La prochaine fois que vous aurez envie d’éternuer, pensez porter votre avant-bras devant votre bouche pour empêcher la propagation du “turbulent nuage flottant multiphase” que vous êtes sur le point d’expulser.

Une nouvelle étude menée par des chercheurs du MIT démontre que la toux et les éternuements sont associés à des nuages ​​de gaz qui maintiennent leurs gouttelettes, potentiellement infectieuses, en altitude sur des distances beaucoup plus longues qu’on ne le pensait auparavant.

La séquence que vous pouvez voir dans le GIF d’entête a été obtenue par les chercheurs Lydia Bourouiba et John Bush du MIT. Ils ont collaboré avec l’étudiante diplômée Eline Dehandschoewercker de l’ESPCI ParisTech, et utilisé l’imagerie à grande vitesse, des simulations en laboratoire et des modèles mathématiques pour créer une nouvelle analyse de la mécanique des fluides de la toux et des éternuements.

Leurs conclusions bousculent ce que l’on connait du sujet. Par exemple : Les chercheurs avaient précédemment supposé que les grandes gouttelettes de mucus volaient plus loin que les plus petites, parce qu’elles ont plus d’élan, classiquement défini comme la masse multipliée par la vitesse.

Ce serait vrai si la trajectoire de chaque gouttelette était sans rapport avec celles qui l’entourent . Mais des observations de près montrent que ce n’est pas le cas ; les interactions entre les gouttelettes et le nuage de gaz font toute la différence dans leurs trajectoires.

Selon John Bush, professeur de mathématiques appliquées au MIT :

Lorsque vous toussez ou éternuez, vous voyez les gouttelettes ou vous les sentez si quelqu’un vous éternue dessus. Mais vous ne voyez pas le nuage, la phase gazeuse invisible. L’influence de ce nuage de gaz est d’élargir la plage des gouttelettes individuelles, en particulier les petites.

En effet, l’étude constate que les gouttelettes qui émergent d’une toux ou d’un éternuement peuvent voyager 5 à 200 fois plus que si elles s’étaient simplement déplacées en tant que groupes de particules non connectés, ce que les estimations précédentes avaient supposé.

Plus précisément, l’étude constate que les gouttelettes de 100 micromètres se déplacent cinq fois plus qu’il ne l’avait été estimé, tandis que des gouttelettes de 10 micromètres de diamètre voyagent 200 fois plus loin. Les gouttelettes de moins de 50 micromètres peuvent souvent rester en suspension assez longtemps pour atteindre les unités de ventilation de plafond.

La tendance de ces gouttelettes à rester en l’air, placées en suspension par des nuages ​​de gaz, signifie que les systèmes de ventilation actuels peuvent être plus enclins à transmettre des particules potentiellement infectieuses que ce qui avait été soupçonné.
Dans cet esprit, les architectes et les ingénieurs pourraient réévaluer la conception des lieux de travail et des hôpitaux , ou la circulation de l’air à bord des avions , pour réduire les risques de transmission des pathogènes aéroportés.

Comme le Guru l’a indiqué dans son introduction, une toux ou un éternuement est, selon l’appellation donnée par les chercheurs dans leur étude, un « turbulent nuage flottant multiphase », car le nuage se mélange avec l’air ambiant avant que sa charge de gouttelettes liquide ne retombe, ne s’évapore dans les résidus solides, ou les deux. Le nuage entraine avec lui l’air ambiant et continue de croitre et de se mélanger. Mais alors qu’il se développe, il ralentit et il est donc moins en mesure de maintenir en suspension les gouttelettes en son sein.

L’étude publiée dans le Journal of Fluid Mechanics : Violent expiratory events: on coughing and sneezing.