URL

https://doi.org/10.1073/pnas.2011889117

Type d’article

Article peer-reviewed

Thème

Mécanismes physiques de transmission par des gouttelettes de salives lors de la parole, et influence des paramètres physico-chimiques de l’air environnant

Que retenir de cet article, en 1-2 phrases ?

Une modélisation des mécanismes physiques de transmission du virus entre individus par des gouttelettes de salive lors de la parole est présentée dans cet article. Les estimations proposées des taux de transmission de virions émis en parlant confirment quantitativement le rôle du port de masques comme un outil efficace de lutte contre la pandémie.

Objectifs de l’étude / Questions abordées

Dans cette étude, les auteurs proposent une modélisation analytique des mécanismes physiques de transmission de virions dans des gouttelettes de salives. Plusieurs effets physiques sont pris en compte : sédimentation, évaporation, contenu moléculaire des gouttelettes. La prise en compte de ces différents effets permet de faire des estimations quantitatives qui peuvent être utilisées pour justifier l’utilisation des masques pour diminuer la transmission de virions.

Méthode

Cet article utilise principalement une analyse en ordre de grandeur (ou en lois d’échelle) des différents effets proposés, et permet ainsi de trouver quels sont les effets dominants. Par exemple, cela permet de déterminer quelle est la taille critique en dessous de laquelle une gouttelette ne sédimente plus sous l’effet de son poids, mais reste en suspension. L’évolution de la taille de goutte est prise en compte par la modélisation des effets d’évaporations, qui dépendent du contenu moléculaire de la goutte, ainsi que des conditions physico-chimiques de son environnement. Plus de détails sur ces calculs sont fournis dans un article plus technique dont la référence est https://dx.doi.org/10.1021/acs.jpcb.0c05229?ref=pdf.

Résultats principaux

Les auteurs proposent dans cet article un tableau qui résume les principales estimations du temps moyen de « survie » en suspension pour des gouttes dont le rayon varie de 1 à 40 microns, qui est le domaine à considérer pour des gouttes émises lorsqu’on parle. Les gouttes de taille supérieures sédimentent rapidement au sol. On peut citer quelques chiffres : pour des gouttes de rayon 10 microns, dont le taux d’émission engendre 3000 virions par minutes, le temps de sédimentation est de l’ordre de 20 minutes ; pour des gouttes de rayon 20 microns, dont le taux d’émission engendre 20000 virions par minutes, le temps de sédimentation est de l’ordre de 5 minutes ; enfin pour des gouttes de rayon 5 microns, dont le taux d’émission engendre 400 virions par minutes, le temps de sédimentation est de l’ordre de 80 minutes. Ceci suggère non seulement le port du masque pour se protéger, mais également l’aération fréquente des espaces clos dans lesquels des personnes parlent.

Commentaire / brève évaluation, limites, ouvertures possibles

  • la modélisation analytique complète d’autres travaux sur le sujet réalisés à l’aide de simulations numériques. Toutefois, ce type de modélisation analytique présente l’avantage de mieux comprendre les mécanismes physiques sous-jacents à la transmission par voie aérienne et donc les paramètres physico-chimiques qui les contrôlent tels que l’humidité relative de l’air ou le contenu osmotique des gouttes, contrairement à des travaux de simulations numériques, qui vont se contenter de reproduire la propagation des gouttes de manière mécanique.
  • Les prévisions sont seulement proposées en environnement contrôlé, en l’absence de courant d’air par exemple.
  • Seul les mécanismes physiques sont discutés. La relation entre la survie des gouttelettes qui portent des virus et l’infection d’un individu va dépendre d’autres facteurs, qui sont moins bien connus, comme par exemple à partir de combien de particules virales inhalées pendant un certain temps une infection peut-elle démarrer ?