Le rôle vital de la ventilation dans la propagation du COVID-19 a été quantifié par les chercheurs, qui ont constaté que dans des espaces mal ventilés, le virus se propage à plus de deux mètres en quelques secondes, et est beaucoup plus susceptible de se propager par une conversation prolongée que par la toux.

Les résultats, rapporté dans le journal Actes de la Royal Society A , montrer que les mesures de distanciation sociale à elles seules ne fournissent pas une protection adéquate contre le virus, et souligner davantage l'importance vitale de la ventilation et des masques faciaux afin de ralentir la propagation du COVID-19.

Les chercheurs, de l'Université de Cambridge et de l'Imperial College de Londres, utilisé des modèles mathématiques pour montrer comment le SRAS-CoV-2 - le virus qui cause le COVID-19 - se propage dans différents espaces intérieurs, selon la taille, occupation, ventilation et si des masques sont portés. Ces modèles sont aussi la base d'un outil en ligne gratuit, Airborne.cam, qui aide les utilisateurs à comprendre comment la ventilation et d'autres mesures affectent le risque de transmission à l'intérieur, et comment ce risque change au fil du temps.

Les chercheurs ont découvert que lorsque deux personnes se trouvent dans un espace mal ventilé et qu'aucune ne porte de masque, une conversation prolongée est beaucoup plus susceptible de propager le virus qu'une courte toux. En parlant, nous exhalons des gouttelettes plus petites, ou aérosols, qui se répandent facilement dans une pièce, et s'accumuler si la ventilation n'est pas adéquate. En revanche, la toux expulse plus de grosses gouttelettes, qui sont plus susceptibles de se déposer sur les surfaces après leur émission.

Il ne faut que quelques secondes pour que les aérosols se répandent sur deux mètres lorsque les masques ne sont pas portés, ce qui implique que l'éloignement physique en l'absence de ventilation n'est pas suffisant pour assurer la sécurité pendant de longues périodes d'exposition. Cependant, lorsque des masques de toute nature sont portés, ils ralentissent l'élan du souffle et filtrent une partie des gouttelettes expirées, à son tour réduisant la quantité de virus dans les aérosols qui peuvent se propager dans l'espace.

Le consensus scientifique est que la grande majorité des cas de COVID-19 se propagent par transmission à l'intérieur, que ce soit via des aérosols ou des gouttelettes. Et comme on l'avait prédit en été et en automne, maintenant que l'hiver est arrivé dans l'hémisphère nord et que les gens passent plus de temps à l'intérieur, il y a eu une augmentation correspondante du nombre de cas de COVID-19.

"Notre connaissance de la transmission aéroportée du SARS-CoV-2 a évolué à un rythme incroyable, quand on considère que cela fait à peine un an que le virus a été identifié, " a déclaré le Dr Pedro de Oliveira du département d'ingénierie de Cambridge, et le premier auteur de l'article. "Il y a différentes manières d'aborder ce problème. Dans notre travail, nous considérons le large éventail de gouttelettes respiratoires que les humains exhalent pour démontrer différents scénarios de transmission virale par voie aérienne, le premier étant la propagation rapide de petites gouttelettes infectieuses sur plusieurs mètres en quelques secondes, qui peut se produire aussi bien à l'intérieur qu'à l'extérieur. Puis, nous montrons comment ces petites gouttelettes peuvent s'accumuler dans les espaces intérieurs à long terme, et comment cela peut être atténué avec une ventilation adéquate."

Les chercheurs ont utilisé des modèles mathématiques pour calculer la quantité de virus contenue dans les particules exhalées, et de déterminer comment ceux-ci s'évaporent et se déposent sur les surfaces. En outre, ils ont utilisé les caractéristiques du virus, tels que son taux de décroissance et sa charge virale chez les individus infectés, pour estimer le risque de transmission dans un environnement intérieur en raison d'un discours normal ou d'une courte toux d'une personne infectieuse. Par exemple, ils montrent que le risque d'infection après avoir parlé pendant une heure dans une salle de conférence typique était élevé, mais le risque pourrait être diminué de manière significative avec une ventilation adéquate.

Sur la base de leurs modèles, les chercheurs ont maintenant construit Airborne.cam, un libre, outil open source utilisable par les gestionnaires d'espaces publics, comme les magasins, les lieux de travail et les salles de classe, afin de déterminer si la ventilation est adéquate. L'outil est déjà utilisé dans plusieurs départements universitaires de l'Université de Cambridge. L'outil est maintenant une exigence pour tous les espaces à haut risque à l'Université, permettre aux ministères d'identifier facilement les dangers et les changements de mesures de contrôle nécessaires pour garantir que les aérosols ne deviennent pas un risque pour la santé.

"L'outil peut aider les gens à utiliser la mécanique des fluides pour faire de meilleurs choix, et adapter leurs activités quotidiennes et leur environnement afin de supprimer les risques, à la fois pour eux-mêmes et pour les autres, " a déclaré le co-auteur Savvas Gkantonas, qui a dirigé le développement de l'application avec le Dr de Oliveira.

« Nous examinons tous les aspects de la transmission des aérosols et des gouttelettes pour comprendre, par exemple, la mécanique des fluides impliquée dans la toux et la parole, " a déclaré l'auteur principal, le professeur Epaminondas Mastorakos, également du Département d'ingénierie. "Le rôle de la turbulence et comment elle affecte les gouttelettes qui se déposent par gravité et celles qui restent à flot dans l'air est, en particulier, pas bien compris. Nous espérons que ces résultats et d'autres nouveaux seront mis en œuvre en tant que facteurs de sécurité dans l'application alors que nous continuons à enquêter."

La poursuite du développement d'Airborne.cam, qui sera bientôt disponible pour les plateformes mobiles, est soutenu en partie par Cambridge Enterprise et Churchill College.