Des chercheurs de l'Université de la Colombie-Britannique (campus d'Okanagan) ont mis au point un dispositif de pointe permettant d'améliorer la qualité de l'air intérieur en éliminant efficacement les agents pathogènes présents dans l'air et en réduisant la propagation des infections respiratoires. Cette avancée majeure pourrait avoir un impact considérable sur la sécurité sanitaire dans les espaces clos tels que les cliniques, les salles de classe et les bureaux.
Des ingénieurs de l'Université de la Colombie-Britannique Okanagan (UBCO) ont mis au point un nouveau dispositif visant à améliorer la qualité de l'air intérieur en éliminant efficacement les agents pathogènes présents dans l'air. Cette innovation pourrait devenir un outil essentiel pour réduire la propagation des maladies respiratoires dans les espaces clos.
Les méthodes traditionnelles de lutte contre la transmission des maladies infectieuses consistent généralement à optimiser le système de ventilation d'un bâtiment afin de réguler les flux d'air à grande échelle. Cependant, les systèmes de ventilation personnalisés offrent une protection supplémentaire en dirigeant l'air pur vers les individus à une distance fixe. Bien que cette approche, similaire à la circulation de l'air dans les avions de ligne, présente des avantages, elle comporte également des inconvénients notables.
« Assurer une bonne qualité de l’air intérieur est essentiel pour limiter la transmission des maladies aéroportées, surtout dans les espaces partagés », a déclaré Sunny Li, professeure à la Faculté de génie et co-auteure de l’étude, dans un communiqué. « De nombreux Canadiens passent près de 90 % de leur temps à l’intérieur, ce qui fait de la qualité de l’air intérieur un facteur déterminant pour leur santé et leur bien-être. »
Mojtaba Zabihi, premier auteur et chercheur postdoctoral à l'UBCO, souligne les difficultés liées à la mise en œuvre de modifications dans les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation existants, en raison de la diversité des configurations de pièces et des conceptions de ventilation. Ceci met en évidence l'importance d'une ventilation personnalisée.
« Nous souhaitions développer un système innovant qui empêche les occupants d’inhaler de l’air contaminé tout en leur permettant d’utiliser confortablement un système de ventilation personnalisé pendant de longues périodes », a ajouté Zabihi.
L'équipe de recherche, en collaboration avec le groupe de recherche sur la transmission des maladies aéroportées de l'Université de la Colombie-Britannique, a mis au point un concept de flux d'air par induction-élimination, également appelé système de captage par jet. Ce nouveau dispositif capture et élimine les aérosols expirés avant qu'ils ne se propagent dans la pièce.
Contrairement aux systèmes de ventilation personnalisés classiques, qui utilisent des jets d'air à grande vitesse pouvant causer de l'inconfort et perdre en efficacité lorsque les utilisateurs bougent, le nouveau système aspire en continu les particules contaminées dans une zone de purification localisée.
« Notre conception allie confort et contrôle », a ajouté Zabihi. « Elle crée un flux d'air ciblé qui piège et élimine les aérosols expirés presque instantanément, avant qu'ils n'aient la possibilité de se propager. »
En utilisant des simulations informatiques pour modéliser la respiration, la chaleur corporelle et le flux d'air dans un scénario de consultation de 30 minutes, les chercheurs ont comparé leur nouveau dispositif aux systèmes de ventilation personnelle standard.
Leurs découvertes, publié Dans la revue Building and Environment, les résultats étaient significatifs. Le nouveau système a réduit la probabilité d'infection à seulement 9.5 %, contre 47.6 % pour un équipement individuel statique, 38 % pour un système de ventilation individuel avec extraction et 91 % pour une ventilation standard.
Dans des conditions optimales, le dispositif a permis d'empêcher l'inhalation d'agents pathogènes pendant les 15 premières minutes d'exposition, ne laissant passer que 10 particules sur 540 000 pour atteindre une autre personne. Leurs simulations ont indiqué que le système pouvait éliminer jusqu'à 94 % des agents pathogènes présents dans l'air.
« Les systèmes de ventilation personnalisés traditionnels ne peuvent pas s'adapter aux mouvements et aux interactions des personnes », a ajouté Joshua Brinkerhoff, co-auteur de l'étude et professeur associé à la Faculté d'ingénierie. « Il s'agit d'une solution intelligente et réactive pour les espaces comme les cliniques, les salles de classe ou les bureaux où les contacts rapprochés sont inévitables. »
Brinkerhoff a souligné que cette étude démontre le potentiel de l'ingénierie des flux d'air — et pas seulement de la filtration — pour améliorer la qualité de l'air intérieur et la sécurité des occupants. L'équipe s'attachera désormais à perfectionner la conception pour les grandes pièces et à tester des prototypes physiques en conditions réelles.
Zabihi, membre du Comité national canadien des codes modèles sur l'environnement intérieur, espère que ces recherches influenceront les futures normes de ventilation, contribuant ainsi à des environnements intérieurs plus sains et plus sûrs.