L’Organisation mondiale de la santé et les Centers for Disease Control recommandent de garder une certaine distance entre les personnes pour empêcher la propagation du COVID-19. Ces recommandations de distanciation sociale sont estimées à partir de diverses études, mais des recherches supplémentaires sur le mécanisme précis du transport du virus d’une personne à une autre sont encore nécessaires.
Dans Physique des fluides, par AIP Publishing, des chercheurs de l’Université Stony Brook, de Harvard, de l’ETH Zurich et de l’Université Hanyang démontrent qu’une respiration normale à l’intérieur sans masque peut transporter des gouttelettes de salive capables de transporter des particules virales à une distance de 2,2 mètres, ou 7,2 pieds, en l’espace de 90 secondes.
L’utilisation d’un masque facial réduit considérablement la distance parcourue par ces gouttelettes. Après près de deux minutes, les gouttelettes de salive restreintes par un masque n’avaient parcouru que 0,72 mètre, sous 2,4 pieds et bien en deçà de la distance de 1,8 mètre, ou 6 pieds, suggérée par le CDC.
L’étude a utilisé des simulations informatiques avec un modèle plus réaliste pour la situation d’intérêt que ceux utilisés dans les études précédentes. Des travaux antérieurs considéraient le transport d’aérosols après avoir toussé ou éternué, tandis que cette étude portait spécifiquement sur la respiration humaine normale. Une respiration normale produit des jets périodiques qui contiennent des gouttelettes de salive, mais la vitesse à laquelle le jet se déplace est inférieure au dixième de celle d’une toux ou d’un éternuement.
Les enquêteurs ont découvert que même une respiration normale produit un champ complexe de tourbillons qui peuvent éloigner les gouttelettes de salive de la bouche de la personne. Le rôle de ces tourbillons n’a pas encore été compris.
Nos résultats montrent qu’une respiration normale sans masque facial génère des jets de fuite périodiques et des anneaux de vortex circulaires principaux qui se propagent vers l’avant et interagissent avec les structures d’écoulement tourbillonnaire produites lors des cycles respiratoires précédents.. »
Ali Khosronejad, auteur de l’étude, Institut américain de physique
Ce champ de vorticité complexe peut transporter des gouttelettes d’aérosol sur de longues distances. Un masque facial dissipe l’énergie cinétique du jet produit par une respiration expirée, perturbant les tourbillons et limitant le mouvement des gouttelettes chargées de virus.
Les enquêteurs ont examiné l’effet de l’évaporation des gouttelettes de salive. En l’absence de masque, ils ont découvert que les gouttelettes de salive près de l’avant du panache de souffle expiré s’étaient partiellement évaporées, atteignant une taille de seulement un dixième de micron. Dans l’air intérieur stagnant, des gouttelettes de cette taille ne se déposeraient pas au sol pendant des jours.
L’utilisation d’un masque redirige partiellement le souffle expiré vers le bas et limite considérablement le mouvement vers l’avant du panache, de sorte que le risque de gouttelettes en suspension restant dans l’air est considérablement réduit.
« Pour simplifier le processus de respiration, nous n’avons pas pris en compte le flux du mélange air-salive par le nez et avons uniquement pris en compte le flux par la bouche », a déclaré Khosronejad. « Dans de futures études, nous explorerons l’effet d’une respiration normale par le nez et la bouche. »
La source:
Institut américain de physique
Référence de la revue :
Khosronejad, A., et al. (2021) Une étude informatique du transport de particules expiratoires et de la dynamique des vortex pendant la respiration avec et sans masques faciaux. Physique des fluides. doi.org/10.1063/5.0054204.
