Africa-Press – Congo Kinshasa. La récente pandémie de Covid-19 a montré l’importance des aérosols dans la transmission de pathogènes liés à des maladies des voies respiratoires.
Ces gouttelettes de petite taille (quelques micromètres) sont produites en grande quantité lors de toux ou d’éternuements, mais, selon une étude récente publiée dans la revue Journal of aerosol science, le simple fait de parler produirait un nombre conséquent d’aérosols. Cela montre l’importance des cas présymptomatiques ou asymptomatiques dans la transmission de certaines maladies.
L’holographie comme instrument de mesure
La méthode la plus courante utilisée pour étudier les aérosols salivaires est l’utilisation d’une nappe laser, autrement dit d’un faisceau laser élargi selon une direction perpendiculaire à la direction de propagation. Lorsqu’une particule traverse la surface laser, elle renvoie la lumière dans toutes les directions, ceci permet à l’aide d’une caméra de détecter les aérosols émis ainsi que leurs tailles.
Cette méthode présente cependant quelques défauts. Parallèle à l’axe du visage, la nappe laser ne détecte que peu d’aérosols ; perpendiculaire, elle ne permet pas d’enregistrer la formation des microgouttelettes.
De plus cette méthode n’a pas une grande résolution temporelle: cela entraîne une perte d’information quant aux mécanismes en jeu lors de l’éjection des aérosols.
Des chercheurs de Montpellier ont donc choisi une autre méthode et se sont tournés vers l’holographie. En physique, l’holographie n’a rien à voir avec l’illusion du fantôme de Pepper, illusion dans laquelle, par jeu de miroir, un acteur est projeté sur scène le faisant apparaître tel un fantôme.
L’holographie est plus proche de la photographie. Mais au lieu de capturer directement la lumière nous venant d’un objet, il s’agit de l’éclairer avec une source cohérente, un laser par exemple. Les motifs d’interférence entre cet éclairage et la lumière naturellement émise par l’objet permettent d’en “capturer” l’image en trois dimensions.
Ce dispositif a été combiné avec un capteur grande vitesse, pour effectuer des ralentis en saisissant un grand nombre d’images par seconde. Ainsi, l’holographie a permis aux chercheurs d’observer la formation des aérosols lors de la prononciation de consonnes plosives (/t/ et /p/). L’interférence leur a permis de déterminer avec une assez bonne précision la taille, la position et le déplacement en 3D des gouttelettes ainsi formées.
Un fouet de salive
Leurs résultats montrent que les aérosols sont formés par des filaments ayant un mouvement comparable à celui d’un fouet qui claque.
Lors de la prononciation du son /pa/ les chercheurs ont suivi ce qu’il se passe au niveau des lèvres de la personne prononçant la syllabe, ils ont ainsi pu observer la formation d’un film de salive entre les lèvres, ce dernier se séparant en deux.
En étant ramené vers la commissure des lèvres, le film s’épaissit et des filaments sont projetés par la violence du souffle. Ces filaments se déploient comme des fouets, lesquels projettent des gouttelettes ayant la forme d’haltère.
Gouttes en rotation reliées par un filament, l’effet de “perles sur un fil”est visible sur le bas de l’image. Crédits: Ashley L. Nord, Patrice Dosset, Pierre Slangen, Manouk Abkarian dans Journal of aerosol science
Ces haltères de salive décrivent lors de leur éjection une rotation, entraînant une élongation du filament séparant les deux gouttes.
Ce filament s’affine jusqu’à 10 μm, puis fini par rompre, libérant des microgouttelettes créées par le phénomène de “perles sur un fil” causé par la viscosité accrue de la salive.
Au final, les chercheurs ont pu observer que la phonation de consonnes plosives entraîne la formation de gouttelettes faible taille et pouvant donc être considérée comme des aérosols. Ces dernières sont projetées à des vitesses allant de 10 à 20 m/s, ce qui est similaire aux caractéristiques d’une toux, où les vitesses sont comprises entre 10 et 35 m/s. Le fait de parler génère donc, lui aussi, des aérosols pouvant être vecteurs de maladies.
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