Le simulateur d’éternuement révèle la propagation des germes invisibles

Un modèle 3D imprimé du nez humain et des voies respiratoires supérieures, capable de simuler la toux et les éternuements, a permis aux chercheurs d’obtenir des informations précieuses sur la transmission des infections aéroportées. Ces données soutiendront les efforts pour développer des stratégies visant à limiter leur propagation.

La pandémie de COVID-19 a mis en évidence la rapidité avec laquelle les maladies respiratoires peuvent se transmettre par la toux et les éternuements. Bien que la reproduction de la transmission des maladies aéroportées soit essentielle pour comprendre ses dynamiques, il n’est pas toujours possible de se fier à des personnes malades pour réaliser des études.

Modèle innovant simule les toux et les éternuements pour étudier la propagation des infections

De plus, des chercheurs de l’Université Rovira i Virgili (URV) en Espagne ont développé un modèle 3D de la cavité nasale humaine et des voies respiratoires supérieures capable de simuler la toux et les éternuements, offrant ainsi une méthode plus détaillée pour étudier la propagation des particules infectieuses.

« Ce dispositif expérimental innovant génère des expirations imitant les toux et les éternuements humains, avec des paramètres ajustables pour contrôler la force de l’expulsion de l’air », ont expliqué les chercheurs. « En utilisant des modèles 3D réalistes des voies respiratoires supérieures et de la cavité nasale, nous pouvons examiner comment la force de l’expiration et les voies nasales (avec ou sans obstruction des narines) influencent la dispersion des nuages d’aérosols. »

Le rôle de la cavité nasale dans la propagation des maladies

La cavité nasale joue un rôle clé dans l’influence de la dynamique de l’écoulement de l’air, ainsi que dans la taille, la direction et la dispersion des particules expulsées lors d’une toux ou d’un éternuement. Les particules libérées par le nez diffèrent de celles expulsées par la bouche, et ces variations peuvent affecter la manière dont les maladies se propagent. Pour prendre en compte ces facteurs, les chercheurs ont cherché à créer un modèle respiratoire hautement réaliste.

À l’aide de caméras à grande vitesse et de faisceaux laser, l’équipe a analysé la dispersion en temps réel des particules aéroportées. Ils ont mesuré la trajectoire et la largeur des nuages de particules dans différentes conditions expérimentales conçues pour simuler divers « événements expiratoires violents », soit par le nez, soit par la bouche.

Un risque plus grand pour la transmission par contact rapproché

En effet, les chercheurs ont découvert que l’expiration par le nez faisait dévier les particules infectieuses vers le bas, entraînant une dispersion plus verticale et moins horizontale. Bien que cela puisse réduire le risque immédiat de transmettre la maladie aux personnes proches, cela prolonge également la suspension des particules dans l’air. Dans des espaces confinés mal ventilés, cela peut augmenter le risque d’exposition à long terme.

En revanche, l’expiration par la bouche propulsait les particules infectieuses plus loin le long d’une trajectoire horizontale. Selon les chercheurs, ce modèle de dispersion augmente la probabilité d’infecter les personnes à proximité, car les particules ont plus de chances d’atterrir directement sur des individus, en particulier lors de contacts en face-à-face ou dans des espaces partagés.

Aperçus sur la dispersion des particules en intérieur et la propagation des maladies aéroportées

« Ces découvertes améliorent notre compréhension de la manière dont les noyaux de particules se dispersent dans les espaces intérieurs et, à leur tour, de la façon dont les maladies aéroportées se propagent », a déclaré Nicolás Catalán, auteur principal de l’étude et chercheur au département de génie mécanique de l’URV.

Bien que des recherches supplémentaires soient nécessaires pour explorer l’impact de facteurs environnementaux tels que l’humidité et la température sur la dispersion des particules, les informations issues de cette étude peuvent guider le développement de stratégies de ventilation efficaces pour des lieux tels que les restaurants, les salles de classe, les hôpitaux et les transports publics.

« En optimisant les systèmes de ventilation en fonction de la dynamique des nuages de particules, nous pouvons réduire considérablement le risque de transmission de maladies aéroportées », ont souligné les chercheurs.

---

Lisez l’article original sur : New Atlas

Lisez-en plus : Mâles moustiques buvaient sang