Lorsqu’une personne tousse, parle ou simplement respire, elle projette de minuscules gouttelettes dans l’air ambiant. Les plus petites d’entre elles sont capables d’y flotter des heures durant. Or, de solides preuves scientifiques indiquent que ces gouttelettes peuvent contenir des coronavirus vivants, si la personne qui les a émises est infectée.
Jusqu’à la semaine dernière néanmoins, le risque lié à ces aérosols n’était pas pris en compte dans les recommandations officielles de l’Organisation mondiale de la santé (OMS). L’OMS suggérait en effet que le risque de transmission du coronavirus était plutôt lié aux grosses gouttelettes projetées aux visages des personnes alentour lorsqu’un individu malade était pris d’une quinte de toux ou se mettait à éternuer, plutôt qu’à la persistance du virus dans l’air ambiant.
Cette vision des choses n’a changé que sous la pression des scientifiques : le 6 juillet dernier, plus de 200 d’entre eux ont publié une lettre ouverte mettant en garde contre la transmission du Covid-19 par aérosol et invitant l’OMS à reconnaître ce risque. La réponse de l’organisation ne s’est pas fait attendre : dans l’après-midi du jeudi 9 juillet, elle a procédé à une mise à jour dans laquelle elle reconnaît, quoi qu’avec quelque hésitation, l’existence d’un nombre croissant de preuves accréditant la possibilité d’une dissémination de la maladie par voie aérienne.
En tant que professeurs spécialisés dans l’étude de la dynamique des fluides et des aérosols, nous pensons qu’il est important que les gens comprennent les risques liés à ce mode de diffusion, et ce qu’ils peuvent faire pour s’en protéger.
Qu’est-ce qu’un aérosol et comment se propage-t-il ?
Les aérosols sont constitués de particules en suspension dans l’air. Lorsque l’être humain respire, parle, chante, tousse ou éternue, il émet des gouttelettes qui se mélangent à l’air ambiant, formant un « aérosol respiratoire ». Étant donné que les grosses gouttelettes tombent rapidement au sol, lesdits aérosols respiratoires sont souvent décrits comme étant composés de très petites gouttelettes de moins de 5 microns de diamètre, soit environ un dixième de la largeur d’un cheveu humain.
En général, des gouttelettes se forment lorsqu’une « feuille » de liquide se brise. Si vous avez déjà fait des bulles de savon, vous avez probablement été témoin de ce phénomène : parfois, lorsqu’on souffle, la bulle ne se forme pas complètement, mais se fragmente en une multitude de gouttelettes.
Un phénomène similaire se produit dans les voies respiratoires de l’être humain, lesquelles sont souvent recouvertes d’un liquide, le mucus. Celui-ci forme parfois de petites feuilles et des « brins » à la surface des voies respiratoires, en particulier aux endroits où elles s’ouvrent et se ferment régulièrement. On le constate par exemple au plus profond des poumons, lorsque les bronchioles et les sacs alvéolaires se dilatent et se contractent pendant la respiration, au sein du larynx, lorsque les cordes vocales vibrent pendant qu’est produite la parole, ou encore dans la bouche, lorsque la langue et les lèvres bougent au cours d’une discussion. Le flux d’air produit par la respiration, la parole ou la toux fait alors éclater ces feuilles de mucus, tout comme lorsqu’on souffle trop fort dans une bulle de savon.
La taille des gouttelettes varie selon leur endroit d’origine et la façon dont elles sont produites dans les voies respiratoires. Bien que la toux soit le mécanisme qui génère la plus grande quantité de gouttelettes, des recherches ont montré que deux à trois minutes de conversation peuvent en produire autant qu’une quinte de toux.
Les gouttelettes de moins de 5 microns peuvent rester en suspension dans l’air pendant de nombreuses minutes, voire pendant des heures, car l’effet de la résistance de l’air sur elles est beaucoup plus important que celui de la gravité. En outre, la teneur en eau des gouttelettes contenant des virus diminue lorsqu’elles se retrouvent en suspension dans l’air, en raison de l’évaporation. Toutefois, même si la plus grande partie du liquide s’évapore, ces gouttelettes ne disparaissent pas : elles deviennent juste plus petites. Or plus la taille d’une gouttelette diminue, plus elle restera longtemps en suspension dans l’air. Qui plus est, les gouttelettes de plus petit diamètre pénètrent plus efficacement et plus profondément dans le système pulmonaire, ce qui augmente le risque d’infection.
Les recommandations de l’OMS suggèrent que l’ARN viral présent dans de petites gouttelettes n’est, dans la plupart des cas, pas viable. Cependant, des recherches préliminaires menées sur le virus SARS-CoV-2 ont montré que celui-ci reste viable pendant 3 heures dans les aérosols.
Les masques protègent-ils de la transmission par aérosol ?
Les masques sont absolument nécessaires pour se protéger et protéger les autres contre la transmission par aérosol. Leur fonction est double.
Tout d’abord, ils filtrent l’air expiré, capturant les gouttelettes respiratoires et réduisant ainsi le risque d’exposition des personnes alentour. Cette fonction est particulièrement importante, car les masques sont très efficaces pour capturer les plus grosses des gouttelettes, qui sont les plus susceptibles de transporter de plus grandes quantités de virus. Cela évite que de telles gouttelettes n’affectent directement les autres, ou qu’elles ne s’évaporent peu à peu en gouttelettes plus petites qui pourraient circuler dans l’air.
La seconde fonction de ce type de protection est de réduire la vitesse du souffle d’air produit par les éternuements, la toux ou la parole. La diminution de la vélocité de l’air expulsé réduit la distance sur laquelle les gouttelettes auraient initialement pu être transportées dans l’environnement de la personne.
Il est toutefois important de réaliser que la protection offerte par les masques varie en fonction du matériau dont ils sont faits et de la façon dont ils s’adaptent sur le visage. Quoi qu’il en soit, le port du masque est essentiel pour réduire le risque d’infection lié à l’exposition à un air ambiant contaminé.
Rester à 2 mètres est suffisant pour être en sécurité ?
NDLR : en France, la recommandation en matière de distanciation physique est 1 mètre, basée sur les recommandations de l’OMS
La recommandation de maintenir une distanciation physique de 2 mètres (6 pieds) s’appuie sur une étude de W.F. Wells qui a montré qu’une goutte d’eau expulsée par un individu tombe sur le sol ou s’évapore à une distance d’environ 2 mètres. L’étude n’a cependant pas tenu compte de l’évaporation et du fait le noyau d’une gouttelette chargée de virus reste dans l’air, ce qui signifie que le risque d’infection demeure.
Par conséquent, si le fait de se tenir à 2 mètres de ses voisins constitue bien un moyen de limiter l’exposition, ce n’est peut-être pas suffisant dans toutes les situations, en particulier dans les pièces fermées et mal ventilées.
En intérieur, comment se protéger des aérosols ?
Les stratégies visant à atténuer le risque d’infection par aérosols sont similaires aux stratégies visant à rester au sec lorsqu’il pleut. Plus vous restez longtemps sous la pluie, et plus il pleut fort, plus vous serez mouillé. De même, plus vous êtes exposé à des gouttelettes infectieuses, et plus vous passez de temps dans un tel environnement, plus le risque d’infection est élevé. Atténuer ce risque revient donc à diminuer à la fois la concentration en aérosols et la durée d’exposition. Comment faire ?
Une ventilation accrue permet de diminuer les concentrations en aérosols. Il faut cependant éviter de faire recirculer le même air, à moins que celui-ci ne puisse être filtré efficacement avant d’être réutilisé. Dans la mesure du possible, ouvrez les portes et les fenêtres pour augmenter le flux d’air frais.
Autre possibilité, complémentaire, pour réduire les concentrations en aérosols à l’intérieur : diminuer le nombre de sources d’émission – autrement dit le nombre de personnes, et s’assurer que les masques sont portés en permanence.
Certaines solutions techniques permettant de désactiver le virus peuvent aussi être mises en œuvre, telles que la diffusion de lumière ultraviolette germicide. Mais en définitive, le moyen le plus efficace pour limiter le risque d’infection est de passer le moins de temps possible dans des lieux mal ventilés et surpeuplés.
Amir Mofakham, chercheur associé en génie mécanique à l’Université de Clarkson, a contribué à cet article.