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Apr 23, 2024

Les toilettes commerciales émettent des panaches d’aérosols énergétiques qui se propagent rapidement

Scientific Reports volume 12, Numéro d'article : 20493 (2022) Citer cet article 54 k Accès 1 Citations 3173 Détails d'Altmetric Metrics Les aérosols peuvent transmettre des maladies infectieuses, notamment le SRAS-CoV-2,

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 20493 (2022) Citer cet article

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Les aérosols peuvent transmettre des maladies infectieuses, notamment le SRAS-CoV-2, la grippe et le norovirus. Les toilettes à chasse d'eau émettent des aérosols qui propagent des agents pathogènes contenus dans les selles, mais on sait peu de choses sur l'évolution spatio-temporelle de ces panaches ou sur les champs de vitesses qui les transportent. En utilisant la lumière laser pour éclairer les aérosols éjectés, nous quantifions la cinématique des panaches émanant d’une toilette commerciale de type chasse d’eau et utilisons le mouvement des particules d’aérosol pour calculer les champs de vitesse du flux associé. La chasse d'eau produit un puissant jet chaotique avec des vitesses supérieures à 2 m/s ; ce jet transporte les aérosols à des hauteurs atteignant 1,5 m dans les 8 secondes suivant le lancement d'un rinçage. La quantification des panaches de toilettes et des vitesses d'écoulement associées constitue une base pour les futures stratégies de conception visant à atténuer la formation de panaches ou à désinfecter les agents pathogènes qui s'y trouvent.

La chasse d'eau des toilettes génère un flux turbulent énergétique qui libère des gouttelettes et des aérosols dans l'air1,2,3,4, atteignant des hauteurs supérieures à 1,5 m5 dans des scénarios présentant un risque accru de transmission de maladies par les aérosols et les vecteurs passifs à partir des matières fécales6,7, 8,9. Les plus grosses gouttelettes se déposent en quelques secondes, mais les aérosols plus petits (\(<5\ \mu\)m) restent en suspension10, 11. La présence d'agents pathogènes sur les parois latérales des cuvettes ou dans l'eau de la cuvette contribue à la contamination des aérosols4 et à la contamination des l’eau de la cuvette peut persister après des dizaines de chasses d’eau12, 13. Les concentrations de bioaérosols rejetés par une toilette à chasse d’eau varient en fonction du type de toilette14, 15, des performances de ventilation16, de la position radiale autour de la cuvette17, du niveau de pression d’alimentation en eau18 et de la présence de déchets fécaux11. Bien que la croissance du panache d'aérosols soit réduite, mais pas éliminée, par la présence d'un couvercle fermé2, 10, 19, les toilettes des établissements publics, commerciaux ou de soins de santé n'ont généralement pas de couvercle. Alors que des études antérieures documentent où aboutissent les aérosols des toilettes, on sait très peu de choses sur la physique et la cinématique de la manière dont ils y arrivent.

Alors que de nombreuses associations épidémiologiques avec les contextes sanitaires fécals-oraux sont bien établies, leurs homologues des aérosols font défaut. Les expositions respiratoires aux microbes aéroportés dans les installations sanitaires constituent une préoccupation de santé publique à mesure que la disponibilité de toilettes publiques fermées s'est élargie avec l'urbanisation. Bien que des évaluations quantitatives des risques dans ce contexte d'hygiène aient été construites20, leur application pratique nécessite les caractéristiques des sources d'émission ainsi que l'identité, la distribution, l'abondance et la persistance spécifique dans le temps des agents pathogènes potentiels aérosolisés dans des plages de tailles respirables21. Les expositions sanitaires aux aérosols sont aiguës et dépendent fortement du comportement des occupants, ce qui ajoute au défi de l'évaluation des risques respiratoires dans des environnements sanitaires confinés. Les risques associés à la transmission de virus respiratoires et entériques lors de l'utilisation des toilettes publiques en raison d'aérosols contaminés provenant du panache des toilettes, d'aérosols en suspension provenant d'utilisateurs antérieurs ou de transmission via une surface fréquemment touchée doivent être atténués dans la mesure du possible4, 22, 23. SARS-CoV-2 Il a été démontré que d’autres virus survivent sur les surfaces pendant plusieurs jours24,25,26, et que les bactéries entériques – potentiellement pathogènes et autres – telles que C. difficile sont aérosolisées lors du rinçage et se déposent ensuite sur les surfaces architecturales locales en tant que vecteurs passifs potentiels10.

Les connaissances actuelles sur les panaches d'aérosols des toilettes proviennent principalement de mesures discrètes des concentrations de particules en suspension dans l'air et déposées. La connaissance de la cinématique du panache des toilettes est limitée à la vidéo à grande vitesse de grosses gouttelettes éjectées à proximité immédiate de la cuvette8, à la visualisation qualitative d'un panache de neige carbonique provenant des toilettes d'un avion27 et aux simulations numériques des vitesses d'écoulement et des particules expulsées dans un modèle de toilettes idéalisé15. Les mesures plein champ et résolues dans le temps de la dynamique spatio-temporelle du panache, y compris les champs de vitesse du flux d'air, font défaut et sont essentielles au développement et aux tests de futures stratégies de conception visant à atténuer l'exposition humaine via la formation du panache et à désinfecter les agents pathogènes transportés par le panache28, 29. et améliorer l’élimination du panache grâce à la ventilation20.