respiratoire.

Cent microgrammes supplémentaires de monoxyde de carbone par mètre cube dans l’air ambiant entraînent 6,8 admissions aux urgences supplémentaires pour motif cardiovasculaire pour 10 millions d’habitants le même jour. Un écart-type supplémentaire de monoxyde de carbone cause, quant à lui, 14,7 admissions supplémentaires.

En termes relatifs, une hausse de 10 % de la concentration en monoxyde de carbone induit une hausse de 1,7 % des admissions aux urgences pour motif cardiovasculaire. Les personnes âgées sont les plus touchées par cette hausse de la morbidité cardiovasculaire.

Dix microgrammes supplémentaires de particules fines de moins de 2,5 micromètres par mètre cube dans l’air ambiant entraînent 4,2 décès supplémentaires avec une cause cardiovasculaire pour 10 millions d’habitants le même jour. Un microgramme supplémentaire de dioxyde de soufre entraîne, quant à lui, 3,8 décès supplémentaires avec une cause respiratoire pour 10 millions d’habitants le même jour. Un écart-type supplémentaire de particules fines de moins de 2,5 micromètres a pour conséquence 4,5 décès supplémentaires avec une cause cardiovasculaire, un écart-type supplémentaire de dioxyde de soufre 5,7 décès supplémentaires avec une cause respiratoire.

En termes relatifs, une hausse de 10 % de la concentration en particules fines induit une hausse de 0,8 % de la mortalité avec une cause cardiovasculaire. Une hausse de 10 % de la concentration en dioxyde de soufre provoque, quant à elle, une hausse de 0,8 % de la mortalité avec une cause respiratoire. Les personnes âgées sont les plus touchées par cette hausse de la mortalité.