Efficacité de filtration des masques médicaux et communautaires utilisant des bioaérosols viraux et bactériens

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 7115 (2023) Citer cet article

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Les masques faciaux sont souvent recommandés en milieu communautaire pour prévenir la transmission aérienne de virus ou de bactéries respiratoires. Notre premier objectif était de développer un banc expérimental pour évaluer l'efficacité de filtration virale (VFE) d'un masque avec une méthodologie similaire à la mesure normative de l'efficacité de filtration bactérienne (BFE) utilisée pour déterminer les performances de filtration des masques médicaux. Ensuite, en utilisant trois catégories de masques de qualité de filtration croissante (deux types de masques communautaires et un type de masque médical), les performances de filtration mesurées allaient de 61,4 à 98,8% de BFE et de 65,5 à 99,2% de VFE. Une forte corrélation (r = 0,983) entre l’efficacité de la filtration bactérienne et virale a été observée pour tous les types de masques et pour la même taille de gouttelettes dans la plage de 2 à 3 µm. Ce résultat confirme la pertinence de la norme EN14189:2019 utilisant les bioaérosols bactériens pour évaluer la filtration des masques, pour extrapoler également les performances des masques quelle que soit leur qualité de filtration contre les bioaérosols viraux. En effet, il apparaît que l’efficacité de filtration des masques (pour des gouttelettes micrométriques et des temps d’exposition faibles aux bioaérosols) dépend principalement de la taille de la gouttelette en suspension dans l’air, plutôt que de la taille de l’agent infectieux contenu dans cette gouttelette.

La transmission des particules d’aérosols est l’un des principaux moyens de transmission des agents infectieux respiratoires. Elle est définie comme le passage de micro-organismes pathogènes (bactéries ou virus) d'une source à une personne à partir d'aérosols infectieux libérés lors d'événements expiratoires générant des aérosols, tels que la respiration, la toux, la parole, le chant et les éternuements1. Par exemple, un seul éternuement peut libérer jusqu’à 40 000 particules d’aérosol2. D'un point de vue physique, le terme « aérosol » correspond à un mélange hétérogène de particules aéroportées, solides ou liquides, en suspension dans un gaz et présentant une vitesse de décantation3 relativement faible (c'est-à-dire typiquement des particules aéroportées de diamètre aérodynamique inférieur à 100 µm). Cependant, dans la littérature médicale depuis des décennies, on trouve fréquemment une distinction, qui semble arbitraire (et trompeuse pour un scientifique des aérosols), entre les particules « en suspension » d’un diamètre inférieur à 5 µm et les « gouttelettes » d’un diamètre supérieur à 5 µm3. Cette confusion, émanant du langage médical traditionnel, a parfois créé des distinctions terminologiques scientifiques infondées entre la transmission dite « aéroportée » et « par gouttelettes ». En effet, si l’homme peut inhaler des particules d’aérosols (de taille variable dans l’espace et dans le temps car il s’agit toujours de phénomènes dynamiques et transitoires), constitués principalement de gouttelettes contenant des agents pathogènes (provenant des sécrétions et excréments corporels), nous respirons toujours des particules liquides en suspension dans l’air quelle que soit leur taille4.

Ainsi, en termes physiques, la transmission des pathogènes respiratoires se fait dans les deux cas (transmission par voie aérienne et par gouttelettes) par des particules d’aérosol de tailles variables5. Autrement dit, que la transmission du pathogène soit dite « aéroportée » ou « gouttelettes », elle ne peut se faire que par aérosol dans tous les cas. Cependant, il est vrai que le mode de transmission et les mesures de contrôle peuvent varier en fonction des caractéristiques physiques des particules d'aérosol (y compris leur diamètre aérodynamique évoluant dans l'espace et dans le temps). D’une part, si un agent pathogène infectieux se propage principalement par des particules d’aérosol respiratoires qui se déposent rapidement, appelées « gouttelettes », les principales mesures de contrôle de la transmission consistent à réduire les contacts directs, à respecter la distance physique ou à utiliser des masques faciaux. En revanche, le cas d'un agent pathogène infectieux dont la transmission est principalement dite « aéroportée » nécessite des mesures de précaution telles que la ventilation de la pièce, la filtration de l'air ou une attention particulière à la qualité et à l'ajustement du masque facial en intérieur.

De plus, il est bien reconnu que la prévention des infections par des agents pathogènes aéroportés (par exemple, la grippe, la tuberculose, la rougeole ou le coronavirus) peut être facilitée grâce à l'utilisation d'un couvre-bouche-nez3. Par conséquent, l’utilisation d’un masque facial est actuellement recommandée pour prévenir la transmission des maladies respiratoires au personnel médical, aux patients contagieux et, dans certains cas, à la population en général. Évidemment, n’importe quel masque vaut mieux que pas de masque, notamment en termes de protection des autres. Le port d'un masque retient une proportion relativement importante des gouttelettes virales émises par le porteur du masque, offrant ainsi un haut degré de protection contre les émissions de bioaérosols. Bien que les masques soient conçus pour retenir principalement les particules d'aérosol de taille micrométrique chargées d'agents pathogènes lors de l'expiration, ils offrent également probablement un certain degré d'autoprotection pendant l'inhalation (généralement beaucoup moins en raison du rétrécissement des particules d'aérosol liquide entre l'expiration et l'inhalation). Tout bien considéré, les masques faciaux contribuent de manière significative à réduire le risque d’infection pour les personnes se trouvant à proximité et peuvent également réduire le risque d’infection pour le porteur du masque, surtout si l’agent pathogène est transmis par des particules d’aérosol plus grosses. Par exemple, la compréhension au XIXe siècle de la contagion de la tuberculose provoquée par le pathogène Mycobacterium tuberculosis a permis de limiter sa propagation en développant le premier masque couvrant le nez et la bouche6,7. Il a été clairement démontré que les masques portés par les patients infectés par la tuberculose pouvaient réduire considérablement les taux de transmission aux patients non infectés8.