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Selon où vous vous trouvez dans le monde durant cette pandémie de COVID-19, les recommandations gouvernementales au sujet des masques de protection peuvent varier. Des chercheurs se sont penchés sur les matériaux à utiliser dans le cas où vous souhaiteriez fabriquer votre propre masque ainsi que les éléments essentiels à prendre en compte afin que ce dernier puisse être efficace.

À l’heure actuelle, les CDC recommandent que les masques chirurgicaux et N95 doivent être réservés au personnel médical qui se trouve en première ligne de combat, et que si d’autres personnes souhaitent ou ont besoin d’un masque, ils ont tout de même la possibilité d’en acheter en faible quantité ou de fabriquer leur propre masque de protection en tissu.

Cependant, il y a des règles strictes à respecter pour que cet effort ne soit pas inutile. En effet, il faut déjà se poser une question importante : quels matériaux sont les plus efficaces pour préserver les autres de vos germes et vous préserver vous-mêmes des germes des autres ? De plus, il est extrêmement important de bien porter le masque de protection : ce dernier doit parfaitement être ajusté sur votre visage, sans quoi les efforts de protection seront vains.

Des chercheurs du Argonne National Laboratory et de l’Université de Chicago aux États-Unis ont mené leur enquête : les chercheurs ont sélectionné une variété de matériaux communs et les ont testés dans des conditions de laboratoire, tout en étudiant leurs propriétés de filtration mécanique et électrostatique.

L’équipe de recherche a constaté que plusieurs couches et mélanges de tissus fonctionnaient mieux pour filtrer les particules, mais qu’un ajustement incorrect du masque sur le visage pouvait ruiner le tout (et le rendre totalement inefficace). « Nous avons effectué ces études concernant plusieurs tissus courants, dont le coton, la soie, la mousseline de soie, la flanelle, divers synthétiques, ainsi que leurs combinaisons », ont expliqué les chercheurs. « Dans l’ensemble, nous avons constaté que les combinaisons de divers tissus couramment disponibles et utilisées dans les masques en tissus pouvaient potentiellement fournir une protection significative contre la transmission des particules d’aérosol », ont-ils ajouté.

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Schéma montrant l’installation de test utilisée dans le cadre de l’étude. Crédits : Konda et al./ACS Nano

En créant une configuration expérimentale relativement complexe (illustrée ci-dessus), l’équipe de recherche a utilisé une chambre de mélange d’aérosols pour échantillonner la quantité de particules d’aérosols dans l’air. Ils ont ensuite fait passer les particules à travers chacun des tissus d’essai (qui étaient solidement fixés à l’extrémité d’un tube en PVC) et ont échantillonné l’air qui a traversé le matériau.

Les chercheurs ont effectué ce test avec une large gamme de tailles de particules, allant d’environ 10 nanomètres à 10 micromètres. Pour mettre cela en perspective, un cheveu humain mesure environ 50 micromètres de diamètre et il y a 1000 nanomètres dans un micromètre. Les particules de coronavirus ont un diamètre compris entre 80 et 120 nanomètres.

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coronavirus taille paricule

Les particules du coronavirus SARS-CoV-2 ont une taille allant de 80 à 120 nm de diamètre. Ici, identifiées dans des fluides de cellules infectées par le virus. Notez la présence de virions (particules virales avec au moins une couche protéique externe, appelée capside) et contenant le génome viral (un acide nucléique de type ADN ou ARN éventuellement accompagné d’enzymes et d’ARN divers) sur les surfaces d’une couche externe de grands peplomères (glycoprotéines prenant la forme d’un pique sur une capside virale, ou enveloppe virale retrouvée chez les virus) en forme de massue (voir grande flèche), et d’une couche interne de peplomères courts (voir pointe de flèche). Crédits : Journal of Clinical Microbiology

Ainsi, les particules testées lors de cette expérience étaient littéralement minuscules, et il y a encore un débat sur la question de savoir si ces minuscules particules peuvent tout de même provoquer une infection. Il est toutefois absolument vital de s’assurer que les matériaux peuvent filtrer à la plus petite échelle possible. De ce fait, il s’agit d’un bon moyen de s’assurer que les plus grosses particules soient bloquées.

Des tissus hybrides et un positionnement correct du masque pour se protéger

Les chercheurs ont découvert que les masques « hybrides » (c’est-à-dire la superposition de plusieurs matériaux) étaient capables de filtrer la grande majorité des particules testées. « L’efficacité de filtration des hybrides (comme le coton-soie, le coton-mousseline de soie, le coton-flanelle) était de plus de 80% (pour les particules inférieures à 300 nanomètres) et de plus de 90% (pour les particules supérieures à 300 nanomètres) », affirment les chercheurs. « Nous supposons que l’amélioration des performances des hybrides est probablement due à l’effet combiné de la filtration mécanique et électrostatique ».

À noter que la filtration mécanique n’est que ce que le tissu peut capturer en matière de particules, physiquement. Les chercheurs ont constaté une meilleure efficacité lorsque le tissu présente un nombre élevé de fils (comme le coton) : évidemment, plus les trous entre les fils sont petits, moins les grosses particules pourront passer au travers.

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La filtration à base électrostatique est un peu différente. Prenez un matériau super statique, comme le polyester par exemple : ce dernier gardera les aérosols à l’intérieur de l’environnement statique.

Cependant, tout cela ne sert à rien si le masque n’est pas porté correctement.

En effet, dans la seconde moitié de l’expérience, l’équipe a percé des petits trous dans les tissus qu’ils testaient, et les résultats étaient tout sauf rassurants. « Nos études impliquent également que les lacunes (causées par un ajustement incorrect du masque sur le visage) peuvent entraîner une diminution de plus de 60% de l’efficacité de la filtration », ont expliqué les chercheurs. De ce fait, quel que soit le matériau utilisé pour fabriquer votre masque, assurez-vous de le porter correctement.

Si vous n’avez pas accès à des tissus hybrides, et si vous souhaitez réaliser un masque de protection par d’autres moyens, les CDC vous fournissent toutes les explications nécessaires.

Sources : ACS Nano, CDC, Journal of Clinical Microbiology

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