Carte en couleur montrant la durée pendant laquelle une gouttelette de 100 microns en chute libre à une hauteur initiale de 1,6 mètre est affectée par la température et l'humidité. Pour des humidités relatives (HR) et des températures (T) inférieures à l'arc jaune, la gouttelette tombera au sol dans le nombre de secondes indiqué par l'échelle de couleurs ; au dessus de l'arc, la goutte va s'évaporer complètement dans l'air, n'atteignant jamais le sol. Crédit :Binbin Wang
On pense que le nouveau coronavirus qui cause le COVID-19 se propage par les activités respiratoires naturelles, comme la respiration, parler et tousser, mais on sait peu de choses sur la façon dont le virus est transporté dans l'air.
Rapport de scientifiques de l'Université du Missouri, dans Physique des fluides , sur une étude de la façon dont le flux d'air et le flux de fluide affectent les gouttelettes expirées qui peuvent contenir le virus. Leur modèle comprend une description plus précise de la turbulence de l'air qui affecte la trajectoire d'une gouttelette expirée.
Les calculs avec leur modèle révèlent, entre autres, un effet important et surprenant de l'air humide. Les résultats montrent qu'une humidité élevée peut prolonger jusqu'à 23 fois la durée de vie en suspension dans l'air des gouttelettes de taille moyenne.
Les gouttelettes exhalées dans une respiration humaine normale sont de différentes tailles, d'environ un dixième de micron à 1, 000 microns. En comparaison, un cheveu humain a un diamètre d'environ 70 microns, tandis qu'une particule de coronavirus typique est inférieure à un dixième de micron. Les gouttelettes expirées les plus courantes ont un diamètre d'environ 50 à 100 microns.
Les gouttelettes exhalées par un individu infectieux contiennent des particules virales ainsi que d'autres substances, comme l'eau, lipides, protéines et sel. La recherche a pris en compte non seulement le transport des gouttelettes dans l'air, mais aussi leur interaction avec le milieu environnant, notamment par évaporation.
Les chercheurs ont utilisé une description améliorée de la turbulence de l'air pour tenir compte des fluctuations naturelles des courants d'air autour de la gouttelette éjectée. Ils ont pu comparer leurs résultats à d'autres études de modélisation et à des données expérimentales sur des particules de taille similaire aux gouttelettes exhalées. Le modèle a montré un bon accord avec les données pour le pollen de maïs, qui a un diamètre de 87 microns, environ la même taille que la plupart des gouttelettes expirées.
L'humidité affecte le sort des gouttelettes expirées, car l'air sec peut accélérer l'évaporation naturelle. Dans l'air avec 100% d'humidité relative, les simulations montrent que des gouttelettes plus grosses de 100 microns de diamètre tombent au sol à environ 6 pieds de la source d'expiration. Des gouttelettes plus petites de 50 microns de diamètre peuvent voyager plus loin, jusqu'à 5 mètres, ou environ 16 pieds, en air très humide.
Un air moins humide peut ralentir la propagation. A une humidité relative de 50%, aucune des gouttelettes de 50 microns n'a dépassé 3,5 mètres.
Les enquêteurs ont également examiné un modèle de jet pulsé pour imiter la toux.
« Si la charge virale associée aux gouttelettes est proportionnelle au volume, près de 70% du virus se déposerait au sol lors d'une toux, ", a déclaré l'auteur Binbin Wang. "Le maintien de la distance physique permettrait de remédier de manière significative à la propagation de cette maladie en réduisant le dépôt de gouttelettes sur les personnes et en réduisant la probabilité d'inhalation d'aérosols à proximité de la source infectieuse."
