La toux répétée affecte négativement l'efficacité de filtrage des masques faciaux

Revu par Emily Henderson, B.Sc.16 juin 2020

On pense que les masques faciaux ralentissent la propagation des virus, y compris le nouveau coronavirus qui cause le COVID-19, mais on sait peu de choses sur leur efficacité.

Dans un numéro de Physique des fluides, par AIP Publishing, Talib Dbouk et Dimitris Drikakis, de l'Université de Nicosie à Chypre, utilisent des modèles informatiques précis pour cartographier les schémas d'écoulement attendus des petites gouttelettes libérées lorsqu'une personne portant un masque tousse à plusieurs reprises.

Des travaux antérieurs de ce groupe de recherche ont montré que des gouttelettes de salive peuvent parcourir 18 pieds en cinq secondes lorsqu'une personne non masquée tousse. Ce nouveau travail a utilisé un modèle étendu pour considérer l'effet des masques faciaux et des cycles multiples de toux.

Les résultats montrent que les masques peuvent réduire la transmission des gouttelettes en suspension dans l'air. Cependant, l'efficacité de filtrage des masques est affectée négativement par la toux répétée, comme cela peut se produire lorsqu'un individu est malade. La toux répétée réduit l'efficacité, laissant passer beaucoup plus de gouttelettes.

Le modèle a été créé à l'aide d'équations mathématiques complexes pour la turbulence et d'autres effets d'écoulement. Une séquence de toux a été modélisée en appliquant plusieurs cycles d'impulsions de vitesse dirigées vers l'avant aux gouttelettes initiales. Les chercheurs ont effectué des simulations numériques qui tiennent compte des interactions des gouttelettes avec le filtre poreux dans un masque chirurgical.

Les résultats sont alarmants. Même lorsqu'un masque est porté, certaines gouttelettes peuvent parcourir une distance considérable, jusqu'à 1 mètre, pendant les périodes de toux légère. Sans masque, les gouttelettes voyagent deux fois plus loin, cependant, le port d'un masque vous aidera. Un masque diminue également le nombre de gouttelettes qui s'échappent du côté du masque mais ne parvient pas à l'éliminer complètement.

Ces calculs ont également révélé un effet sur la taille des gouttelettes en raison de l'écoulement turbulent rencontrant le masque, s'échappant et pénétrant dans l'environnement.

La taille des gouttelettes change et fluctue continuellement pendant les cycles de toux en raison de plusieurs interactions avec le masque et le visage. « 

Dimitris Drikakis, Université de Nicosie à Chypre

Dbouk a expliqué comment la taille des gouttelettes pouvait changer. « Les masques diminuent l'accumulation de gouttelettes au cours de cycles de toux répétés », a déclaré Dbouk. « Cependant, il n'est pas clair si les grosses gouttelettes ou les petites sont plus contagieuses. »

« L'utilisation d'un masque ne fournira pas une protection complète », a déclaré Drikakis. « Par conséquent, la distance sociale reste essentielle. » Pour les travailleurs de la santé, les enquêteurs recommandent un équipement de protection individuelle beaucoup plus complet, y compris des casques avec filtres à air intégrés, des écrans faciaux, des blouses jetables et des doubles ensembles de gants.

Les enquêteurs ont également exhorté les fabricants et les autorités réglementaires à envisager de nouveaux critères d'évaluation des performances des masques qui tiennent compte de la physique des écoulements et de la dynamique de la toux. Ils ont également proposé un nouveau critère pour l'évaluation des performances des masques.