Alors que la société se prépare à rouvrir les espaces intérieurs et à retrouver un certain sentiment de normalité pendant la pandémie de COVID-19, une équipe de chercheurs du Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) du ministère de l'Énergie lance une étude sur le risque de transmission aérienne de les virus dans les bâtiments et comment atténuer ces risques.
Alors que nos dirigeants élaborent des plans pour ramener les gens au travail en toute sécurité, nous voulons appliquer notre expertise dans le mouvement de l'air et l'élimination des contaminants pour guider les conseils. Nous essayons de comprendre quantitativement quel est le niveau de risque dans différents scénarios d'occupation lorsque vous effectuez, par exemple, une ventilation normale ou une ventilation supplémentaire ou une filtration supplémentaire. «
Brett Singer, chef du groupe de recherche sur l'environnement intérieur du Berkeley Lab
L'équipe utilisera une combinaison de simulations et d'expériences pour étudier le transport des gouttelettes et des aérosols à l'intérieur et entre les pièces. « Une question clé est: Quel est le risque qu'un occupant d'un bâtiment inhale un virus infectieux lorsqu'il se trouve dans une pièce ou un bâtiment avec une ou plusieurs personnes infectées? » a déclaré Tom Kirchstetter, directeur de la division Analyse énergétique et impacts environnementaux de Berkeley Lab, et codirige avec Singer dans la recherche.
Utilisation de modèles informatiques pour étudier le devenir des aérosols
Des études antérieures ont montré que le liquide respiratoire est expulsé non seulement lorsqu'une personne tousse ou éternue, mais aussi lorsqu'elle parle, chante ou même respire. Lorsqu'une personne infectée émet ces aérosols respiratoires, elle peut atterrir directement sur les personnes à proximité – qui est le principal mode de transmission du virus – ou tomber au sol ou sur d'autres surfaces. Mais une partie encore inconnue des aérosols sera également mélangée dans l'air de la pièce et éventuellement dans d'autres pièces du bâtiment, ce qui représente une voie de transmission supplémentaire potentielle. L'objectif de cette recherche est d'évaluer ce risque.
« Il y a des recherches maintenant que le nouveau coronavirus est en fait très stable dans les aérosols. Et il existe des preuves publiées précédemment de la transmission à longue distance par voie aérienne d'autres virus, y compris le virus du SRAS en 2003 », a déclaré Singer. « Comprendre la quantité de virus qui reste dans l'air est essentiel pour évaluer le risque et identifier des contrôles efficaces. »
L'équipe de Berkeley Lab utilisera des modèles informatiques pour étudier le transport et le devenir des aérosols émis par une personne infectée dans différentes configurations de distribution de l'air ambiant. L'identification de scénarios où des doses infectieuses pourraient se produire dans divers types de bâtiments, comme les résidences, les salles de classe, les maisons de soins infirmiers, les restaurants et les bureaux, sera une priorité de l'activité de modélisation. Ensuite, l'équipe effectuera des expériences physiques et utilisera des modèles de flux d'air détaillés pour examiner les impacts des contrôles du bâtiment, tels que la ventilation et la filtration, sur la dispersion et les concentrations simulées de liquide respiratoire.
Les travaux expérimentaux seront menés dans le FLEXLAB (R) de Berkeley Lab, le simulateur et banc d'essai le plus avancé au monde. FLEXLAB est régulièrement utilisé par les constructeurs, les architectes et les agences gouvernementales pour tester les systèmes de ventilation et peut simuler les configurations de chauffage, de ventilation et de climatisation les plus courantes dans les bâtiments commerciaux. Les équipes de recherche étudieront également l'utilisation des technologies de purification de l'air, y compris les filtres à air des bâtiments et des pièces, pour réduire le risque d'exposition. L'équipe n'utilisera pas le virus SARS-CoV-2 réel pour les tests.
L'objectif de cette recherche est de fournir un ensemble de recommandations pour le fonctionnement du bâtiment qui peuvent réduire le risque de transmission du virus, telles que la conception et le fonctionnement de la ventilation, et l'occupation et le comportement des occupants, et de communiquer ces informations aux agences de santé publique, ont déclaré Singer et Kirchstetter. Ces recommandations compléteraient l'éloignement social et le nettoyage des surfaces, ont-ils ajouté.
Jusqu'à ce que cette nouvelle recherche ait des résultats disponibles, Singer note que l'American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) a publié un ensemble de ressources et de conseils.
Faire appel aux atouts multidisciplinaires du Berkeley Lab
Selon la trajectoire de recherche, l'équipe collaborera avec des scientifiques des domaines Biosciences, Sciences informatiques et Sciences de la terre et de l'environnement de Berkeley Lab, et avec des agences de santé publique pour étendre les questionnaires de suivi des infections. Ils chercheront à explorer des facteurs tels que la densité des occupants, la ventilation, l'épuration de l'air et les mouvements d'air dans les maisons, les écoles ou les entreprises qui sont des sites de transmission potentiels.
Les résultats de la recherche du Berkeley Lab seront pertinents non seulement pour la pandémie actuelle mais plus largement pour d'autres virus. « Les informations générées par cette recherche peuvent être utiles pour contrôler la propagation d'autres agents infectieux respiratoires qui surviennent à l'avenir », a déclaré Kirchstetter.
Berkeley Lab a une longue histoire de recherche sur les bâtiments écoénergétiques et les environnements intérieurs, y compris dans la ventilation et le nettoyage de l'air, les bâtiments sains et les sources et expositions de polluants. « Nous avons une équipe de scientifiques de la qualité de l'air intérieur très forts qui effectue des travaux pertinents depuis des décennies, et nous avons beaucoup d'outils sur lesquels s'appuyer », a déclaré Kirchstetter. « Nous avons étudié le transport et le devenir de nombreux polluants intérieurs. Une grande partie de ce que nous savons peut être directement appliquée ici, et nous avons des installations expérimentales qui peuvent être configurées pour simuler la distribution de l'air dans les bâtiments commerciaux et résidentiels. »
Les autres membres clés de l'équipe du Berkeley Lab sont Michael Sohn, qui dirige le groupe de recherche sur le flux d'air intérieur et le transport des polluants, et Woody Delp, ingénieur en mécanique et expert résident sur la filtration et le mouvement des aérosols autour des bâtiments. L'équipe de Berkeley Lab est activement engagée avec des chercheurs du monde entier, y compris à UC Berkeley et au California Department of Public Health.
Le projet est soutenu par le programme de recherche et développement dirigé par le laboratoire de Berkeley Lab (LDRD), dans lequel le laboratoire oriente le financement vers des domaines de recherche spécifiques. Berkeley Lab, comme les autres laboratoires nationaux du DOE, fait de la recherche sur COVID-19 une priorité en ce moment.
La source:
DOE / Lawrence Berkeley National Laboratory