Notre objectif était de mesurer la qualité de l'air dans les salles de classe, d'analyser ses conséquences et de déterminer les éventuelles restrictions de performance, comme par exemple les troubles de la concentration des élèves. Pour ce faire, nous avons enregistré tous les changements dans l'air de la salle de classe à l'aide de l'analyseur d'air air-Q entre 7 heures et 13h30. Lors de cette mesure, l'accent a été mis en particulier sur les substances telles que le dioxyde de carbone(CO₂), l'oxygène(O₂) et les substances organiques volatiles(gaz COV). Mais la température et le bruit éventuel ont également été examinés de plus près.
Aérer correctement pour augmenter la motivation à apprendre
Pour la concentration de CO₂ dans l'air, l'évolution a été similaire les deux jours, ce qui peut s'expliquer par la même répartition des cours et des pauses. La première augmentation de la teneur en CO₂ le matin s'explique par l'occupation de la salle de classe et le début de la première heure de cours. Une grande différence sur les deux jours est apparue à 8h30, au moment de la première récréation. Le 18 juin, les fenêtres ont ensuite été ouvertes et la salle de classe a été correctement aérée. De l'air frais a ainsi pu pénétrer dans la pièce et le dioxyde de carbone a diminué. Le 19 juin, les fenêtres sont restées fermées. En raison de la respiration des enfants, la proportion de CO₂ dans l'air a augmenté de manière fulgurante.
Comme le bruit extérieur aurait eu un effet perturbateur sur les cours, les fenêtres ont été refermées. Cela a entraîné une augmentation spectaculaire du taux de dioxyde de carbone. Selon des études, des déficits de performance peuvent apparaître à partir d'une concentration de CO₂ de 1000 ppm (parties par million). Dans la salle de classe, cependant, plus de 2000 ppm ont été mesurés. Le premier jour de mesure, la valeur de 3000 ppm a même été dépassée vers 10 heures.
On pouvait donc supposer que les élèves présentaient des troubles de la concentration notables. Cette altération se traduisait non seulement par leur manque de concentration, mais aussi par une fatigue accrue des enfants. La motivation pour l'apprentissage peut ainsi diminuer, voire disparaître complètement. De plus, les erreurs d'orthographe ou de calcul peuvent être plus nombreuses.
Ce n'est que grâce à l'aération pendant la grande pause que la salle de classe a pu être à nouveau suffisamment approvisionnée en air frais. Les deux jours, les fenêtres sont donc restées ouvertes après la récréation dans la cour.
L'évolution de la teneur en oxygène dans la salle de classe a été inverse à celle du dioxyde de carbone, car l'O₂ inhalé est expiré à nouveau sous forme de CO₂. L'aération a permis de reconstituer la réserve d'oxygène dans la salle.
Au moins, la salle de classe est suffisamment grande pour que l'asphyxie des élèves ait pu être exclue même pendant une période prolongée sans ventilation. Une concentration d'oxygène comprise entre 18 % et 21 % est généralement considérée comme inoffensive. En fonction de la concentration de CO₂ la plus élevée, la valeur d'O2 la plus basse a été mesurée le 18 juin vers 10 heures. À ce moment-là, la teneur en oxygène dans la salle de classe est tombée à près de 20 %.
Les gaz COV sont libérés par la respiration et la peau des élèves. Si la pièce n'est pas aérée, la concentration de substances organiques volatiles augmente, comme pour le dioxyde de carbone. Ici aussi, les courbes ont considérablement augmenté vers 10 heures les deux jours de mesure. Avec environ 430 ppb (parties par billion), la plus forte excursion a toutefois été observée le 19 juin peu avant 8h30. Cela est probablement dû au fait que ce jour-là, il n'y avait pas d'aération après la première heure de cours. La libération de ces gaz contribue également à réduire la capacité de concentration. Toutefois, dans ce cas, il n'est pas possible de procéder à une évaluation précise, car les gaz COV sont de nature très différente et ont par conséquent des effets différents.
Si la concentration de COV dans une pièce augmente même lorsque les fenêtres sont fermées et en l'absence de personnes, cela indique fortement une pollution chimique, par exemple des sols stratifiés, des peintures murales, des textiles ou des moisissures. Pour l'étudier, l'air-Q a continué à enregistrer différentes valeurs de COV après la fin des cours. Aucune augmentation n'a été constatée.
Les deux jours de mesure, la température ambiante était très élevée, dépassant parfois 27 °C. Cette situation a contribué à réduire la capacité de concentration des élèves. L'ouverture des fenêtres n'a permis de réduire la température que de 1°C. Le seul moyen de soulager les enfants lors de journées d'été aussi chaudes serait d'installer un ventilateur doux et silencieux.
Le niveau de bruit mesuré dans la salle de classe n'a pas enregistré de valeurs particulièrement élevées pendant la période de mesure. Les courbes de niveau de pression acoustique reflètent très clairement l'alternance des cours et des pauses, les phases calmes et bruyantes se produisant aux mêmes moments et au même rythme pendant les deux jours. Étant donné qu'il n'y a pas de bruit extérieur pendant les heures de cours, les valeurs maximales de 70 dB(A) (décibels) relevées les deux jours sont encore inférieures à la limite de 80 dB(A), qui est dangereuse pour la santé.
L'humidité de l'air dans la salle de classe a également été mesurée. Là aussi, la concentration la plus élevée a été relevée vers 10 heures les deux jours, soit plus de 43%. Pour le bien-être et donc la performance, un taux d'humidité de 40 à 60% est recommandé. Alors que ces valeurs indicatives ont pu être respectées en grande partie le 19 juin, le taux d'humidité de l'air a chuté durablement à des valeurs inférieures à 40% le premier jour de mesure, à partir de 10h15 environ. L'air sec ne peut pas seulement assécher les voies respiratoires et favoriser la propagation d'agents pathogènes. Il est également ressenti comme désagréable et peut ainsi nuire aux performances.
Notre conclusion : éviter les troubles de la concentration et augmenter la motivation à apprendre grâce à l'analyse de la qualité de l'air
Comme la salle de classe étudiée, la plupart des bâtiments scolaires allemands ne disposent pas d'un système de ventilation installé. Elle peut donc être considérée comme représentative de nombreuses salles de classe allemandes. Lors de nos mesures, nous avons été particulièrement frappés par les augmentations rapides du dioxyde de carbone et des gaz COV lorsque les fenêtres étaient fermées. Si aucun bruit gênant ne pénètre dans la pièce depuis l'extérieur, il est possible d'aérer pendant une longue période pendant la saison chaude. Toutefois, cette option est rarement envisageable pendant les saisons froides. On peut supposer qu'à ces périodes, les proportions tant de CO₂ que de substances organiques volatiles dans l'air atteignent un niveau bien plus élevé. Cela a un impact considérable sur la capacité de concentration et donc sur la capacité d'apprentissage des élèves.
Nous recommandons donc aux enseignants d'ouvrir régulièrement les fenêtres et d'aérer correctement la pièce. Cependant, même en aérant correctement entre les cours - comme dans le cas présent - la teneur en dioxyde de carbone et en COV peut atteindre des niveaux qui limitent les performances. Des pertes générales de la capacité d'apprentissage des enfants dues à un air de mauvaise qualité ne sont donc pas à exclure.
Toutefois, pour une évaluation plus précise de la qualité de l'air de la salle de classe, il faudrait procéder à une mesure continue sur une longue période.
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