Les particules de virus respiratoires sont susceptibles de parcourir une plus grande distance qu’on ne le pensait

L’étude de modélisation soulève des questions sur la mesure dans laquelle les gouttelettes respiratoires, telles que celles qui transmettent le virus qui cause le COVID-19, peuvent voyager avant de devenir inoffensives. Les particules en suspension dans l’air porteuses du virus peuvent-elles rester infectieuses non seulement sur quelques pieds mais sur plus de 200 pieds, bien au-delà de la longueur d’une patinoire de hockey ?

Des expériences remontant aux années 1930 ont suggéré deux voies pour les gouttelettes respiratoires telles que celles des éternuements ou de la toux. Soit il est volumineux et lourd, tombant au sol sans grande chance de blesser une autre personne. Ou il est si petit et léger qu’il sèche presque instantanément, reste en suspension dans l’air mais devient inoffensif très rapidement. La déshydratation rend les virus « enveloppés » tels que les coronavirus incapables d’infection.

Mais une nouvelle étude menée par des scientifiques du Pacific Northwest National Laboratory du ministère de l’Énergie suggère une troisième option – que de minuscules particules respiratoires peuvent rester humides et en suspension dans l’air plus longtemps et sur une plus grande distance que ne le pensaient les scientifiques.

Il y a des rapports de personnes contractant un coronavirus sous le vent d’une personne infectée ou dans une pièce plusieurs minutes après que la personne infectée a quitté cette pièce.

Leonard Pease, auteur de l’étude correspondante

Les résultats ont été publiés dans le numéro de février de la revue Communication internationale en transmission de chaleur et de masse.

« La notion selon laquelle les virus enveloppés peuvent rester bien hydratés et donc entièrement infectieux sur de grandes distances est cohérente avec les observations du monde réel. Les gouttelettes respiratoires infectieuses peuvent persister plus longtemps que nous ne le pensions », a ajouté Bees.

L’équipe du PNNL s’est longuement penchée sur le mucus qui recouvre le brouillard respiratoire que les gens exhalent de leurs poumons. Les scientifiques savent que le mucus permet à de nombreux virus de voyager plus loin qu’ils ne le feraient autrement, leur permettant de passer d’une personne à l’autre.

La sagesse conventionnelle veut que de très petites gouttelettes volatiles de seulement quelques microns de diamètre, telles que celles produites dans les poumons, se dessèchent dans l’air presque instantanément, devenant inoffensives. Mais l’équipe du PNNL a découvert que le mucus modifie l’équation.

L’équipe a découvert que la croûte de mucus qui entoure les gouttelettes respiratoires réduit probablement le taux d’évaporation, augmentant le temps pendant lequel les particules virales à l’intérieur des gouttelettes restent humides. Étant donné que les virus enveloppés tels que le SRAS-CoV-2 ont un revêtement gras qui doit rester humide pour que le virus devienne infectieux, une évaporation lente permet aux particules virales d’être infectieuses plus longtemps.

L’équipe estime que les gouttelettes couvertes de mucus peuvent rester humides jusqu’à 30 minutes et parcourir jusqu’à 200 pieds.

« Alors que de nombreux facteurs ont été suggérés comme variables dans la propagation du COVID, le mucus reste largement ignoré », a déclaré Pease.

Les auteurs de l’article sont Biz, Nora Wang Isram, Gurihar Kulkarni, Julia Flaherty et Caroline Burns.

Voyages viraux entre les bureaux

Se concentrer sur le mucus permet de répondre à une autre question : comment le virus se déplace-t-il dans un immeuble de bureaux à plusieurs pièces.

La liaison des gouttelettes respiratoires est la première étape pour que le virus se déplace dans l’air et infecte ceux qui le respirent. La chimiste Caroline Burns avait pour tâche de créer Gouttelettes respiratoires artificielles pour étudier comment les particules se déplacent d’une pièce à l’autre.

Finalement, Burns a opté pour deux matériaux pour transporter des particules synthétiques de type viral. L’un d’eux était le mucus bovin. L’autre est l’alginate de sodium, un composé dérivé d’algues brunes. Le composé est couramment utilisé comme agent épaississant dans les aliments tels que la crème glacée et le fromage.

L’équipe a utilisé un atomiseur pour disperser les gouttelettes dans une seule pièce dans un bâtiment de laboratoire à plusieurs pièces. Ensemble, les gouttes et l’atomiseur simulent la crise de toux d’une personne, libérant les particules pendant environ une minute dans la chambre source. Une équipe dirigée par Alex Vlachokostas et Burns a mesuré les niveaux de gouttelettes dans deux pièces adjacentes avec la ventilation contrôlée du bâtiment.

Les résultats expérimentaux de l’équipe, publiés le 19 janvier dans Indoor Air, reflètent ceux d’une étude de modélisation précédente, publiée l’année dernière dans la revue Building and Environment.

Les scientifiques ont découvert que les niveaux de filtration faibles et élevés étaient efficaces pour réduire les niveaux de gouttelettes respiratoires dans toutes les pièces. La filtration abaisse rapidement les niveaux de gouttelettes dans les pièces adjacentes ; Dans environ trois heures, à un tiers du niveau ou moins sans filtrage.

L’équipe a également constaté que l’augmentation de la ventilation réduisait rapidement les niveaux de particules dans la pièce source. Mais les niveaux de particules dans les autres pièces connectées ont immédiatement bondi ; Les niveaux ont augmenté après 20 à 45 minutes avec de forts changements d’air entraînant une augmentation de l’altitude. Enfin, après la montée initiale, les niveaux de gouttelettes dans toutes les chambres ont progressivement diminué après trois heures avec filtration et après cinq heures sans filtration.

Les scientifiques disent que l’augmentation de l’échange d’air pour les endroits surpeuplés peut être bénéfique dans certaines situations, comme les grandes conférences ou les rassemblements scolaires, mais que dans des conditions normales de travail et d’école, cela peut en fait augmenter les taux de transmission dans toutes les pièces du bâtiment.

« Si vous êtes dans une pièce en aval et que vous n’êtes pas la source du virus, vous ne seriez probablement pas mieux avec plus de ventilation », a déclaré Pease.