La pandémie, dès lors que la transmission par voie aérienne a été reconnue comme majeure, a déclenché une vague d'intérêt sans précédent pour les purificateurs d'air, identifiés comme un moyen de réduction du risque de transmission du COVID-19.
Parmi les espaces susceptibles d'en être équipés, les salles de classe arrivaient en tête de liste. De ce fait, des études ont été menées pour en évaluer l'efficacité dans ce type d'espace, à la fois grand (environ 50 m2) et de grande occupation (2 à 3 m2 par personne).
Le risque de transmission du COVID-19 peut être divisé par 6 en fonction du débit de filtration cumulé.
En testant 3 à 4 purificateurs d'air dans une salle de classe, une étude menée par des chercheurs allemands de l'Université Goethe de Francfort [1] a montré l'intérêt de la purification de l'air dans les salles de classe pour limiter le risque de transmission du COVID-19. Ils ont notamment vérifié par la mesure la validité de modèles numériques pour quantifier la diffusion d'aérosols dans une salle de classe.
Les chercheurs considèrent que ces résultats justifient l'utilisation de modèles de “mélange parfait” pour estimer le risque de transmission du COVID-19 et en déduisent que, moyennant un débit de filtration cumulé élevé des purificateurs (5 volumes par heure), le risque de transmission peut être divisé par 6. [1]
Une étude publiée par l'université de Harvard dans le cadre du Healthy Building Program américain [2] tend à confirmer qualitativement ces résultats. Elle indique aussi que plusieurs purificateurs pourront être plus efficaces qu'un seul pour traiter de grands espaces.
Sur ces bases scientifiques, TEQOYA a décidé de mener, avec son partenaire stratégique le groupe ALDES, des simulations par modélisation de l'aéraulique de type CFD (Computational Fluid Dynamics) pour représenter une situation de transmission du COVID-19 par voie aérienne. Ainsi, la dispersion des aérosols émis par un(e) élève infecté dans une salle de classe a été calculée. Le nombre d'aérosols propagés dans la salle au cours du temps est utilisé comme indicateur de l'exposition des autres élèves (et de l'enseignant) au risque de transmission.
L'originalité de cette étude réside dans la prise en compte d'une ventilation : la salle de classe bénéficie d'un renouvellement d'air de 200 m3/h par deux bouches de soufflage en plafonnier. On représente ainsi une salle de classe d'un bâtiment récent, équipée d'une ventilation réalistement dimensionnée.
Les configurations comparées ont voulu répondre aux questions suivantes :
Les résultats, résumés par le graphique ci-dessous, montrent que:
Il est à noter toutefois que l'efficacité du purificateur d'air unique varie très fortement en fonction de sa position par rapport à la personne infectée : plus il en est proche, plus il permet de capturer une fraction élevée des aérosols avant leur propagation. Ce résultat peut paraître assez évident, comme le fait qu'il est impossible de prédire la position de la personne infectée, et c'est bien là que réside le bénéfice essentiel de répartir plusieurs purificateurs d'air dans la salle de classe.
En conclusion, si les études précédemment citées montrent une grande efficacité de la purification de l'air à des débits élevés*, l'étude récemment menée par le groupe ALDES et TEQOYA est un premier indice qu'une réduction significative du risque de transmission du COVID-19 peut être apportée par la présence de purificateurs d'air, y compris à un débit moins élevé, dans une situation réaliste de présence d'un renouvellement d'air (par ventilation mécanique ou par des fenêtres ouvertes). Il est également préférable de répartir plusieurs purificateurs d'air plutôt qu'utiliser un appareil très puissant.
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*Il faut environ 700 m3/h pour atteindre le taux de 5 volumes/heure pour une salle de classe de taille moyenne.
[1] J. Curtius, M. Granzin & J. Schrod (2021) Testing mobile air purifiers in a school classroom: Reducing the airborne transmission risk for SARS-CoV-2, Aerosol Science and Technology, 55:5, 586-599, DOI: 10.1080/02786826.2021.1877257
[2] Salimifard P., Jones E., Allen J. “Portable Air Cleaners: Selection and Application Considerations for COVID-19 Risk Reduction.” Harvard T.H. Chan School of Public Health Healthy Buildings Program, August 2020. DOI: 10.13140/RG.2.2.21494.63043.
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