Les étonnants bénéfices éducatifs de l’installation de filtres à air dans les salles de classe (2020)
(vox.com/2020)- Après la fuite de gaz d’Aliso Canyon en 2015, certaines écoles de Los Angeles ont installé des filtres à air dans les salles de classe, et les scores aux examens des élèves ont fortement augmenté, avec des gains maintenus l’année suivante
- Michael Gilraine, de la NYU, analyse ce lien entre l’événement et l’évolution de la réussite scolaire dans son working paper Air Filters, Pollution, and Student Achievement
- Ce qu’ont fait les écoles n’était pas une grande réforme éducative, mais simplement l’installation de filtres à air commerciaux à 700 dollars que l’on branche dans les salles de classe
- Le chiffre clé mis en avant est qu’une dépense de 1 000 dollars peut améliorer les scores d’une classe autant qu’une réduction d’un tiers de la taille de la classe
- Il est encore trop tôt pour généraliser à partir d’une seule étude, mais plusieurs villes pourraient à moindre coût installer des filtres dans certaines écoles afin de recueillir des données supplémentaires
Changements dans les salles de classe après la fuite d’Aliso Canyon
- Le 23 octobre 2015, des employés de Southern California Gas Company ont découvert une fuite massive dans le site de stockage de gaz naturel d’Aliso Canyon, près de Porter Ranch dans la San Fernando Valley
- Après cet incident, plusieurs écoles de Los Angeles ont installé des filtres à air dans les salles de classe
- Par la suite, les scores aux examens des élèves ont fortement progressé, et cette hausse ne s’est pas dissipée l’année suivante
L’analyse de Michael Gilraine
- Michael Gilraine, de la NYU, analyse les conséquences inattendues de la fuite de gaz d’Aliso Canyon dans son working paper Air Filters, Pollution, and Student Achievement
- L’analyse porte sur les filtres à air installés dans les écoles après la fuite de gaz d’Aliso Canyon en 2015 et sur l’évolution de la réussite scolaire des élèves
- Le cas est considéré comme un exemple où les effets observés sont très importants au regard d’un changement matériel pourtant minime
Coût et mode d’intervention
- Le district scolaire n’a ni repensé les bâtiments ni lancé une vaste réforme éducative
- L’équipement installé était un filtre commercial à 700 dollars, utilisable dans n’importe quelle pièce via une simple prise électrique
- La comparaison avancée est que 1 000 dollars suffisent à faire progresser les scores d’une classe autant qu’une réduction d’un tiers de sa taille
Pollution de l’air et performances cognitives
- Ces résultats s’inscrivent dans la continuité des recherches existantes montrant que la pollution de l’air affecte les performances cognitives
- Les exemples cités incluent :
- Ces études montrent que les performances de différents groupes diminuent lorsque l’air est plus pollué
Une question de validation qui se prête à une expérimentation à bas coût
- Si les résultats de Gilraine résistent à des vérifications supplémentaires, l’installation de filtres à air pourrait devenir l’une des interventions de politique éducative les plus rentables
- Elle pourrait en particulier apporter de grands bénéfices aux enfants issus de milieux modestes
- Il est encore trop tôt pour tirer de grandes conclusions d’une seule étude, et quelques villes pourraient à très faible coût installer des filtres à air dans certaines écoles pour recueillir des données supplémentaires
2 commentaires
Une expérience vraiment intéressante.
Avis sur Hacker News
Je suis favorable à l’installation de filtres à air dans les salles de classe pour de nombreuses raisons, mais il est peu probable que les résultats extrêmes de cette étude se maintiennent dans des travaux ultérieurs.
L’article exploite une situation où, à la suite de la plus grande fuite de gaz de l’histoire des États-Unis, la compagnie gazière a installé des filtres dans toutes les salles de classe, bureaux et espaces communs des écoles situées dans un rayon de 5 miles autour du point de fuite, puis compare les performances des écoles de part et d’autre de cette limite à l’aide d’un plan de régression sur discontinuité spatiale.
Mais au bout du compte, cela revient à regarder les scores à des tests de régions, d’années et d’écoles différentes en supposant que « la seule chose qui a changé, ce sont les filtres à air ». Quiconque a déjà enseigné à des enfants sait que les différences d’une classe à l’autre selon les années, les différences entre enseignants et les politiques des établissements peuvent à elles seules faire fortement varier les résultats.
La filtration de l’air intérieur en soi est une bonne chose, mais s’attendre à une hausse aussi spectaculaire des scores aux tests est irréaliste. Cela rappelle les anciens compléments d’huile de poisson, dont de petites études montraient de grands effets sur la santé, avant que la plupart de ces effets ne disparaissent lorsque les échantillons ont grossi et que la qualité des études s’est améliorée.
Une meilleure méthode consisterait à fournir gratuitement des dispositifs de filtration de l’air à certaines écoles, puis à observer s’il y a un effet sans autre changement majeur.
C’est un peu comme regarder une école qui a acheté de nouveaux bus et affirmer que « les nouveaux bus ont fait monter les scores aux tests ». En réalité, les écoles qui achètent beaucoup de nouveaux bus ont probablement vu leur budget augmenter fortement par rapport au passé et disposent de plus d’argent à consacrer aux élèves. Ce changement financier peut compter bien davantage que l’année de fabrication des bus.
Quand un événement imprévu ne s’applique qu’à certains groupes, on peut le considérer comme une expérience naturelle et comparer l’évolution des groupes avant et après l’événement. Le groupe de comparaison n’est pas « aucune variation ».
Le vrai point clé se trouve dans les tableaux 3 et 4. L’effet observé est compatible avec un effet de population nul, et la figure 2 montre qu’on peut tracer une droite à l’intérieur de l’intervalle de confiance, c’est-à-dire une absence d’effet. Cela ne signifie pas qu’il n’y a pas d’effet, mais les preuves sont insuffisantes pour conclure qu’il y en a un, et il ne faut pas prendre l’estimation telle quelle.
Toute étude rencontre sur HN des gens qui expliquent ses défauts en disant « je sais mieux que les autres ». Il n’a sans doute jamais existé, dans l’histoire de l’humanité, un lieu où autant d’expertise soit réunie que HN.
Cela dit, l’important est de savoir quelle valeur on peut tirer de cette étude. Elle n’a pas été publiée comme une réponse parfaite, à la manière de la Bible, mais comme une étude portant sur un événement et des données intéressants ; il faut donc voir ce qu’on peut en retirer.
J’ai fréquenté une bonne école, mais le filtre de la fontaine à eau n’avait pas été remplacé depuis 2005, et on était alors en 2012. C’était un filtre qui aurait normalement dû être changé tous les six mois.
On tient pour acquis que la qualité de l’air et de l’eau aux États-Unis est bonne, mais si l’on teste réellement, il est très probable que nous soyons continuellement exposés à des substances cancérogènes facilement évitables. Aujourd’hui, les fontaines à eau sont faites en plastique (PVC), qui se dissout dans l’eau avec le temps et finit par entraîner une accumulation de nanoplastiques dans le corps. On pourrait facilement l’éviter avec des canalisations en acier, plus coûteuses.
Il y avait de l’amiante dans le plafond du bureau, simplement recouverte de peinture. Je ne pense pas que ce soit aux individus de vérifier et de signaler ce genre de choses, mais l’insuffisance de la réglementation est épuisante. Le budget de l’EPA est lui aussi insuffisant, si bien que chacun doit désormais mener sa propre diligence raisonnable pour éviter que les enfants ne subissent les taux élevés de cancer actuels. Si l’on exclut le cancer du poumon, j’estime que le taux de cancer aux États-Unis est 30 % plus élevé qu’en Europe.
Les meilleurs résultats aux tests pourraient s’expliquer par le fait que les enfants étaient mieux reposés le jour de l’examen, ou par le bourdonnement des machines, qui aurait créé un bruit proche de la méditation et aidé à la concentration. Ou bien pas du tout.
Il y a une analyse visant à vérifier si les données montrent réellement ce qu’on affirme : https://statmodeling.stat.columbia.edu/2020/01/09/filters-be...
L’essentiel est que l’ensemble des résultats est déterminé par un seul point de données et par une tendance linéaire qui, dans le contexte de l’article, n’a théoriquement pas de sens. Le résumé de l’article dit que « les tests de l’air à l’intérieur des écoles avant l’installation des filtres pendant la fuite n’ont détecté aucun polluant lié au gaz naturel ; l’effet des filtres provient donc de l’élimination de polluants atmosphériques ordinaires ». Or cette tendance linéaire sert d’arrière-plan à la grande discontinuité et à la significativité statistique
Cela rappelle aussi les études selon lesquelles administrer des vermifuges à des enfants du tiers-monde apporterait de grands bénéfices, avant que ces résultats ne soient ensuite revus à la baisse : https://www.theguardian.com/society/2015/jul/23/research-glo...
Ce qui est inconfortable dans la vision du monde de Matt Y. en matière de politiques publiques fondées sur la science, c’est qu’il est extrêmement difficile d’étudier les coûts et bénéfices des interventions de politique publique, et difficile d’en tirer quelque chose d’assez significatif pour guider une politique dans des délais réalistes. Même une hypothèse très simple comme « la filtration de l’air améliore les résultats aux tests » semble pouvoir être testée facilement en contrôlant les facteurs de confusion, mais en pratique c’est aussi difficile que cela
https://statmodeling.stat.columbia.edu/2020/01/09/no-i-dont-...
Il existe aussi un ancien fil au sujet du billet de Gelman : https://news.ycombinator.com/item?id=22006595
Le traitement qu’en fait Matt Y. ne met pas assez ce point en avant, mais il dit bien quelque chose dans ce sens à la fin de son article. Il a enterré l’essentiel, mais il n’a pas menti
J’aimerais qu’il y ait davantage de données sur les effets des gaz présents dans l’air sur les humains
Ce que nous savons, c’est à peu près que des niveaux élevés de CO2 dans une pièce réduisent les performances cognitives ; que les niveaux de CO2 dans les sous-marins, bien supérieurs à ceux d’une pièce ordinaire, ne semblent pas affecter les performances cognitives ; que l’installation de filtres à charbon, que cette étude a effectivement examinée, pourrait améliorer les performances en classe ; et que les gens n’aiment pas les pièces étouffantes
Tout cela est compatible avec plusieurs hypothèses. Il se peut que nous ne comprenions pas encore bien le phénomène, ou qu’un gaz autre que le CO2 émis par les humains rende les gens légèrement mal à l’aise et réduise leurs performances cognitives
Le CO2 est un bon indicateur indirect de la qualité de la ventilation dans les espaces où l’air est échangé avec l’extérieur et où les gaz présents dans l’air ne sont pas modifiés séparément. Mais les salles de classe équipées de filtres à charbon et les sous-marins ne sont pas de tels exemples
Par exemple, quand le CO2 montait trop à bord, une personne avait des migraines et ne pouvait alors plus rien faire. Heureusement, la solution était simple : il suffisait d’allumer un épurateur de CO2 supplémentaire
Il n’y a aucune raison particulière pour que le CO2 se comporte différemment dans un sous-marin qu’ailleurs
Beaucoup de ces gaz affectent les performances cognitives. On ne sait pas clairement pourquoi le CO2 lui-même aurait un effet, mais quand le CO2 augmente, les autres choses que nous expirons augmentent aussi
Le CO2 ambiant se situe grosso modo entre 400 et 1000 ppm, soit 0,04 à 0,1 %, et il est assez inerte, donc je ne vois pas très bien quel dommage il pourrait causer. S’il causait réellement des dommages, l’augmentation du CO2 serait un problème bien plus préoccupant que le « simple » changement climatique
Cela dit, la vraie cause me semble plutôt être d’autres gaz
Je ne comprends pas pourquoi ils ont installé des filtres HEPA pour filtrer le GNL et le méthane
Les filtres HEPA, même avec une membrane au charbon, n’éliminent pas le CO2 de manière très efficace, et je me demande s’il est vraiment raisonnable de s’attendre à une baisse des niveaux de CO2
Alors quelle est la vraie conclusion ? Qu’un air plus propre, c’est-à-dire contenant moins de poussière et de virus, est bon pour la productivité ?
Je demande parce que j’aimerais acheter le même type de filtre pour mon lieu de travail. L’article dit qu’ils ont utilisé un filtre en cinq étapes facile à trouver, mais je doute qu’un filtre HEPA à 700 dollars soit le même objet
La plupart des produits vendus dans le commerce comme filtres « à charbon » contiennent trop peu de charbon pour avoir un effet important. Il en faut une quantité assez élevée, et pour certains gaz il peut falloir du charbon spécialement imprégné ou un autre média
Tous les filtres HEPA devraient filtrer l’air de manière similaire, et les différences de prix devraient surtout dépendre de la vitesse à laquelle ils filtrent l’air. Pour une pièce, j’ai acheté un purificateur d’air HEPA à 150 dollars
Acheter un Airthings pour me dire d’ouvrir la fenêtre, avec même l’API Pushover branchée dessus, a été ma plus grande amélioration de productivité de ces dix dernières années
En règle générale, il vaut mieux ouvrir la fenêtre au moins 10 minutes par jour
Dans le passage disant que « les meilleures preuves de Mathematica Policy Research sur l’effet du réseau de charter schools KIPP montrent qu’après trois ans passés à KIPP, il y avait une amélioration significative sur trois des quatre indicateurs de test. Un test d’anglais augmentait de 0,25 écart-type, un autre test d’anglais de 0,22, et l’un des deux tests de mathématiques de 0,28 », je n’arrivais pas à me représenter 0,22 écart-type, alors j’ai cherché
Dans une distribution normale, passer d’un écart-type au-dessus de la moyenne revient à passer du 50e au 84e percentile. Monter de 0,22 écart-type au-dessus de la moyenne revient à peu près à passer du 50e au 55e percentile
Cela signifie aussi que si l’on évite que les enfants tombent malades, les résultats scolaires s’améliorent
L’article ne semble pas préciser le niveau scolaire. Comme les jeunes enfants ont un système immunitaire fragile, il est possible que les absences diminuent et que les notes s’améliorent. Personnellement, mon enfant en CP a aussi manqué pas mal de cours
En revanche, si ce résultat a été observé à partir du CE2, cela pourrait suggérer un phénomène plus important. Le CE2 est un choix arbitraire, et il existe peut-être un âge précis auquel le milieu médical considère que l’immunité d’un enfant s’est significativement renforcée
À titre d’anecdote personnelle, juste après que le Covid a été « fini », notre crèche ressemblait presque à un navire épidémique
Les enfants n’avaient aucune immunité et ont rapidement comblé ce vide. Ça a été une année vraiment horrible
Ensuite, la crèche a reçu une subvention et a installé dans chaque pièce des filtres à air N-95 ainsi que des lampes UV du genre qu’on voit souvent dans les toilettes de restaurants chinois
La différence a été énorme. Les nourrissons et les enfants tombent beaucoup moins malades qu’avant, et quand ils le sont, c’est beaucoup moins grave. Le vaccin contre le RSV a aussi beaucoup aidé
Je ne sais pas très bien quel a été l’élément décisif, mais la combinaison était excellente. Du coup, j’en ai aussi installé chez moi
Quand tout le monde se retrouve à nouveau ensemble, on peut s’attendre à ce que les infections montent en flèche puis redescendent avec le temps à un niveau normal. Cela peut arriver avec ou sans filtres. Bien sûr, les filtres ont probablement aussi un effet positif dans une certaine mesure
S’agit-il peut-être de lampes anti-insectes, qu’on appelle parfois aussi UV ? Les insectes sont attirés par une lumière proche de l’extrémité haute du spectre visible, mais ce qui les tue réellement, ce sont les fils à haute tension
Les seuls UV de désinfection utilisables dans un espace occupé que je connaisse sont des dispositifs suspendus qui n’éclairent que la partie haute, afin que les personnes ne soient pas exposées. J’ai entendu parler de recherches sur des lampes sûres dans la partie encore plus haute des UV, mais en pratique elles provoqueraient toujours des brûlures, sans toutefois pénétrer suffisamment pour traverser la couche de peau morte
La dernière fois que j’avais vérifié, je pensais qu’il était encore en développement, mais je me trompais. Il existe maintenant trois produits concurrents : Arexvy(GSK), Abrysvo(Pfizer), Mresvia(Moderna)
Référence : https://en.wikipedia.org/wiki/Respiratory_syncytial_virus_va...
Pour comparer les prix des vaccins, je regarde généralement cette clinique en Thaïlande : https://www.thaitravelclinic.com/cost.html
Le vaccin contre le RSV est extrêmement cher, même plus cher que le vaccin contre le HPV. Un prix supérieur à 200 dollars est incroyablement élevé dans un pays en développement comme la Thaïlande
Je n’avais jamais entendu parler de lampes UV dans les toilettes de restaurants chinois. S’il existe un lien Amazon ou Alibaba, j’aimerais en savoir plus
Dans la recherche en santé, il existe une hiérarchie des niveaux de preuve bien établie, et cette étude serait classée comme une preuve de faible qualité, car il est difficile de contrôler les autres facteurs
Pour le contexte, voir https://gdt.gradepro.org/app/handbook/handbook.html#h.3183vu...
Dans les études sur la pollution et les effets sur la santé, les facteurs de confusion ont souvent plus d’influence sur les résultats de santé que les polluants comme les niveaux de particules fines ; il faut donc contrôler fortement ces facteurs de confusion pour estimer l’effet
L’ampleur de l’effet dans cette étude suggère fortement des facteurs de confusion, plutôt qu’un effet réel des particules ou d’autres polluants. Pour agir au niveau des politiques publiques en espérant un effet important, il faudrait un plan d’étude bien meilleur
Installer des filtres pour améliorer globalement la qualité de l’air est une bonne chose, mais il est difficile de s’appuyer sur cette étude pour justifier des bénéfices du niveau qu’elle suggère
C’est seulement un peu lié, mais c’est l’une des raisons pour lesquelles j’utilise un rafraîchisseur d’air par évaporation chez moi
Pendant 4 mois par an, je laisse les fenêtres ouvertes 24 h/24. Entendre les oiseaux le matin me paraît beaucoup plus agréable que d’être enfermé dans une boîte climatisée