Comprendre comment les particules du nouveau coronavirus se déplacent dans une pièce

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Photo représentative: Alexandre Pellaes / Unsplash.

Il ne faut pas longtemps aux particules de coronavirus en suspension dans l’air pour se frayer un chemin dans une pièce. Au début, seules les personnes assises près d’un locuteur infecté courent un risque élevé, mais au fur et à mesure que la réunion ou le cours se poursuit, les minuscules aérosols peuvent se propager.

Cela ne signifie pas pour autant que tout le monde est confronté au même niveau de risque.

En tant qu’ingénieur, j’ai mené des expériences sur la façon dont les aérosols se déplacent, y compris ceux dont la taille peut transporter des virus.

Ce que j’ai trouvé est important à comprendre car de plus en plus de gens retournent dans les universités, les bureaux et les restaurants et de plus en plus de réunions se déplacent à l’intérieur lorsque les températures chutent. Il indique les zones les plus à risque dans les pièces et explique pourquoi une ventilation adéquate est cruciale.

Comme nous l’avons vu la semaine dernière avec le président Donald Trump et d’autres à Washington, le coronavirus peut se propager rapidement de près si des précautions ne sont pas prises. Les campus universitaires ont également été aux prises avec le COVID-19. Les cas parmi les 18 à 22 ans ont plus que doublé dans le Midwest et le Nord-Est après la réouverture des écoles en août.

À mesure que le nombre de cas augmente, le risque pour quiconque passe du temps dans ces pièces augmente également.

Une expérience montre qui est le plus à risque

La plupart des modèles actuels décrivant le rôle de la ventilation sur le sort des microbes en suspension dans l’air dans une pièce supposent que l’air est bien mélangé, avec une concentration de particules uniforme partout. Dans une pièce mal ventilée ou dans un petit espace, c’est probablement vrai. Dans ces scénarios, la salle entière est une région à haut risque.

Cependant, dans les grands espaces, comme les salles de classe, une bonne ventilation réduit les risques, mais probablement pas de manière uniforme. Mes recherches montrent que le niveau de risque dépend beaucoup de la ventilation.

Pour comprendre comment le coronavirus peut se propager, nous avons injecté des particules d’aérosol de taille similaire à celles des humains dans une pièce, puis les avons surveillées avec des capteurs. Nous avons utilisé une salle de classe universitaire de 30 pieds sur 26 pieds conçue pour accueillir 30 étudiants qui avaient un système de ventilation conforme aux normes recommandées.

Lorsque nous avons libéré des particules à l’avant de la classe, elles ont atteint le fond de la salle en 10 à 15 minutes. Cependant, en raison de la ventilation active dans la pièce, les concentrations à l’arrière, à environ 20 pieds de la source, représentaient environ un dixième des concentrations proches de la source.

Cela suggère qu’avec une ventilation appropriée, le risque le plus élevé de contracter le COVID-19 pourrait être limité à un petit nombre de personnes à proximité du locuteur infecté. À mesure que le temps passé à l’intérieur avec un haut-parleur infecté augmente, le risque s’étend à toute la pièce, même si la ventilation est bonne.

Le CDC reconnaît enfin le risque d’aérosol

Dans le passé, la transmission des maladies respiratoires s’est concentrée sur le rôle des particules plus grosses qui sont générées lorsque nous éternuons et toussons. Ces gouttelettes tombent rapidement au sol et la distance sociale et le port du masque peuvent en grande partie empêcher leur infection.

La plus grande préoccupation maintenant est le rôle des minuscules particules appelées aérosols qui sont générées lorsque nous parlons, chantons ou même respirons. Ces particules, souvent inférieures à 5 micromètres, peuvent s’échapper des masques en tissu et rester dans l’air jusqu’à environ 12 heures. Les Centers for Disease Control and Prevention ont finalement reconnu ce risque le 5 octobre après que Trump a été hospitalisé et que plusieurs autres personnes dans ou à proximité de l’administration ont été testées positives pour le COVID-19.

Bien que ces particules plus petites transportent en moyenne moins de virus que les particules plus grosses que les personnes émettent lorsqu’elles toussent ou éternuent, la forte infectivité du SRAS-CoV-2 combinée à la charge virale élevée avant l’apparition des symptômes rend ces particules importantes pour la transmission des maladies aéroportées.

Quelle est la ventilation suffisante?

Pour minimiser la transmission du COVID-19 à l’intérieur, la principale recommandation du CDC est d’éliminer la source de l’infection. L’apprentissage à distance a effectivement fait cela sur de nombreux campus. Pour l’enseignement en face à face, des mesures techniques telles que la ventilation, les écrans de séparation et les unités de filtration peuvent éliminer directement les particules de l’air.

De tous les contrôles techniques, la ventilation est probablement l’outil le plus efficace pour minimiser la propagation de l’infection.

Comprendre comment la ventilation réduit vos risques de contracter le COVID-19 commence par les taux de renouvellement de l’air. Un échange d’air d’un par heure signifie que l’air fourni à la pièce pendant une heure est égal au volume d’air de la pièce. Le taux de renouvellement de l’air varie de moins d’un pour les maisons à environ 15-25 pour les salles d’opération des hôpitaux.

Pour les salles de classe, la réglementation actuelle du débit d’air primaire correspond à un renouvellement d’air d’environ six par heure. Cela signifie que toutes les 10 minutes, la quantité d’air amené dans la pièce est égale à celle du volume de la pièce.

La hauteur de la concentration dépend en partie du nombre de personnes dans la pièce, de leur émission et du taux de renouvellement de l’air. La distance sociale réduisant de moitié la population des classes et tout le monde portant des masques, l’air dans de nombreux espaces intérieurs est en fait plus propre maintenant qu’il ne l’était avant la pandémie.

Parties de la pièce à éviter

Il est important de se rappeler que toutes les parties d’une pièce ne sont pas exposées au même risque.

Les coins de la pièce auront probablement un échange d’air plus faible – les particules peuvent donc y rester plus longtemps.

Être à proximité d’un évent de sortie d’air pourrait signifier que des particules en suspension dans l’air du reste de la pièce pourraient vous emporter. Une étude du flux d’air de ventilation dans un restaurant en Chine a retracé son rôle dans plusieurs maladies COVID-19 parmi les clients.

Environ 95% des particules dans la pièce seront éliminées par un système de ventilation fonctionnant correctement en 30 minutes, mais une personne infectée dans la pièce signifie que ces particules sont également émises en continu. Le rythme d’élimination des particules peut être accéléré en augmentant le taux de renouvellement de l’air ou en ajoutant d’autres contrôles techniques tels que des unités de filtration. L’ouverture des fenêtres augmentera également souvent le taux de renouvellement d’air effectif.

Alors que les écoles, les restaurants, les centres commerciaux et autres espaces communs commencent à accueillir plus de personnes à l’intérieur, comprendre les risques et suivre les recommandations du CDC peut aider à minimiser la propagation de l’infection.

Suresh Dhaniyala est le professeur distingué Bayard D. Clarkson de génie mécanique et aéronautique, Université Clarkson. Cette histoire a été mise à jour avec les nouvelles directives du CDC sur les aérosols.

Cet article a été republié depuis La conversation sous une licence Creative Commons. Lisez l’article original.

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