Dans ses directives mises à jour au début de 2022, les Centers for Disease Control and Prevention des États-Unis ont déclaré que les masques en tissu à tissage lâche offrent le moins de protection contre le COVID-19, et les masques N95 et KN95 offrent le plus de protection. Pourtant, après plus de deux ans depuis le début de la pandémie, il n'y a pas une compréhension complète des caractéristiques des masques pour la protection la plus optimale.

En Physique des fluides , des chercheurs de la Florida State University et de la Johns Hopkins University utilisent l'analyse en composantes principales (ACP) ainsi que des modèles de simulation de la dynamique des fluides pour montrer l'importance cruciale d'un ajustement approprié pour tous les types de masques et comment la forme du visage influence l'ajustement le plus idéal.

L'étude suggère que le double masquage avec des masques mal ajustés peut ne pas améliorer de manière significative l'efficacité du masque et produit un faux sentiment de sécurité.

Plus de couches signifient un revêtement facial moins poreux, ce qui entraîne plus de flux forcé hors des espaces périmétriques (côtés, haut et bas) dans les masques avec un ajustement moins sûr. Les doubles couches augmentent l'efficacité du filtrage uniquement avec un bon ajustement du masque, mais peuvent également entraîner des difficultés respiratoires.

Les chercheurs ont modélisé un jet de toux modéré provenant de la bouche d'un homme adulte portant un masque en tissu sur le nez et la bouche avec des bandes élastiques enroulées autour des oreilles. Ils ont calculé les débits volumiques maximaux à travers l'avant du masque et les espaces périphériques à différents niveaux de porosité du matériau.

Pour une forme et une taille de visage 3D plus réalistes, les chercheurs ont utilisé l'ACP qui a intégré 100 têtes d'hommes adultes et 100 têtes de femmes adultes extraites des données d'analyse de la tête à l'Université de Bâle en Suisse. L'ACP condense de grands ensembles de variables tout en conservant la plupart des informations.

Leur modèle a montré comment la légère asymétrie typique de toutes les structures faciales peut affecter le bon ajustement du masque. Par exemple, un masque peut avoir un ajustement plus serré sur le côté gauche du visage que sur le côté droit.

"L'asymétrie faciale est presque imperceptible à l'œil mais est rendue évidente par le flux de toux à travers le masque", a déclaré le co-auteur Tomas Solano, de la Florida State University. "Pour ce cas particulier, la seule fuite non filtrée observée est par le haut. Cependant, pour différentes formes de visage, une fuite par le bas et les côtés du masque est également possible."

Créer des "masques de créateurs" personnalisés pour le visage de chaque personne n'est pas pratique à grande échelle. Pourtant, les simulations basées sur l'ACP peuvent être utilisées pour concevoir de meilleurs masques pour différentes populations en révélant les différences générales entre les structures faciales masculines et féminines ou les enfants par rapport aux personnes âgées et le flux d'air associé à travers les masques. + Explorer plus loin

Les masques faciaux bloquent les particules expirées, malgré les fuites sur les bords