02.09.26

Santé et hygiène dans les bâtiments : l’apport de la recherche appliquée à la conception et à la réalisation

Les installateurs et les concepteurs assument une responsabilité essentielle quant à la santé des occupants des bâtiments. En particulier dans le cas des réseaux d’eau potable et des systèmes de ventilation, la qualité de la conception, de l’installation et de l’exploitation détermine si ces systèmes fonctionnent de manière sûre, efficace et conforme à la réglementation sur le long terme. Le groupe de recherche « Santé et hygiène » de la Haute école des sciences appliquées et des arts de Lucerne (HSLU) – Technologie & Architecture accompagne le secteur dans ce domaine grâce à des recherches appliquées, des méthodes de mesure de pointe et des programmes de formation continue ciblés.

Un article spécialisé rédigé par le groupe de recherche « Santé et hygiène » de la Haute école de Lucerne (HSLU) – Technique et architecture

Introduction : L’importance croissante de l’hygiène dans les bâtiments

Étant donné que, dans les sociétés modernes, les individus passent aujourd’hui jusqu’à 90 % de leur temps à l’intérieur, l’hygiène des bâtiments fait l’objet d’une attention croissante. Elle constitue un facteur déterminant pour la santé, le bien-être et les performances des personnes qui fréquentent ces bâtiments. Or, un climat intérieur sain ne résulte pas uniquement de surfaces visuellement propres, mais aussi de l’interaction physique et biologique complexe entre la qualité de l’air intérieur, le confort thermique, l’acoustique et la lumière. C’est précisément là qu’interviennent les travaux scientifiques appliqués de la HSLU.

Groupe de recherche « Santé et hygiène » : une approche interdisciplinaire et orientée vers la pratique

Le groupe de recherche « Santé et hygiène » de la HSLU est rattaché à l’Institut de technique du bâtiment et de l’énergie (IGE) et se concentre principalement sur les domaines clés de la qualité de l’air intérieur et de l’hygiène de l’eau potable. L’équipe réunit des connaissances approfondies en matière de techniques sanitaires et de ventilation, de chimie, de microbiologie et de protection de la santé. Cette combinaison interdisciplinaire permet d’aborder de manière globale des problématiques même très complexes et d’y apporter des solutions multidisciplinaires.

Un avantage particulier pour les professionnels suisses du bâtiment et de l’installation : le groupe de recherche dispose d’un accès direct au laboratoire ultramoderne de technique du bâtiment ainsi qu’au laboratoire de microbiologie situés sur les sites universitaires de Horw et d’Hergiswil.

Cela permet de réaliser des essais pratiques à l’échelle réelle 1:1, par exemple sur des systèmes complexes d’eau chaude ou des installations de ventilation industrielles. Les échantillons d’eau et d’air prélevés sont ensuite analysés en interne, sans perte de temps, sur le plan microbiologique et chimique. Les partenaires suisses chargés de la conception et les clients bénéficient ainsi d’un service complet auprès d’un seul et même prestataire, de manière efficace, sans heurts et sans effort supplémentaire de coordination.

Le groupe de recherche entretient par ailleurs des échanges étroits et permanents avec des instances spécialisées et des associations telles que la Société suisse des ingénieurs et des architectes (SIA) et la Société suisse de l’industrie du gaz et des eaux (SSIGE). Il dispose d’un réseau national et international regroupant des établissements d’enseignement supérieur de premier plan ainsi que des entreprises innovantes actives dans les domaines de la conception, de la réalisation et de l’exploitation.

Thème central : l’hygiène de l’eau potable : entre sécurité et efficacité énergétique

Alors que la qualité de l’eau potable dans les réseaux d’eau communaux suisses est généralement irréprochable jusqu’au point de raccordement domestique, le véritable défi en matière d’hygiène réside dans les installations intérieures des bâtiments. La stagnation (eau stagnante), un réchauffement indésirable et l’apport de nutriments provenant des surfaces en contact avec l’eau peuvent entraîner une multiplication rapide des micro-organismes dans le système. Parmi ceux-ci figurent également des agents pathogènes facultatifs tels que Legionella pneumophila ou Pseudomonas aeruginosa.

Pour les concepteurs, les installateurs et les exploitants, cela signifie qu’il faut prendre rigoureusement des mesures d’hygiène complètes dès la phase de conception et de construction, ainsi que pendant l’exploitation, afin de prévenir systématiquement les infections chez les utilisateurs. Mais les contraintes chimiques jouent également un rôle : la migration des matériaux ou les processus de corrosion peuvent entraîner la présence de substances indésirables dans l’eau du robinet. L’utilisation de matériaux certifiés et homologués pour le contact avec l’eau potable, le respect systématique des températures de consigne recommandées pour l’eau froide et l’eau chaude, ainsi qu’un renouvellement régulier et complet de l’eau permettent, dans la pratique, de réduire au minimum les contaminations et la prolifération bactérienne.

Deux évolutions sociétales et technologiques majeures accentuent actuellement de plus en plus ce conflit d’intérêts :

1. Évolution démographique et progrès médicaux : La proportion de personnes âgées et immunodéprimées en Suisse va continuer à augmenter de manière significative dans les années à venir. Ce groupe de population est particulièrement vulnérable aux maladies infectieuses d’origine hydrique, ce qui explique pourquoi les exigences en matière d’hygiène de l’eau dans la gestion des bâtiments vont considérablement s’accroître.
2. Efficacité énergétique et utilisation rationnelle des ressources : Parallèlement, la pression politique et sociale en faveur des économies d’énergie et d’eau ne cesse de s’intensifier. Or, c’est justement la prévention thermique classique contre la légionellose, qui repose sur des températures d’eau chaude élevées en permanence et des purges régulières et abondantes, qui est extrêmement gourmande en énergie et en ressources.

Le groupe de recherche de la HSLU étudie donc de manière approfondie comment concilier de manière optimale, tant sur le plan technique qu’économique, ces objectifs stricts en matière d’hygiène et les exigences modernes en matière d’efficacité énergétique.

Une recherche en lien direct avec la pratique : le projet « LeCo »

L’un des axes de recherche principaux de la HSLU porte sur la prévention des légionelles optimisée sur le plan énergétique, tout en minimisant la consommation de ressources. Les installations d’eau potable des bâtiments actuels doivent impérativement être optimisées sur ces deux plans : énergétique et hygiénique.

Dans le cadre du grand projet de recherche national LeCo (2019 à 2024), le groupe de recherche de la HSLU a étudié en détail et optimisé la production et la distribution d’eau chaude dans le domaine des installations sanitaires. À cette fin, la charge thermique des installations de production d’eau chaude a été analysée et ajustée, tant sur le plan énergétique qu’hygiénique, au sein du laboratoire de génie du bâtiment. Ces phénomènes physiques d’écoulement et de stratification thermique ont pu être démontrés de manière impressionnante par voie expérimentale à l’aide d’un ballon d’eau chaude transparent spécialement conçu à cet effet.

Par ailleurs, dans le cadre du projet LeCo, le prélèvement d’échantillons microbiologiques dans les bâtiments a été systématisé et consigné sous la forme d’une description officielle de la méthode de la SSIGE SVGW MW 101.

Un changement de paradigme majeur : l’aspiration au cœur des préoccupations des établissements de soins

Un autre aspect, d’une grande importance pratique, concerne la question de savoir où, dans la vie quotidienne, les légionelles représentent réellement le plus grand risque d’infection. Actuellement, en Suisse, les valeurs limites légales et les contrôles administratifs s’appliquent principalement aux douches, car on a longtemps considéré que l’inhalation d’aérosols sous la douche était la seule voie d’infection pertinente.

Des études scientifiques récentes indiquent toutefois que, notamment dans les maisons de retraite et les établissements médico-sociaux, les infections se produisent très souvent par le biais de points de prélèvement tout à fait différents, tels que les lavabos ordinaires. Certains éléments suggèrent que les résidents de ces établissements s’infectent plus souvent par aspiration (c’est-à-dire en avalant de l’eau du robinet contaminée lorsqu’ils boivent ou se lavent les dents) que par inhalation.

Un projet de suivi est donc prévu en collaboration avec l’Institut des soins infirmiers et de l’interprofessionnalité de la HSLU. Dans ce cadre, une maison de retraite et de soins réelle fera l’objet d’une analyse détaillée visant à identifier les sources potentielles d’infection, et une évaluation complète des risques sera réalisée. Ces résultats sont importants pour l’élaboration des futures réglementations suisses et pour la formulation de recommandations pratiques en matière de planification.

Nouvelles méthodes microbiologiques : un dépistage plus rapide, une intervention plus ciblée

Outre les projets de recherche classiques, le groupe s’investit activement dans la mise au point et la validation de méthodes modernes de mesure et d’analyse en microbiologie de l’eau potable, qui jouent un rôle de plus en plus important dans la pratique de l’assainissement et l’exploitation des bâtiments. La HSLU présente trois de ces méthodes plus en détail :

1. Détermination du nombre total de cellules par cytométrie en flux (FCM)

Cette méthode a été mise au point à la HSLU en étroite collaboration avec le professeur émérite Thomas Egli, conformément à la directive SVGW MW 102. La détermination du nombre total de cellules par cytométrie en flux est une méthode qui ne repose pas sur la culture. Contrairement à la numération bactérienne classique (nombre de germes aérobies mésophiles, AMK selon la norme EN ISO 6222), qui ne permet de cultiver et de recenser qu’environ 0,1 à 1 % des bactéries cultivables et dont le résultat n’est disponible qu’au bout de 3 jours, la cytométrie en flux détecte toutes les cellules microbiennes présentes.

La mesure ne dure que 20 minutes et présente un écart-type extrêmement faible, de l’ordre de 4 % seulement (à titre de comparaison, l’AMK affiche un écart-type de 20 à 30 %). Elle est idéale pour détecter très rapidement et avec précision les variations de la qualité de l’eau brute, les contaminations ou la prolifération de micro-organismes dans les réservoirs et les réseaux de distribution, ainsi que pour surveiller de manière continue les processus de filtration.

Légende : Fig. 4 : Comparaison de deux méthodes de quantification des micro-organismes dans l’eau potable : les méthodes de culture pour la détermination du nombre de germes aérobies mésophiles (EN ISO 6222) et le nombre total de cellules, quantifié à l’aide d’un cytomètre en flux (SVGW MW 102). (Source de l’image : Créée dans BioRender par Füchslin, H. (2026))Légende : Fig. 4 : Comparaison de deux méthodes de quantification des micro-organismes dans l’eau potable : les méthodes de culture pour la détermination du nombre de germes aérobies mésophiles (EN ISO 6222) et le nombre total de cellules, quantifié à l’aide d’un cytomètre en flux (SVGW MW 102). (Source de l’image : Créée dans BioRender par Füchslin, H. (2026))

2. La méthode BioMIG

Cette méthode innovante permettant de déterminer le potentiel de formation de biofilm des plastiques a été mise au point en collaboration avec l’institut de recherche sur l’eau Eawag. Cette méthode repose également sur la cytométrie en flux et permet de quantifier avec précision l’apport en nutriments exploitables par les micro-organismes provenant des plastiques en contact avec l’eau potable. Elle aide considérablement les fabricants à développer des matériaux en contact avec l’eau potable optimisés sur le plan hygiénique, qui ne privent si possible pas l’eau de nutriments et empêchent ainsi efficacement la formation de biofilms.

3. Détection des légionelles par PCR

Pour la détection rapide et spécifique de l’ADN des légionelles, la HSLU a mis au point la méthode de PCR quantitative (qPCR). La détection par PCR conforme à la norme ISO 12869 constitue une méthode alternative prometteuse et très précise par rapport à la culture classique. Elle est plus rapide, plus fiable et permet une analyse plus nuancée. Alors que la culture standard selon la norme ISO 11731 nécessite une période d’incubation longue, de 8 à 15 jours, la PCR fournit des résultats quantitatifs fiables en seulement 6 heures (une seule journée de travail). Cela offre un gain de temps inestimable, notamment en cas de flambées aiguës de légionellose et d’enquêtes menées par les autorités, afin d’éliminer immédiatement les sources de danger.

Légende : Fig. 5 : Détection des légionelles : comparaison de deux méthodes de détection des légionelles dans l’eau de douche : la méthode de culture standard ISO 11731 (à gauche) et la méthode de détection par PCR (à droite). Les résultats de la nouvelle méthode par PCR sont disponibles au bout de six heures. Il s’agit là d’un avantage décisif pour l’investigation des cas de légionellose. (Source de l’image : Créé dans BioRender. Füchslin, H. (2026))

Qualité de l’air intérieur : entre santé et efficacité énergétique

Avec une consommation moyenne d’air respirable d’environ 12 kg par personne et par jour, l’air est, d’un point de vue physiologique, de loin le « nutriment » le plus important pour l’être humain. Cela fait de l’hygiène de l’air un pilier central de l’hygiène moderne des bâtiments. Les polluants et les contaminations microbiologiques présents dans l’air intérieur peuvent entraîner des symptômes aigus tels que des maux de tête, des irritations des muqueuses ou des difficultés respiratoires. Malheureusement, de nombreuses contaminations restent totalement asymptomatiques pendant longtemps et ne déploient leurs effets néfastes sur la santé que de manière insidieuse, ce qui peut conduire à des maladies chroniques graves.

Le groupe de recherche de la HSLU étudie la qualité de l’air intérieur dans des conditions d’utilisation réelles. À l’aide d’appareils de mesure spécialisés et de haute précision, la concentration en polluants est mesurée ponctuellement directement sur le lieu de travail, dans les ateliers ou dans les pièces d’habitation, afin de vérifier de manière exhaustive le respect des valeurs de référence de l’OMS et des normes de sécurité au travail.

Cependant, comme les mesures ponctuelles dépendent fortement de l’utilisation momentanée des locaux, de leur taux d’occupation et des habitudes de ventilation, le groupe de recherche s’appuie de plus en plus sur des mesures modernes à long terme pour réaliser une analyse approfondie. À cette fin, il utilise des appareils de mesure mobiles basés sur l’IoT, dotés d’une transmission automatique des données via le réseau mobile. Les mesures peuvent ainsi être surveillées à distance en temps réel, ce qui permet une intervention rapide en cas de dépassement des valeurs limites et fournit une base de données fiable pour l’optimisation des concepts de ventilation et des stratégies d’exploitation. Les paramètres enregistrés comprennent notamment les particules fines, le dioxyde de carbone, les composés organiques volatils (COV) ainsi que les germes présents dans l’air.

Visualisation des flux d’air pour la prévention des infections

L’un des axes méthodologiques majeurs de la HSLU est la visualisation en trois dimensions des écoulements d’air dans les espaces intérieurs. Les écoulements d’air influencent de manière fondamentale la propagation et la répartition des polluants ou des agents pathogènes dans un espace. Un scénario classique et particulièrement pertinent est celui des nuages d’aérosols chargés de virus, libérés par une personne infectieuse lorsqu’elle respire, tousse ou éternue, et qui représentent un risque de contamination aigu pour les autres personnes présentes dans la pièce.

À l’aide d’aérosols de test totalement inoffensifs pour la santé (par exemple, de la fumée spéciale utilisée au théâtre) et d’un système d’éclairage réglé avec précision, le groupe de recherche de la HSLU rend visibles ces mouvements d’air invisibles lors du fonctionnement réel de l’installation.

Légende : Fig. 7 : Cette illustration montre comment, à l’aide d’un aérosol inoffensif pour la santé, il est possible de rendre visibles les flux d’air dans un grand volume (ici, la salle de concert du KKL) et ainsi de mettre en évidence la manière dont l’air circule dans la pièce et de détecter la présence éventuelle de zones mortes présentant une concentration accrue en polluants (ici, des aérosols chargés de virus sont simulés à titre d’exemple). Dans ces zones, il peut en outre se former des zones présentant des niveaux de température différents de ceux du reste de la pièce, ce qui peut entraîner un inconfort thermique ou un mécontentement. (Source : HSLU / zVg)

Sur la base de ces images impressionnantes des flux d’air, le transfert de particules entre des postes de travail voisins peut être quantifié avec précision grâce au comptage optique des particules. Cela permet une évaluation fiable du risque réel d’infection et la mise en place de mesures de protection techniques efficaces afin d’améliorer considérablement la protection sanitaire contre les micro-organismes en suspension dans l’air (bactéries, spores, virus).

Dans les bâtiments à ventilation mécanique, la fonction première du système de ventilation est en outre de filtrer l’air extérieur de manière suffisamment efficace pour qu’il pénètre dans les pièces exempt de particules fines et de pollen. Les dysfonctionnements techniques du système – dus à un entretien insuffisant, à une filtration déficiente, à la condensation dans le réseau de conduits ou à la corrosion – peuvent toutefois avoir des conséquences désastreuses. Des micro-organismes tels que les moisissures ou les bactéries peuvent alors se multiplier rapidement sur les surfaces humides des conduits, être entraînés par le flux d’air et se propager, à l’insu de tous, au plus profond des pièces.

La HSLU réalise donc des analyses d’hygiène qualifiées conformément à la norme reconnue SWKI VA-104 et aide de manière proactive les exploitants d’installations à atteindre leurs objectifs en matière d’hygiène de l’air. Le laboratoire de technique du bâtiment permet en outre de tester l’efficacité microbienne réelle de nouveaux systèmes de purification de l’air. Pour les fabricants et les fournisseurs, la HSLU rédige des avis d’expertise indépendants sur la conformité de leurs produits aux directives d’hygiène en vigueur.

Légende : Fig. 9+10 : Contrôle d’hygiène d’un système de ventilation. Sur la photo de droite, le taux de transfert de l’air évacué, chargé d’odeurs, vers l’air entrant est mesuré à l’aide d’appareils de mesure. Cela permet de vérifier sur place si les valeurs normatives sont respectées. (Source : OFCL)

Services : aller plus loin que la norme

Le groupe de recherche de la HSLU se considère comme un intermédiaire direct avec le monde professionnel. Il propose aux bureaux d’études, aux entreprises d’installation, aux fabricants et aux gestionnaires immobiliers des prestations axées sur les solutions, qui vont délibérément au-delà des contrôles standard habituels :

• Expertises et analyse des causes : Le groupe de recherche identifie les défaillances du système. De l’état des lieux métrologique aux analyses des dangers et des risques conformément aux réglementations en vigueur, telles que la directive W3 de la SSIGE, les normes SIA 385/1 et 385/2 ainsi que la directive VA 104 de la SICC, en passant par les expertises et les concepts d’autocontrôle, l’équipe formule des recommandations d’action fondées.
• Analyses hautement spécialisées : Les spécialistes rendent visible l’invisible. Qu’il s’agisse de la détection des légionelles par PCR à haute vitesse (ISO 12869), des mesures des particules fines et des COV dans l’air ambiant ou de la microscopie à fluorescence haute résolution, les systèmes techniques du bâtiment sont contrôlés dans les moindres détails.
• Contrôle global de l’hygiène : La santé dans un bâtiment ne se résume pas à la propreté de l’eau. La HSLU adopte une approche globale et associe l’hygiène de l’eau et de l’air à l’analyse du confort thermique, de l’acoustique, de l’éclairage et de la concentration en radon.
• Services de bancs d’essai pour l’industrie : Lorsque les entreprises développent de nouveaux produits, le groupe de recherche « Appareils sanitaires, composants de ventilation et matériaux » procède à des tests indépendants pour évaluer leur durabilité, leur fonctionnalité mécanique et leur compatibilité microbiologique.

(Pour les analyses de laboratoire standard, le groupe de recherche travaille en étroite collaboration avec des partenaires suisses accrédités. Vous trouverez tous les détails concernant ces services sur le site www.hslu.ch/guh.)

Formation continue 2026 : une longueur d’avance grâce aux connaissances pratiques

Les normes évoluant et les technologies ne cessant de progresser, la HSLU transpose directement les derniers résultats de la recherche dans la pratique de l’installation et de la conception. Les formations proposées s’adressent spécifiquement aux professionnels de la conception, de la réalisation et de l’exploitation qui souhaitent maintenir leurs connaissances à jour. Elles transmettent des connaissances conformes aux normes, toujours complétées par des exemples pratiques concrets, des visites de laboratoires et des échanges interdisciplinaires.

Conseil aux entreprises : Pour les grandes entreprises, les hôpitaux ou les sociétés de gestion immobilière, la HSLU conçoit également, sur demande, des formations en interne sur mesure, dispensées directement sur place.

Aperçu des cours phares de l’année 2026 :

• L’hygiène de l’eau potable dans les bâtiments : 24-25 novembre 2026 (STFW Winterthur)
• Systèmes de circulation – Conception et équilibrage hydraulique : 23-24 juin 2026 (STFW Winterthur)
• Prélèvement d’échantillons pour la détection des légionelles : 25 juin 2026 (en allemand) | Mise en œuvre en français en cours de planification
• Transfert efficace de l’énergie thermique dans les réseaux hydrauliques : Lancement le 28 avril 2026
• En vue de 2026 : L’hygiène de l’eau dans les hôpitaux et les maisons de retraite | Exploitation hygiénique et efficace des systèmes de refroidissement par évaporation.

Vous trouverez le programme détaillé des cours, les formulaires d’inscription et les tarifs directement sur la plateforme officielle de formation continue de la HSLU : www.hslu.ch/de-ch/technik-architektur/weiterbildung/fachkurse.

Conclusion : les avantages mesurables pour le secteur

Le groupe de recherche « Santé et hygiène » de la HSLU fait office de partenaire scientifique et pratique pour des installations techniques du bâtiment sûres en Suisse. Une collaboration offre des avantages concrets aux concepteurs, aux installateurs et aux exploitants :

• Minimiser les risques : les failles en matière d’hygiène sont détectées bien avant que des dommages coûteux ou des urgences sanitaires ne surviennent.
• Conception et exploitation conformes aux normes : Il est possible de réaliser des installations à la pointe de la technologie en toute sécurité et dans le respect de la législation (SIA, SVGW, SWKI), tout en optimisant l’efficacité énergétique et l’utilisation des ressources.
• Fiabilité des décisions : Dans le cadre d’assainissements ou d’incidents graves, la HSLU fournit une expertise neutre et scientifiquement fondée, y compris pour les questions juridiques ou liées aux assurances.
• Avantage concurrentiel : Grâce à ces formations continues axées sur la pratique, les compétences techniques de l’entreprise restent toujours à la pointe.

Que vous souhaitiez résoudre un problème technique urgent, obtenir un deuxième avis indépendant ou développer de manière ciblée le savoir-faire de votre équipe, la Haute école de Lucerne est un interlocuteur compétent et orienté vers la pratique.

Cet article s’appuie sur l’article scientifique de Hans Peter Füchslin (coauteurs : Christina Giger, Geraldine Cerretti, Franziska Rölli, Reto von Euw, Benoit Sicre), Haute école de Lucerne – Technique et architecture, Institut de technique du bâtiment et de l’énergie, publié dans « Planer + Installateur » 1·26, p. 20-26. Version révisée par la rédaction.