Porter un masque. Restez à six pieds l'un de l'autre. Évitez les grands rassemblements. Alors que le monde attend un vaccin sûr et efficace, le contrôle de la pandémie de COVID-19 repose sur un respect généralisé de ces directives de santé publique. Mais comme le temps plus froid oblige les gens à passer plus de temps à l'intérieur, bloquer la transmission des maladies deviendra plus difficile que jamais.

Lors de la 73e réunion annuelle de la division de la dynamique des fluides de l'American Physical Society, les chercheurs ont présenté une série d'études portant sur l'aérodynamique des maladies infectieuses. Leurs résultats suggèrent des stratégies de réduction des risques basées sur une compréhension rigoureuse de la façon dont les particules infectieuses se mélangent à l'air dans les espaces confinés.

Au début de la pandémie, les recherches se sont concentrées sur le rôle joué par les grands, gouttelettes à chute rapide produites par la toux et les éternuements. Cependant, des événements de super-épandage documentés ont laissé entendre que la transmission aéroportée de minuscules particules provenant d'activités quotidiennes peut également être une voie d'infection dangereuse. Cinquante-trois des 61 chanteurs de l'État de Washington, par exemple, a été infecté après une répétition de la chorale de 2,5 heures en mars. Sur 67 passagers qui ont passé deux heures dans un bus avec une personne infectée par le COVID-19 dans la province du Zhejiang, Chine, 24 ont été testés positifs par la suite.

Guillaume Ristenpart, ingénieur chimiste à l'Université de Californie, Davis, constaté que lorsque les gens parlent ou chantent fort, ils produisent un nombre considérablement plus important de particules de la taille d'un micron que lorsqu'ils utilisent une voix normale. Les particules produites lors des cris, ils ont trouvé, dépasser largement le nombre produit pendant la toux. Chez les cobayes, ils ont observé que la grippe peut se propager par des particules de poussière contaminées. S'il en est de même pour le SARS-CoV-2, les chercheurs ont dit, alors les objets qui libèrent de la poussière contaminée, comme les tissus, peuvent présenter un risque.

Abhishek Kumar, Jean Hertzberg, et d'autres chercheurs de l'Université du Colorado, Rocher, axé sur la façon dont le virus pourrait se propager pendant les performances musicales. Ils ont discuté des résultats d'expériences conçues pour mesurer les émissions d'aérosols des instrumentistes.

« Tout le monde était très inquiet au sujet des flûtes dès le début, mais il s'avère que les flûtes ne génèrent pas tant que ça, " dit Hertzberg. D'autre part, instruments comme les clarinettes et les hautbois, qui ont des surfaces vibrantes humides, ont tendance à produire des aérosols abondants. La bonne nouvelle est qu'ils peuvent être contrôlés. "Quand vous mettez un masque chirurgical sur le pavillon d'une clarinette ou d'une trompette, il réduit la quantité d'aérosols à des niveaux dans un ton de voix normal."

Des ingénieurs dirigés par Ruichen He à l'Université du Minnesota ont étudié une stratégie similaire de réduction des risques dans leur étude du champ d'écoulement et des aérosols générés par divers instruments. Bien que le niveau d'aérosols produits varie selon le musicien et l'instrument, ils voyageaient rarement à plus d'un pied. Sur la base de leurs découvertes, les chercheurs ont conçu un modèle de sièges sensibles à la pandémie pour les orchestres en direct et ont décrit où placer les filtres et les membres du public pour réduire les risques.

Alors que de nombreux employés autrefois confinés au bureau continuent de travailler à domicile, les employeurs explorent des moyens de rouvrir leurs lieux de travail en toute sécurité en maintenant une distance sociale suffisante entre les individus. À l'aide de simulations bidimensionnelles modélisant des personnes sous forme de particules, Kelby Kramer et Gerald Wang de l'Université Carnegie Mellon ont identifié des conditions qui aideraient à éviter l'encombrement et le bourrage dans les espaces confinés comme les couloirs.

Les déplacements vers et depuis les immeubles de bureaux dans les voitures particulières présentent également un risque d'infection. Kenny Breuer et ses collaborateurs de l'Université Brown ont effectué des simulations numériques de la façon dont l'air se déplace dans les cabines des voitures particulières pour identifier des stratégies susceptibles de réduire le risque d'infection. Si l'air entre et sort d'une pièce à des endroits éloignés des passagers, alors il peut réduire le risque de transmission. Dans une voiture de tourisme, ils ont dit, cela signifie ouvrir stratégiquement certaines fenêtres et en fermer d'autres.

Les mathématiciens du MIT, Martin Bazant et John Bush, ont proposé une nouvelle directive de sécurité fondée sur des modèles existants de transmission de maladies aéroportées pour identifier les niveaux maximum d'exposition dans une variété d'environnements intérieurs. Leur ligne directrice dépend d'une métrique appelée "temps d'exposition cumulé, " qui est déterminé en multipliant le nombre de personnes dans une pièce par la durée de l'exposition. Le maximum dépend de la taille et du taux de ventilation de la pièce, le couvre-visage de son occupant, l'infectiosité des particules aérosolisées, et d'autres facteurs. Pour faciliter la mise en œuvre de la directive, les chercheurs ont travaillé avec l'ingénieur chimiste Kasim Khan pour concevoir une application et une feuille de calcul en ligne que les gens peuvent utiliser pour évaluer le risque de transmission dans divers contextes.

Comme Bazant et Bush l'ont écrit dans un article à paraître sur le travail, rester à six pieds l'un de l'autre "offre peu de protection contre les gouttelettes d'aérosol porteuses d'agents pathogènes suffisamment petites pour être mélangées en continu dans un espace intérieur". Un meilleur, La compréhension basée sur la dynamique des flux de la façon dont les particules infectées se déplacent dans une pièce peut finalement aboutir à des stratégies plus intelligentes pour réduire la transmission.