L’air est-il plus pur aux étages supérieurs ? Le côté de l’immeuble compte aussi

En général, oui. Le long d’une rue très fréquentée, l’air devant les fenêtres des étages élevés contient souvent moins de polluants récemment émis par le trafic, notamment de dioxyde d’azote et de suie. Pourtant, l’air devant une fenêtre sur cour au rez-de-chaussée peut être plus propre que devant une fenêtre bien plus haute, côté rue. Pour les PM2,5, l’écart entre les étages peut rester faible.

Imaginez deux appartements dans le même immeuble. Le premier se trouve au rez-de-chaussée, côté cour. Le second, plusieurs étages plus haut, donne sur une rue très passante. Devant quelles fenêtres l’air est-il le moins pollué ?

Des mesures réalisées à Helsinki réservent une surprise. Près d’une rue très fréquentée, les chercheurs ont relevé dans une cour abritée, à hauteur des passants, environ 27 % de dioxyde d’azote et 30 % de PM10 en moins que devant la façade du même immeuble côté rue, à 14 mètres du sol. Même immeuble, deux façades. Dans cette comparaison, c’est près du sol que l’air extérieur était le moins pollué.

Comment l’air peut-il être plus propre près du sol ?

Entre 2017 et 2019, les services environnementaux de la région d’Helsinki (HSY, Helsinki Region Environmental Services) ont étudié la qualité de l’air le long de Mäkelänkatu. Les bâtiments qui bordent cette rue forment un canyon urbain : les polluants du trafic peuvent s’accumuler entre les façades, alors que les immeubles protègent en partie les cours à l’arrière.

Pour comparer les mesures, HSY a attribué l’indice 100 aux concentrations relevées au bord de la chaussée, à hauteur des piétons. Sur la façade côté rue, à 14 mètres, les indices descendaient à 82 pour le dioxyde d’azote (NO₂) et à 67 pour les PM10. Dans la cour derrière l’immeuble, à hauteur des passants, ils n’étaient que de 60 et 47. Si l’on compare cette cour au point de mesure situé plus haut, côté rue, on obtient :

Calcul de Mike’s Balance à partir des indices de pollution extérieure déjà arrondis publiés par HSY : (60 ÷ 82 − 1) × 100 et (47 ÷ 67 − 1) × 100. Il ne s’agit pas d’une comparaison de l’air intérieur de deux appartements occupés.

Mais les chercheurs n’ont pas comparé l’air de deux appartements habités. Tous les appareils se trouvaient à l’extérieur. HSY n’a pas publié de mesure équivalente à 14 mètres au-dessus de la cour. L’air y aurait peut-être été plus propre encore. Dans les mesures disponibles, monter en hauteur et s’éloigner de la circulation allaient tous deux de pair avec une pollution moindre. Ces données ne permettent pas de départager les deux facteurs pour un logement donné.

Quand les étages élevés offrent-ils un réel avantage ?

Pour les polluants qui viennent d’être émis par les véhicules, être plus haut est souvent un avantage. À Bologne, des chercheurs ont réalisé des mesures entre 2 et 65 mètres de hauteur. Pendant la campagne hivernale, la concentration de dioxyde d’azote au point le plus haut était inférieure de 74 % à celle du point le plus bas. Pour les particules ultrafines, le nombre mesuré était inférieur d’environ 30 % en hauteur.

Pour les PM2,5, en revanche, la masse de particules fines contenue dans un même volume d’air ne diminuait que de 4 % pendant la campagne la plus chaude et de 11 % pendant la plus froide. Les gaz d’échappement fraîchement émis restent plus concentrés près de leur source, tandis qu’une part importante de la masse des particules fines peut venir d’autres quartiers ou même de plus loin. Monter de quelques étages peut donc éloigner d’un panache de gaz d’échappement sans mettre à l’abri des particules fines présentes dans toute la région.

On retrouve ce contraste dans des logements à New York : dans le groupe d’étages le plus élevé, la concentration de carbone suie (black carbon) était environ 15 % plus faible que dans le groupe le plus bas. La différence était statistiquement significative. En revanche, les concentrations de PM2,5 variaient très peu. L’étude portait toutefois sur des logements différents : elle ne permet pas de dire ce qui changerait si la même famille déménageait quelques étages plus haut.

Si deux appartements donnent sur la même rue très fréquentée, l’air devant les fenêtres du plus haut contient donc souvent moins de polluants fraîchement émis par le trafic. Cela ne garantit ni une réduction de tous les polluants ni une meilleure qualité de l’air à l’intérieur.

Pourquoi le rez-de-chaussée peut avoir l’avantage

Revenons à nos deux appartements. Celui du haut est plus éloigné de la circulation. Celui du rez-de-chaussée a peut-être un autre atout : l’immeuble lui-même s’interpose entre ses fenêtres et la rue.

Ailleurs à Bologne, les chercheurs ont compté jusqu’à 3,4 fois plus de particules ultrafines devant l’entrée côté rue que derrière l’immeuble. Il s’agit du nombre de particules, et non de la masse de PM2,5. Le résultat illustre néanmoins à quel point l’air extérieur peut différer d’une façade à l’autre du même bâtiment.

D’ailleurs, la pollution ne diminue pas nécessairement de façon régulière à chaque étage. Dans deux immeubles d’habitation proches d’une voie rapide à Singapour, la concentration de PM2,5, mesurée en masse, était la plus élevée au niveau intermédiaire sur les trois hauteurs étudiées, et la plus faible tout en haut. Les études de Copenhague et de Milan ne retrouvent pas non plus une baisse régulière d’étage en étage, même si toutes deux présentent des limites de mesure. Les détails figurent dans le tableau en fin d’article.

L’ozone complique encore le tableau : dans une étude menée sur une tour à Chicago, sa concentration augmentait avec la hauteur, tandis que dans un canyon urbain à Shenyang, en Chine, les niveaux bas et intermédiaires présentaient environ 40 % d’ozone en plus qu’au niveau du toit. Aucun étage n’est systématiquement le plus propre pour tous les polluants.

Et une fois à l’intérieur ?

Un air plus propre juste devant une fenêtre ne signifie pas forcément un air plus propre dans la chambre. La cuisine, la fumée de tabac, les bougies et une ventilation mal entretenue peuvent modifier la concentration de particules dans le logement. Une fenêtre ouverte ne laisse pas entrer l’air « moyen » du quartier : elle laisse passer celui qui circule juste devant.

Dans une simulation informatique d’un immeuble de dix étages, pour une direction donnée du vent, la concentration moyenne d’un traceur des émissions routières était environ deux fois plus faible dans les pièces du dernier étage qu’en bas de l’immeuble. Avec une autre direction du vent, en revanche, une pièce au rez-de-chaussée atteignait 1,42 fois la concentration moyenne de référence au niveau de la rue : dans la simulation, l’air juste devant cette fenêtre était plus pollué que la moyenne calculée au niveau de la rue. Il s’agit de concentrations simulées d’un traceur, et non de mesures dans des logements occupés.

En hiver, l’air peut remonter par des gaines et des couloirs qui ne sont pas étanches, entraînant parfois des odeurs de cuisine ou de la fumée d’un appartement à l’autre. Dans les tours dont les fenêtres ne s’ouvrent pas, l’emplacement de la prise d’air extérieur et l’entretien des filtres peuvent compter davantage que l’étage de la chambre. Mais laisser les fenêtres fermées en permanence n’est pas une solution universelle : un logement a aussi besoin d’un renouvellement d’air suffisant.

Que vérifier avant de choisir un appartement ?

Sans autres informations sur l’immeuble, impossible de savoir lequel de nos deux appartements imaginaires a l’air le plus propre devant ses fenêtres. En revanche, lors d’une visite, quatre questions peuvent guider votre choix :

• Les deux appartements donnent-ils sur la même rue très fréquentée ? Dans ce cas, les polluants fraîchement émis par les véhicules, notamment le NO₂ et la suie, sont souvent moins concentrés devant les fenêtres des étages élevés.
• L’un des appartements donne-t-il sur une cour abritée ? N’écartez pas trop vite le rez-de-chaussée. Ne vous fiez pas seulement à l’étage : regardez aussi de quel côté de l’immeuble donnent les fenêtres.
• Le quartier est-il relativement peu exposé à la circulation ? L’avantage des étages élevés pourrait alors être plus limité, surtout pour les PM2,5 transportées depuis d’autres secteurs. Repérez aussi les cheminées, quais de livraison et sorties d’extraction des cuisines de restaurants.
• Les fenêtres sont-elles impossibles à ouvrir ? Renseignez-vous sur l’endroit où la ventilation prélève l’air extérieur et sur sa filtration.

Si vous hésitez entre deux logements, des mesures de l’air extérieur près des façades concernées et une vérification de l’air intérieur peuvent être plus utiles que le seul numéro d’étage indiqué dans l’annonce. Un simple capteur domestique de PM2,5 ne mesure toutefois ni le dioxyde d’azote ni l’ozone.

En hauteur, l’air extérieur est souvent moins chargé en polluants récemment émis par le trafic. Mais le côté où donnent les fenêtres et la façon dont l’air entre dans le logement peuvent changer la réponse.

Toutes les annonces immobilières indiquent l’étage. Bien peu disent d’où vient l’air qui passe devant les fenêtres.

Que mesurent réellement ces études ?

Ces études ne portent pas sur les mêmes immeubles, les mêmes polluants ou les mêmes périodes de mesure. Le tableau permet de situer les résultats, pas d’établir un classement des étages du plus propre au plus pollué. Pour comparer des pays, mieux vaut utiliser la hauteur en mètres que le numéro de l’étage : en France, le premier étage se trouve au-dessus du rez-de-chaussée, comme le first floor britannique, tandis qu’en Amérique du Nord ce terme désigne souvent le niveau de la rue. Pour New York, l’indication « niveaux 0–2 » reprend celle de l’étude originale.

Sources, calculs et limites des résultats

Le résultat central d’Helsinki provient du bilan des mesures KAILA publié par HSY. En prenant pour référence 100 l’indice au bord de la route, à hauteur de respiration, les indices extérieurs de NO₂ et de PM10 atteignaient respectivement 82 et 67 sur la façade côté rue, à 14 mètres, contre 60 et 47 dans la cour à hauteur de respiration. Nous avons calculé (60/82 − 1) × 100 = −26,8 % et (47/67 − 1) × 100 = −29,9 %. Les indices publiés par HSY étaient déjà arrondis : la décimale de nos pourcentages ne rend pas les mesures initiales plus précises.

La comparaison entre l’avant et l’arrière du bâtiment provient de l’étude de Zauli Sajani et de ses collègues à Bologne (2016) ; les différences selon la hauteur et le polluant sont issues de leur autre étude de mesures verticales (2018). Les autres résultats concernant l’air extérieur, y compris ceux qui ne suivent pas une diminution régulière avec la hauteur, viennent de Copenhague (2024), Singapour (2009), Milan (2025), Chicago (2018) et Shenyang (2022). Les résultats observés dans des logements new-yorkais sont ceux de Jung et ses collègues (2011) ; les résultats sur l’entrée d’air par les fenêtres proviennent du modèle informatique de Santiago et de ses collègues (2022).

Limites importantes : les études diffèrent par les bâtiments, les polluants, les durées d’observation, les effectifs et les instruments. Les concentrations mesurées devant une façade ne sont ni une mesure directe de l’exposition des occupants ni une estimation de leur risque sanitaire. À Helsinki, la comparaison fait varier à la fois la hauteur et le côté du bâtiment. À New York, l’association observée pour le carbone suie, bien que statistiquement significative, reposait sur des logements différents et non sur un changement d’étage contrôlé. Le pic suggéré de pollution extérieure aux étages intermédiaires à New York n’était pas statistiquement significatif. À Copenhague, des mesures de capteurs à bas coût ont été combinées à des simulations : les gradients de 40 à 50 % proviennent de scénarios de modélisation. Santiago a simulé un traceur passif dans un ensemble idéalisé d’immeubles sans valider directement les concentrations dans les pièces par des mesures. À Singapour, les chercheurs ont mesuré la masse des PM2,5, et non le nombre de particules. La campagne de Milan était courte et utilisait des capteurs de particules à bas coût. Les mesures à Chicago ont duré une semaine, contre un an pour l’ozone à Shenyang. Nous n’avons pas regroupé ces résultats hétérogènes dans un classement universel des étages les plus sûrs, ni présenté des analyses préliminaires non publiées comme des résultats établis.