Visualisation de la propagation des gouttelettes lors de la toux. Les gouttelettes sont codées par couleur par taille. Rouge = grand, vert = moyen, bleu = petit, violet = très petit. Crédit : Shrey Trivedi et al, Université de Cambridge
Une nouvelle étude a montré que la transmission aérienne de COVID-19[feminine est très aléatoire et suggère que la règle des deux mètres (6 pieds) était un nombre choisi dans un « continuum » de risque, plutôt qu’une mesure concrète de la sécurité.
Une équipe d’ingénieurs de l’Université de Cambridge a utilisé la modélisation informatique pour quantifier la propagation des gouttelettes lorsque les gens toussent. Ils ont découvert qu’en l’absence de masques, une personne atteinte de COVID-19 peut infecter une autre personne à une distance de deux mètres, même à l’extérieur.
L’équipe a également constaté que les toux individuelles variaient considérablement et que la distance «de sécurité» aurait pu être fixée entre un et trois mètres ou plus, en fonction de la tolérance au risque d’une autorité de santé publique donnée.
Les résultats, publiés dans la revue Physique des fluides, suggèrent que la distanciation sociale n’est pas une mesure d’atténuation efficace en soi, et soulignent l’importance continue de la vaccination, de la ventilation et des masques alors que nous nous dirigeons vers les mois d’hiver dans l’hémisphère nord.
Malgré l’accent mis sur le lavage des mains et le nettoyage des surfaces au début de la pandémie, il est clair depuis près de deux ans que COVID-19 se propage par transmission aérienne. Les personnes infectées peuvent propager le virus en toussant, en parlant ou même en respirant, lorsqu’elles expulsent des gouttelettes plus grosses qui finissent par se déposer ou des aérosols plus petits qui peuvent flotter dans l’air.
«Je me souviens avoir beaucoup entendu parler de la façon dont COVID-19 se propageait via les poignées de porte au début de 2020, et je me suis dit que si tel était le cas, alors le virus devrait quitter une personne infectée et atterrir à la surface ou se disperser dans l’air à travers un fluide processus mécaniques », a déclaré le professeur Epaminondas Mastorakos du département d’ingénierie de Cambridge, qui a dirigé la recherche.
Mastorakos est un expert en mécanique des fluides : la manière dont les fluides, y compris la respiration expirée, se comportent dans différents environnements. Au cours de la pandémie, lui et ses collègues ont développé divers modèles de propagation du COVID-19.
“Une partie de la façon dont cette maladie se propage est la virologie : combien de virus vous avez dans votre corps, combien de particules virales vous expulsez lorsque vous parlez ou toussez”, a déclaré le premier auteur, le Dr Shrey Trivedi, également du département d’ingénierie. « Mais une autre partie est la mécanique des fluides : ce qui arrive aux gouttelettes une fois qu’elles sont expulsées, c’est là que nous intervenons. En tant que spécialistes de la mécanique des fluides, nous sommes comme le pont entre la virologie de l’émetteur et la virologie du récepteur et nous pouvons aider à l’évaluation des risques.
Dans la présente étude, les chercheurs de Cambridge ont entrepris de « mesurer » ce pont à travers une série de simulations. Par exemple, si une personne toussait et émettait un millier de gouttelettes, combien atteindraient une autre personne dans la même pièce, et quelle serait la taille de ces gouttelettes, en fonction du temps et de l’espace ?
Les simulations ont utilisé des modèles informatiques raffinés résolvant les équations de l’écoulement turbulent, ainsi que des descriptions détaillées du mouvement des gouttelettes et de l’évaporation.
Les chercheurs ont découvert qu’il n’y a pas de coupure nette une fois que les gouttelettes se sont propagées au-delà de deux mètres. Lorsqu’une personne tousse et ne porte pas de masque, la plupart des grosses gouttelettes tombent sur les surfaces voisines. Cependant, des gouttelettes plus petites, en suspension dans l’air, peuvent se propager rapidement et facilement bien au-delà de deux mètres. La distance et la vitesse de propagation de ces aérosols dépendront de la qualité de la ventilation dans la pièce.
En plus des variables entourant le port du masque et la ventilation, il existe également un degré élevé de variabilité dans les toux individuelles. « Chaque fois que nous toussons, nous pouvons émettre une quantité différente de liquide, donc si une personne est infectée par COVID-19, elle pourrait émettre beaucoup de particules virales ou très peu, et en raison des turbulences, elle se propage différemment pour chaque toux, “, a déclaré Trivedi.
“Même si j’expulse le même nombre de gouttelettes à chaque fois que je tousse, parce que le flux est turbulent, il y a des fluctuations”, a déclaré Mastorakos. “Si je tousse, les fluctuations de vitesse, de température et d’humidité signifient que la quantité que quelqu’un obtient à la barre des deux mètres peut être très différente à chaque fois.”
Les chercheurs disent que si la règle des deux mètres est un message efficace et facile à retenir pour le public, ce n’est pas une marque de sécurité, étant donné le grand nombre de variables associées à un virus aéroporté. La vaccination, la ventilation et les masques – bien qu’ils ne soient pas efficaces à 100 % – sont essentiels pour contenir le virus.
“Nous sommes tous désespérés de voir le dos de cette pandémie, mais nous recommandons fortement aux gens de continuer à porter des masques dans les espaces intérieurs tels que les bureaux, les salles de classe et les magasins”, a déclaré Mastorakos. “Il n’y a aucune bonne raison de s’exposer à ce risque tant que le virus est avec nous.”
L’équipe de recherche poursuit cette recherche avec des simulations similaires pour des espaces tels que des salles de conférence qui peuvent aider à évaluer le risque lorsque les gens passent plus de temps à l’intérieur.
Référence : 23 novembre 2021, Physique des fluides.
DOI : 10.1063/5.0070528
