L'Organisation mondiale de la santé a averti que la transmission par aérosol du COVID-19 est sous-estimée. Si la propagation des aérosols est confirmée comme étant importante, comme suspecté, nous devrons reconsidérer les lignes directrices sur la distanciation sociale, systèmes de ventilation et espaces partagés.

Un groupe de chercheurs de l'Université Heriot-Watt et de l'Université d'Édimbourg au Royaume-Uni pense qu'une meilleure compréhension des différents comportements des gouttelettes et de leurs différents mécanismes de dispersion en fonction de la taille des gouttelettes est également nécessaire.

Dans Physique des fluides , le groupe présente un modèle mathématique qui délimite clairement les petites, gouttelettes de taille moyenne et grande. Des formules simples peuvent être utilisées pour déterminer la portée maximale d'une gouttelette.

Cela a des implications importantes pour comprendre la propagation des maladies aéroportées, comme le COVID-19, car leurs tests de dispersion ont révélé l'absence de gouttelettes de taille intermédiaire, comme prévu.

"La physique du flux d'une personne qui tousse est complexe, impliquant des jets turbulents et une évaporation de gouttelettes, " a déclaré Cathal Cummins, de l'Université Heriot-Watt. « Et la montée du COVID-19 a révélé les lacunes dans nos connaissances de la physique des stratégies de transmission et d’atténuation. »

Une telle lacune dans la physique est un clair, description simple de l'endroit où les gouttelettes individuelles vont lorsqu'elles sont éjectées.

"Nous voulions développer un modèle mathématique de la respiration d'une personne qui pourrait être exploré analytiquement pour examiner la physique dominante en jeu, " a déclaré Cummins.

Comme une personne respire, ils émettent des gouttelettes de différentes tailles qui ne suivent pas nécessairement fidèlement le flux d'air.

"Nous représentons la respiration comme une source ponctuelle d'air et de gouttelettes et incluons un puits ponctuel pour modéliser l'effet de l'extraction de l'air et des gouttelettes, " a déclaré Cummins. " Pour prendre en compte leurs différences de taille et de densité, on utilise l'équation de Maxey-Riley, qui décrit le mouvement d'une sphère rigide petite mais de taille finie à travers un fluide."

Ce travail donne aux chercheurs un cadre général pour comprendre la dispersion des gouttelettes. La simplicité du modèle démontre que la bimodalité pourrait en fait être une propriété des gouttelettes elles-mêmes, et le groupe fournit des formules pour prédire quand ces gouttelettes auront de courtes portées.

"Notre étude montre qu'il n'y a pas de relation linéaire entre la taille et le déplacement des gouttelettes, les petites et les grandes gouttelettes voyageant plus loin que les moyennes, " a déclaré Felicity Mehendale, co-auteur et chirurgien universitaire à l'Université d'Édimbourg. "Nous ne pouvons pas nous permettre d'être complaisants à propos des petites gouttelettes. L'EPI est une barrière efficace contre les grosses gouttelettes, mais peut être moins efficace pour les petites."

Comme solution, Mehendale a eu l'idée de créer un dispositif d'extraction d'aérosol. L'équipe travaille sur des plans pour fabriquer l'extracteur d'aérosols pour assurer la sécurité des cliniciens pendant un large éventail de procédures génératrices d'aérosols effectuées régulièrement en médecine et en dentisterie. Des unités d'extraction placées à proximité des sources de gouttelettes peuvent piéger efficacement les gouttelettes, si leur diamètre est inférieur à celui d'un cheveu humain.

"Cela a des implications importantes pour la pandémie de COVID-19, " a déclaré Cummins. " Les gouttelettes plus grosses seraient facilement capturées par les EPI, tels que les masques et les écrans faciaux. Mais des gouttelettes plus petites peuvent pénétrer dans certaines formes d'EPI, donc un extracteur pourrait aider à réduire la faiblesse de notre défense actuelle contre le COVID-19 et les futures pandémies. »

Mehendale a déclaré qu'une meilleure compréhension du comportement des gouttelettes aiderait à « informer les directives de sécurité pour les procédures générant des aérosols, et il sera pertinent pendant les pandémies actuelles et futures, ainsi que pour d'autres maladies infectieuses. Ce modèle mathématique peut également servir de base pour modéliser l'impact sur la dispersion des gouttelettes des systèmes de ventilation existant dans une gamme d'espaces cliniques. »