Deux mètres ou un: quelles sont les preuves de la distance physique dans le covid-19?

Origines de la règle des 2 mètres

L’étude de la façon dont les gouttelettes sont émises pendant la parole ou avec plus de force lors de la toux ou des éternuements a commencé au 19ème siècle, les scientifiques collectant généralement des échantillons sur des plaques de verre ou d’agar. 3 En 1897, par exemple, Flugge a proposé une distance de sécurité de 1 à 2 m basée sur la distance sur laquelle les gouttelettes visibles échantillonnées contenaient des agents pathogènes. 4 Dans les années 1940, la documentation visuelle de ces émissions est devenue possible grâce à l’imagerie en gros plan des éternuements, de la toux ou des conversations ( fig. 1 ). 5 étude A en 1948 , de la propagation de hémolytiques trouvé 65% des 48 participants ont produit de grosses gouttelettes seulement, moins de 10% dont peuvent parcourir jusqu’à 5½ pieds (1,7 m). 6Cependant, chez 10% des participants, des streptocoques hémolytiques ont été prélevés à 9,5 pieds (2,9 m). Malgré les limites de la précision de ces premières conceptions d’étude, en particulier pour les distances plus longues, l’observation de grosses gouttelettes tombant près d’un hôte a renforcé et enraciné davantage la base scientifique supposée de la règle de distance de 1 à 2 m. 2

Fig. 1

Imagerie à courte distance des stades d’éternuements, révélant les gouttelettes de liquide de l’expérience Jennison de 1942.

Pourtant, huit des dix études d’une revue systématique récente ont montré une projection horizontale de gouttelettes respiratoires au-delà de 2 m pour des particules jusqu’à 60 μm. 7 Dans une étude, la propagation des gouttelettes a été détectée sur 6 à 8 m ( fig 2 ). 2 8 Ces résultats suggèrent que le SRAS-CoV-2 pourrait se propager au – delà de 1-2 m dans un paquet concentré par tousse ou éternue. 2 Lors d’épidémies virales récentes, telles que le SRAS-CoV-1, le MERS-CoV et la grippe aviaire, plusieurs études ont signalé une propagation suspectée au-delà de 2 m. 9 10

Fig 2

Imagerie vidéo à longue distance sur 8 m du nuage turbulent multiphase (nuage de gaz contenant des gouttelettes de liquide de toutes tailles) à partir d’une émission violente humaine naturelle telle qu’un éternuement, révélant une plage du nuage et sa charge utile concentrée en gouttelettes, allant jusqu’à 7- 8 m.

Taille des gouttelettes, propagation des gouttelettes

La règle de 1 à 2 m est basée sur un cadre de longue date qui dichotomise les gouttelettes respiratoires en deux tailles, grande et petite. On pense que la taille d’une gouttelette détermine la distance qu’elle parcourra par rapport à la personne infectée. Selon des études de Wells, les grosses gouttelettes émises tombent dans l’air plus rapidement qu’elles ne s’évaporent et atterrissent dans un rayon de 1 à 2 mètres. 11 Les petites gouttelettes (appelées plus tard aérosols ou gouttelettes en suspension dans l’air), généralement invisibles à l’œil nu, s’évaporent plus rapidement qu’elles ne tombent. Sans flux d’air, ils ne peuvent pas se déplacer loin, restant à proximité de l’exhalateur. Avec le flux d’air, ils peuvent se propager sur de plus grandes distances.

Bien que conceptuellement utile jusqu’à un certain point, ce cadre de dichotomie néglige la science contemporaine sur les exhalations respiratoires. 12 gouttelettes existent sur un continuum de tailles. Des facteurs contextuels tels que l’air expiré et le débit d’air ambiant sont extrêmement importants pour déterminer la distance parcourue par les gouttelettes de toutes tailles. Sans flux d’air expiré, les plus grosses gouttelettes se déplaceraient le plus loin (1 à 2 m), tandis que les plus petites rencontreraient une résistance élevée (traînée) et resteraient proches de la source. En tenant compte du flux d’air expiré, des nuages ​​de petites gouttelettes peuvent voyager au-delà de 2 m dans l’air, et même les grosses gouttelettes ont une portée améliorée. 1 2

Propagation des particules en suspension dans l’air du SRAS-CoV-2

Les maladies qui peuvent être transmises par des particules en suspension dans l’air, comme la rougeole et la varicelle, peuvent voyager beaucoup plus loin, et dans des nuages ​​concentrés, que celles transmises par de grosses gouttelettes, qui tombent plus rapidement des nuages. Ils peuvent donc en exposer d’autres rapidement et à une plus grande distance 2 13 et peuvent nécessiter différentes mesures de santé publique, y compris une distance physique étendue. Des études en laboratoire suggèrent également que les particules virales du SRAS-CoV-1, du SRAS-CoV-2 et du MERS-CoV sont stables dans les échantillons en suspension dans l’air, le SRAS-CoV-2 persistant le plus longtemps (jusqu’à 16 heures). 14 15

Dans une recherche documentaire d’études utilisant des techniques d’échantillonnage de l’air pour détecter les particules virales entourant les patients covid-19, nous avons trouvé neuf études en milieu hospitalier et deux en milieu communautaire. Sept des études hospitalières ont rapporté qu’au moins un échantillon aérien a été testé positif pour le SRAS-CoV-2, bien que la proportion d’échantillons positifs dans les études variait entre 2% et 64%. 16 17 18 19 20 21 22 Seuls deux ont rapporté des résultats positifs par rapport à la distance d’un patient infecté (un à 2 m 18 et un autre à ≥ 4 m dans le couloir 17 ). Sur les deux études hospitalières qui n’ont pas trouvé de particules de SRAS-CoV-2 dans les échantillons d’air, 23 24un a recueilli des échantillons positifs sur écouvillon dans les unités de ventilation de la chambre du patient, ce qui correspond à la propagation des gouttelettes en suspension dans l’air. 23

Aucune étude communautaire n’a rapporté d’échantillons d’air positifs, bien que l’une ait recueilli des échantillons jusqu’à 17 jours après que les porteurs de covid-19 aient quitté la pièce 25 et l’autre n’ait pas indiqué le moment de l’échantillonnage depuis le nettoyage ou la distance d’échantillonnage de la personne infectée. 26 Ces études négatives sont donc loin de prouver que la propagation par voie aérienne ne se produit pas.

Seules deux des études d’échantillonnage aéroporté ont mesuré directement si le SRAS-CoV-2 dans les échantillons restait infectieux, plutôt que de simplement analyser la présence d’ARN viral. 18 21 Aucun virus viable n’a été trouvé dans l’un ou l’autre, bien que l’on ait trouvé des signes de capacité virale à se répliquer. 18 À noter, aucune étude n’a trouvé de virus viable sur les écouvillons de surface.

Ces études étaient de petite taille, d’observation et hétérogènes en termes de milieu, de participants, de prélèvement d’échantillons et de méthodes de manipulation. Ils étaient enclins à se souvenir des préjugés (peu de gens peuvent se rappeler avec précision à quel point ils se sont rapprochés des autres lorsqu’on leur a demandé de se souvenir quelque temps plus tard). Dans l’ensemble, ces études semblent soutenir la possibilité d’une propagation aérienne du SRAS-CoV-2, mais elles ne confirment pas qu’il existe un risque de transmission de la maladie.

Force d’émission, ventilation, temps d’exposition

L’expiration, le chant, la toux et les éternuements génèrent des nuages ​​de gaz chauds, humides et à forte impulsion d’air expiré contenant des gouttelettes respiratoires. Cela déplace les gouttelettes plus rapidement que les flux de ventilation d’air ambiant typiques, les maintient concentrées et peut étendre leur portée jusqu’à 7-8 m en quelques secondes. 1 2 8

Ces résultats d’études de dynamique des fluides aident à expliquer pourquoi dans une chorale pratiquée aux États-Unis, une personne symptomatique a infecté au moins 32 autres chanteurs, avec 20 autres cas probables, malgré la distanciation physique. 27 D’autres groupes de cas à l’intérieur ont été signalés dans des gymnases de fitness, des matchs de boxe, des centres d’appels et des églises, où les gens peuvent chanter, haleter ou parler fort. 28 29 30 Fait intéressant, il y a eu peu de rapports d’épidémies sur des avions, 31ce qui peut refléter le faible volume actuel de passagers, l’absence de recherche des contacts ou un risque relativement faible parce que la parole est limitée. Bien qu’un biais de publication soit probable (les événements liés aux flambées sont plus susceptibles d’être signalés que les événements où aucune flambée n’est survenue), des histoires bien documentées d’épidémies nécessitent une explication scientifique.

Le haletant lourd du jogging et d’autres sports produit des exhalaisons violentes avec un élan plus élevé que la respiration de marée, plus proche de la toux dans certains cas. Cela augmente la distance atteinte par les gouttelettes piégées dans le nuage expiré et permet une distanciation supplémentaire pendant un exercice vigoureux. 2 Cependant, les gouttelettes respiratoires ont tendance à être plus rapidement diluée dans un cadre extérieur bien aéré, ce qui réduit le risque de transmission (une prépublication du Japon signale un risque de transmission fois plus élevé de 18,7 dans les environnements intérieurs qu’à l’ extérieur). 28

Des modèles de flux d’air spécifiques, et pas seulement la ventilation moyenne et les changements d’air, à l’intérieur des bâtiments sont également importants pour déterminer le risque d’exposition et de transmission. Un rapport de cas d’une épidémie dans un restaurant en Chine a décrit 10 personnes au sein de trois familles infectées pendant une heure, à des distances allant jusqu’à 4,6 m et sans contact physique direct. Le modèle de transmission était cohérent avec le modèle de flux d’air de ventilation localisée intérieure transitoire. 32Peu d’études ont examiné comment les modèles de flux d’air influencent la transmission virale; la plupart des études ne rapportent (le cas échéant) que les taux moyens de ventilation intérieure. Le fait de ne pas tenir compte de la variation du flux d’air localisé dans un espace simplifie à l’extrême et sous-estime la modélisation des risques. Dans un écoulement homogène, des modèles sont connus pour émerger dans les espaces intérieurs occupés qui dépendent de la climatisation, du système de ventilation ou de l’emplacement, de l’occupation de l’espace, de la recirculation de l’air et de la filtration.

Bien qu’il soit largement admis que la durée d’exposition d’une personne atteinte de covid-19 influence le risque de transmission (les études de recherche des contacts, par exemple, considèrent des seuils de 5 à 15 minutes au-delà desquels le risque augmente 33 34 ), nous ne sommes pas au courant d’études qui quantifié cette variable.

Risque de distance et de transmission

Le groupe consultatif scientifique britannique pour les urgences (SAGE) estime que le risque de transmission du SRAS-CoV-2 à 1 m pourrait être de 2 à 10 fois plus élevé qu’à 2 m. 35 Une revue systématique commandée par l’Organisation mondiale de la santé a tenté d’analyser les mesures de distanciation physique en relation avec la transmission du coronavirus. 36Une distance physique <1 m a été signalée comme entraînant un risque de transmission de 12,8%, comparativement à 2,6% à des distances ≥ 1 m, supportant des règles de distance physique de 1 m ou plus. Les limites de l’examen doivent être notées. Toutes les distances n’étaient pas explicites dans les études originales; certains ont été estimés par les auteurs de la revue. Différentes distances ont été utilisées pour catégoriser les contacts sociaux dans différentes études (1,8 m était considéré comme proche dans une étude mais éloigné dans une autre, par exemple), mais elles ont été regroupées dans la même analyse. Le résumé s’appuyait fortement sur les données des flambées de SRAS-CoV-1 et de MERS et ne tenait que partiellement compte des facteurs de confusion environnementaux.

Modèle plus nuancé

Les influences environnementales sont complexes et sont susceptibles de se renforcer mutuellement. Cela est illustré, par exemple, dans les usines de conditionnement de viande, où les épidémies ont été attribuées à la combinaison de niveaux élevés de contagion des travailleurs, d’une mauvaise ventilation, de conditions de travail exiguës, d’un bruit de fond (qui conduit à des cris) et d’un faible respect du port du masque. 37 Des situations de risque composé similaires peuvent se produire dans d’autres environnements intérieurs bondés et bruyants, tels que des pubs ou des salles de concert.

Les règles de distanciation physique seraient plus efficaces si elles reflétaient des niveaux de risque échelonnés. La figure 3 présente un guide sur la façon dont le risque de transmission peut varier en fonction du réglage, du niveau d’occupation, du temps de contact et du port ou non des masques. Ces estimations s’appliquent lorsque tout le monde est asymptomatique. Dans les situations à risque le plus élevé (environnements intérieurs avec une ventilation médiocre, des niveaux d’occupation élevés, un temps de contact prolongé et aucune couverture faciale, comme un bar bondé ou une boîte de nuit), une distance physique au-delà de 2 m et une durée d’occupation minimale doivent être envisagées. Une distanciation moins stricte sera probablement adéquate dans les scénarios à faible risque. Les personnes présentant des symptômes (qui devraient dans tous les cas s’auto-isoler) ont tendance à avoir une charge virale élevée et des exhalaisons respiratoires violentes plus fréquentes.

Fig 3

Risque de transmission du SRAS-CoV-2 par des personnes asymptomatiques dans différents contextes et pour différentes périodes d’occupation, ventilation et niveaux d’encombrement (en ignorant la variation de la sensibilité et des taux d’excrétion virale). Le revêtement facial fait référence à ceux de la population générale et non aux respirateurs de haute qualité. Les notes indiquent un risque relatif qualitatif et ne représentent pas une mesure quantitative. D’autres facteurs non présentés dans ces tableaux peuvent également devoir être pris en compte lors de l’examen du risque de transmission, y compris la charge virale d’une personne infectée et la sensibilité des personnes à l’infection. La toux ou les éternuements, même s’ils sont dus à une irritation ou des allergies alors qu’ils sont asymptomatiques, exacerberaient le risque d’exposition dans un espace intérieur, quelle que soit la ventilation.

• Les niveaux de risque de la figure 3 sont relatifs et non absolus, en particulier en ce qui concerne les seuils de temps et d’occupation, et ils n’incluent pas de facteurs supplémentaires tels que la vulnérabilité des individus à l’infection, le niveau d’excrétion d’une personne infectée, les schémas de circulation de l’air à l’intérieur et où quelqu’un est placé par rapport à la personne infectée. L’humidité peut également être importante, mais cela n’a pas encore été rigoureusement établi.

Des travaux supplémentaires sont nécessaires pour étendre notre guide afin de développer des solutions spécifiques à des classes d’environnements intérieurs occupés à différents niveaux d’utilisation. Des recherches urgentes sont nécessaires pour examiner trois domaines d’incertitude: la durée limite des expositions en relation avec les conditions intérieures, l’occupation et le niveau d’excrétion virale (règles ad hoc actuelles de 5 à 15 minutes), qui ne semble pas étayé par des preuves; l’étude détaillée des modèles de flux d’air par rapport à la source infectée et sa concurrence avec la ventilation moyenne; et les modèles et propriétés des émissions respiratoires et de l’infectiosité des gouttelettes au cours de diverses activités physiques.

La distanciation physique ne devrait être considérée que comme un élément d’une approche de santé publique plus large visant à contenir la pandémie de covid-19. Il doit être mis en œuvre parallèlement à des stratégies combinées de gestion des personnes-air-surface-espace, y compris l’hygiène des mains, le nettoyage, l’occupation et la gestion de l’espace intérieur et de l’air, et des équipements de protection appropriés, tels que des masques, pour l’environnement.