COVID-19 : Opter pour un masque « 3 couches », dans l’idéal

Un générateur de gouttelettes et une caméra à grande vitesse

L’expérience en pratique : « Nous effectuons de nombreuses expériences sur l’impact des gouttelettes dans nos laboratoires», explique l’auteur : « Nous avons développé un générateur capable de produire une gouttelette qui se déplace relativement rapidement. La gouttelette atterrit sur un morceau de matériau de masque - qui pouvait être une couche simple, double ou triple, selon le test. Simultanément, nous utilisons une caméra à haute vitesse pour voir ce qui arrive à la gouttelette ». Enfin, le générateur de gouttelettes permet de modifier la taille et la vitesse de la gouttelette pour voir les effets sur le flux des particules.

Les grosses gouttelettes sont les plus dangereuses : ces bioingénieurs montrent de manière contre-intuitive, que de grosses gouttelettes respiratoires contenant des particules virales s’atomisent lorsqu'elles s’écrasent contre un masque monocouche, et que beaucoup de ces particules parviennent à traverser cette couche. Les chercheurs prennent l’exemple d’une goutte d'eau qui se brise en gouttelettes plus fine lorsqu'elle est pressée contre un tamis :

• une « grosse » gouttelette de 620 microns, ce qui est la taille typique d'une gouttelette émise par un éternuement n’est bloquée qu’à 30% par un masque chirurgical monocouche ;
• un masque à double couche fonctionne mieux, arrêtant environ 91% de la gouttelette en question ;
• un masque à 3 couches éjecte un volume de gouttelettes négligeable, presque nul.

« Alors que l'on s'attend à ce que les grosses particules de l'ordre de 500 à 600 microns soient arrêtées par un masque monocouche ayant une taille moyenne de pores de 30 microns, nous montrons que ce n'est pas le cas pour les gouttelettes de liquide », précise l’auteur principal, Abhishek Saha, professeur de génie mécanique et d’aérospatial à l'UC San Diego. « Avec une vitesse suffisante, lorsqu'elles atterrissent sur une seule couche de ce matériau, ces gouttelettes se dispersent et se pressent à travers les pores plus petits du masque ».

Et les petites gouttelettes ? Ces tests montrent également que si ces grosses gouttelettes vont tomber très rapidement au sol en raison de la gravité, des gouttelettes plus petites, de 50 à 80 microns passent aussi à travers la première et la deuxième couche du masque, dans le cas des masques à 2 couches, puis restent dans l'air, sous forme d’aérosols et peuvent alors se propager à de plus grandes distances.

Il ne s’agit pas de décourager le public à porter un masque : les masques à simple et double couche offrent tout de même une protection significative en bloquant une partie du volume de liquide de la gouttelette d'origine : leur capacité de protection est donc à nouveau confirmée vs l’absence de masque ;

L’étude apporte ainsi des données clés pour la prévention de l’infection mais précieuses aussi pour les fabricants, sur la taille idéale des pores, l'épaisseur du matériau et le nombre de couches.