Qualité de l’air et luminosité : quels enjeux pour la classe du futur ?

La lumière et la température de l'air influencent les performances des élèves. Shutterstock

En France, il est encore assez rare de considérer les espaces scolaires en fonction de leurs qualités environnementales. C’est pourtant une question essentielle, avec des répercussions possibles sur la réussite éducative comme la santé des enfants. Dès 2005, plusieurs études européennes présentées au colloque du réseau Recherche santé environnement intérieur (RSEIN) convergeaient vers le constat suivant : les écoles sont mal aérées.

Un confinement qui favorise les concentrations de polluants et le développement du « syndrome du bâtiment malsain » (se manifestant notamment par des toux, démangeaisons ou encore des étourdissements). En effet, il est établi qu’une atmosphère chargée en CO2 et polluants altère les capacités cognitives, perturbant l’analyse des informations et la prise de décision.

Des enjeux à anticiper

Suffirait-il de sensibiliser la communauté scolaire à l’importance d’une bonne ventilation pour remédier à ces problèmes ? En réalité, les variations des conditions météorologiques et des saisons sont trop complexes pour que les usagers s’en chargent. Ces questions sont à prendre en compte dès la conception des bâtiments.

D’après une étude d’Airparif publiée en 2009, les établissements situés à moins de 40 m d’un axe routier important dépassent l’ensemble des règles en vigueur – ce qui représente 125 écoles, soit près de 28 000 élèves des maternelles et primaires, et 85 crèches, soit 3 250 places.

L’indice ICONE élaboré en 2007 par le Centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB) propose une métrique du confinement de l’air pour les salles de classe, fondé sur la mesure de la concentration en dioxyde de carbone (CO2). Sur une échelle de 0 à 5, cet indice, reflète l’adéquation du renouvellement d’air d’une pièce à sa densité d’occupation. D’après le rapport rendu le 25 juin 2018, par l’Observatoire de la qualité de l’air intérieur (OQAI) sur la qualité de l’air dans 600 classes, « 41 % des écoles ont au moins une classe avec un indice ICONE très élevé, supérieur ou égal à 4 ».

Mais l’intégration de ces enjeux dans les normes de construction n’est pas encore réalité, comme le montre l’exemple de l’éclairage. Des seuils minimums obligatoires sont bel et bien définis – ainsi, l’éclairement moyen d’une salle de classe doit se situer entre 300 et 500 lux, avec une température de couleur de 4 000 K et < 3 500 K pour une salle de repos. Cependant, rien n’est établi en ce qui concerne l’adaptation des lumières aux publics et aux activités, alors que de multiples études en soulignent l’importance.

Privilégier une approche globale

En effet, on sait que la lumière chaude augmente l’humeur négative chez les moins de 23 ans, tandis que c’est la lumière froide qui impacte négativement les plus de 65 ans. Des études révèlent l’importance de prendre en considération non seulement la température de couleur de la lumière intérieure, mais également le niveau d’exposition des individus à la lumière avant de suivre une conférence en amphithéâtre. L’exposition à une lumière froide améliore l’humeur, les performances, la concentration et réduit la fatigue, l’irritabilité et l’inconfort visuel.

Voilà qui invite à promouvoir une approche plus systémique, intégrant plusieurs critères de qualité environnementale des espaces d’apprentissage. C’est d’ailleurs ce que met en avant le rapport « Clever Classrooms » paru en 2016. En se basant sur plus de 100 classes britanniques, l’équipe de chercheurs a conclu que la qualité de l’air et la température combinées représentent 28 % des critères significatifs influençant les performances scolaires. De même, la lumière et la couleur représentent 33 % des critères.

Il faut toutefois mettre en perspective ces résultats avec les pratiques en vigueur. En effet, ces études ont été faites en présence d’un enseignement simultané « classique », où les élèves ne sont pas amenés à se déplacer dans la classe. Dans ces conditions, la sensation de froid ou de bruit peut être différente de celle émanant d’une situation d’apprentissage plus « actif », sous forme d’ateliers ou de conduite de projets.

Une dynamique à imaginer

De façon complémentaire, nous proposons, dans une approche holistique, de prendre en compte d’autres facteurs que physiques, et dépendant plus largement des modes de vie. Ceux-ci doivent être à l’origine des choix de conception des environnements dynamiques sains, car les élèves et les enseignants passent 30 à 45 % de leur temps dans des établissements scolaires.

Quel bâtiment pour le futur ? Considérons que le cycle de vie de 40 ans d’un bâtiment peut se décomposer en trois parties. Le premier est celui qui est le plus en phase avec la commande initiale, à savoir un espace d’apprentissage ; le second envisage d’autres communautés ou usages en son sein, et enfin le troisième résulte d’un déplacement ou vieillissement de la population, avec une vente du lieu en perspective. Mais l’évolution des usages ne se cale pas toujours sur ce rythme, d’autant que le numérique bouscule aujourd’hui les modes de transmission.

Combien de temps définir pour chaque cycle ? Comment optimiser les transformations en les pensant dès la conception du bâtiment ? Pour répondre à ces questions, nous travaillons à un concept d’établissement scolaire livré non terminé, en ce sens que sa philosophie réside dans sa capacité de mutation au fil des usages. Conceptuellement, l’idée peut être séduisante, mais comment l’intégrer à la technostructure administrative ? Et au regard des lois et obligations ? Pour innover, il faut compter aussi avec les marchés publics et les règles de sécurité de l’œuvre architecturale.