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Covid19 – Trouver une bonne solution pour la qualité de l'air

22 mars, 2021 – 7 Min

L'OMS et les gouvernements du monde entier recommandent une bonne ventilation en intérieur depuis que l'on sait que le Covid19 se transmet principalement par l'intermédiaire des particules en suspension dans l'air et que le risque de transmission par les vecteurs passifs (surfaces) est faible.

Cet article passe en revue les principaux facteurs à prendre en compte lors de l'évaluation de la ventilation ou de la purification de l'air requise pour élaborer une stratégie efficace de limitation des risques de transmission du Covid19 par voie aérienne. Il conclut que les points clés suivants doivent être étudiés:

  • L'occupation d'un espace clos.
  • La taille et les conditions environnementales de la pièce.
  • Les types de respiration et autres facteurs comportementaux des occupants de la pièce.
  • Les exigences du secteur de la santé en termes de purification de l'air sont beaucoup plus rigoureuses, entraînant des mesures différentes. 

FACTEURS DE TRANSMISSION AÉRIENNE DU COVID19

Un précédent article faisait état des différents modes de transmission de la Covid19, faisant référence à des recherches scientifiques clés qui ont démontré que les principales voies de transmission provenaient de l'inhalation directe de grosses gouttelettes et d'aérosols de plus petite taille en suspension dans l'air. Il fournissait en guise de conclusion des stratégies pour limiter la transmission, dont le port du masque et le maintien de distances de sécurité, ainsi que la ventilation des pièces avec de l'air extérieur frais. Et, lorsque ces solutions n'étaient pas possibles, la purification de l'air par des moyens mécaniques avec des filtres de haute qualité, afin d'éliminer l'accumulation de gouttelettes et d'aérosols dans la pièce.

De nombreux facteurs doivent être pris en compte pour tenter de limiter les risques de transmission aérienne du Covid19:

  • Promiscuité: risque de transmission plus élevé à l'intérieur, aggravé par une mauvaise ventilation.
  • Concentration de population: plus il y a de personnes dans un espace confiné plus la probabilité qu'un porteur du virus soit présent est importante. Un plus grand nombre de personnes se traduit par une génération accrue d'aérosols, un facteur important dans les petits espaces mal ventilés.
  • Conditions météo Conditions: Le frois, la secheresse et l'obscurité accroissent la durée de vie du virus.
  • Symptômes: il est plus difficile de détecter les personnes contagieuses lorsqu'elles sont asymptomatiques – elles sont susceptibles de ne montrer aucun signe de type toux ou fièvre.
  • Promiscuité: le risque d'infection augmente lorsque la distance entre les personnes est réduite ou lorsque les individus sont face à face en l'absence d'EPI de base (masques).
  • Durée: le risque d'infection augmente lorsqu'une personne se trouve à proximité d'une personne infectée sur une durée prolongée.
  • Activité: parler, parler fort, chanter, les activités en aérobie augmentent tous la fréquence respiratoire des individus et augmentent ainsi le risque d'émission de particules virales en aérosol.

QU'EST-CE QU'UNE BONNE VENTILATION?

Le site Internet du HSE britannique récemment mis à jour reflète de nouvelles directives pour lutter contre les risques de transmission du Covid19 par le biais des aérosols, recommandant une évaluation de la ventilation et l'amélioration de la ventilation de l'air frais là où elle est inférieure aux normes, et si cela n'est pas possible, de mettre en œuvre des appareils mécaniques de purification de l'air (mais seulement ceux reposant sur les technologies HEPA et UVC). Ceci est très similaire aux recommandations formulées par le comité SAGE dans son rapport de novembre 2020.

Points clés de la ventilation Comme le montrent les facteurs de risque énumérés ci-dessus, les principaux points à considérer en termes de ventilation sont:

  • Le nombre de personnes dans un espace intérieur donné. 
  • Le flux d'air provenant des systèmes de ventilation existants.
  • La taille et les conditions environnementales de la pièce. 

Les autres facteurs de risque (symptômes, proximité, durée et activités) sont tous des problèmes comportementaux traités par les politiques et bonnes pratiques (déploiement d'EPI, masques, distanciation sociale dans les espaces clos, etc...).

UK Governmental guidance (i.) stipulates that good ventilation is achieved by providing 10 litres of fresh air per second per person (l/s/p) in a room, which is equivalent to 36 cubic meters per person per hour (ii.).

In view of the Covid19 pandemic, ASHRAE, the American Society of Heating, Refrigerating and Airconditioning Engineers, states that facilities of all types should follow the minimum outdoor airflow rate of (iii.):

  • 3,8 l/s/p pour la plupart des bâtiments commerciaux;
  • 10 l/s/p pour les gymnases, les clubs de forme, les salles d'aérobic et les salles de musculation;
  • 3,8-5 l/s/p pour les bâtiments scolaires. 

Room Size as a Determinant of Infection Probability. Figure 1 below shows the aerosol concentration in two very different sized rooms with different occupancies levels and varying degrees of ventilation: 1, 5 and 10 l/s/p respectively). As can be seen, when there is a good amount of air ventilation (10 l/s/p), the result is (iv.):

  • une réduction significative de la concentration de particules dans le plus petit bureau.
  • aucune différence perceptible avec une concentration déjà faible dans la plus grande salle de sport. 

Ce résultat est assez intuitif étant donné qu'il n'y a que 15m3 d'espace par personne dans le petit bureau de 20 personnes, contre environ 55m3 d'air par personne dans la plus grande salle de sport de 160 personnes. Ainsi, le premier facteur à évaluer est le nombre de personnes occupant une pièce, et si la ventilation est bien supérieure ou égale aux 10 l/s/p. 

QU'EN EST-IL DES FACTEURS COMPORTEMENTAUX?

Various studies show that the number of aerosols emitted changes with different human behaviour and activity (v. & vi.). Figures 2 and 3 show how breathing, singing, talking and coughing activities lead to changing amounts of aerosolized particle emissions.  What stands out from the data below is, firstly, the wide range of results from each activity and secondly but no less importantly, the exponential increase of some activities compared to others (note the log scales).

Mais le type d'émission (respiration, chant, etc...) n'est qu'un facteur comportemental à considérer, l'autre étant la durée. Si une toux provoque une importante expiration d'aérosols de manière ponctuelle, un exercice physique peut s'étendre sur une longue période, de sorte que la quantité totale d'aérosols émis par un exercice physique dépassera de loin le fait de tousser quelques fois. 

Exercise causes both deep and rapid inhalation. A research study has indicated that deep exhalation could yield a 4x to 6x increase in aerosolized particle emission compared to normal breathing while rapid inhalation a further 2x to 3x increase in emission, yielding a maximum 18x increase (vii.). Therefore, concerns about high aerosol particle concentrations within indoor sports centres, fitness centres and gyms are justified.

As mentioned previously, ASHRAE recommend 10 l/s/p for indoor sports facilities, 2.6x the ventilation recommended for retail spaces, which is similar to Dutch state guidelines, which recommends 11.1 l/s/p, 3.2x that recommended in other buildings (viii.).

En conclusion, les comportements humains sont un facteur clé à prendre en compte dans les espace fermés, tout en gardant à l'esprit que dans certains pays, les normes de ventilation dans les installations sportives en intérieur sont 2,5 à 3,2 fois supérieures aux endroits où les gens respirent normalement. 

UNE EXCEPTION POUR LES ÉTABLISSEMENTS DE SANTÉ.

When the WHO finally recognised airborne transmission as the greatest risk of spreading Covid19 at the last quarter of 2020, they recommended that indoor ventilation should achieve at least 6 “Air Changes per Hour” (ix.). Requiring a certain level of Air Changes per Hour (ACH) is an alternative way to recommend an adequate amount of ventilation.

Le calcul de l'ACH d'une pièce fait appel trois facteurs:

  • la quantité d'air insufflée ou purifiée dans une pièce (en m3) 
  • le temps de purification de la ventilation (60 minutes)
  • le volume total de la pièce (en m3)

Dans l'exemple ci-dessus, la purification de 300m3 d'air pendant une heure dans une pièce de 100m3 donne un taux de renouvellement de 3 ACH pour cette pièce. 

Les normes ACH peuvent sembler approximatives, celles-ci ne tenant pas compte du niveau d'occupation de la pièce ou du comportement respiratoire des personnes présentes dans la pièce. Cependant pour les petites pièces, si une ventilation / purification importante est nécessaire et cela indépendamment de son occupation, l'ACH est une norme plus simple à définir. En effet, le terme ACH est utilisé dans le secteur de la santé où des taux élevés d'ACH sont recommandés pour prévenir les infections chez les personnes immunodéprimées en période de convalescence après une maladie, une opération ou une maladie chronique (comme une maladie pulmonaire). Les directives en termes de renouvellement de l'air sont également utilisées pour des procédures génératrices d'aérosols (AGP) sont effectuées comme les actes dentaires qui libèrent de grandes quantités d'aérosols, augmentant le risque d'infection.

Public Health England guidance states that ‘two air changes are pragmatic’ for hospital wards, but it does not state whether there is evidence this is sufficient to reduce risk. Intensive Care Units might have up to 12 ACH, similar to that of Dentists, whilst a hospital operating theatre will have 25ACH (x.). To put this extremely high amount of ventilation into perspective, 25 ACH in a 270m3 operating theatre with 10 people present would achieve the equivalent of 375 litres of air per second per person.

Étant donné la nécessité de mettre en œuvre des niveaux très élevés de ventilation et de purification de l'air, on comprend pourquoi les normes ACH servent de base pour déterminer les taux de ventilation et de purification de l'air dans le secteur de la santé.

CONCLUSION: COMMENT TROUVER UNE SOLUTION POUR UN AIR DE BONNE QUALITÉ

Rensair aide ses clients disposant de locaux mal ventilés à déterminer les meilleures solutions de purification de l'air en tenant compte de leurs propres locaux, des taux d'occupation, de la taille des pièces et des types d'utilisation. Chaque solution: 

  • est spécialement conçue pour répondre aux exigences de chaque client en termes de purification de l'air 
  • est développée en se reposant sur les connaissances approfondies de Rensair des plus récentes réglementations gouvernementales et recherches scientifiques
  • se base sur l'expérience acquise en travaillant à la fois avec le secteur de la santé et un large éventail d'entreprises internationales
  • combine des technologies HEPA et UVC de très haute qualité dans un purificateur d'air portable breveté de qualité hospitalière dont les résultats testés dans des laboratoires indépendants démontrent leur efficacité pour purifier l'air indépendamment de l'endroit où il est placé dans une pièce. 
  • contactez Rensair si vous souhaitez en savoir plus ou trouver une solution adaptée pour votre entreprise, ou
  • book a Consultation with one of Rensair’s Experts where we can discuss your air purification requirements at a time that suits you – this can be done either via a video or phone call.
SOURCES:
  1. CIBSE Guide B Heating, Ventilating, Air Conditioning and Refrigeration (2016)
  2. 10 litres par seconde = 36 mètres cubes par heure [(10 x 60 x 60)/1000]
  3. ASHRAE: ventilation for acceptable indoor air quality ANSI/ASHRAE Standard 62 (2019)
  4. Prof C. Noakes, Hazards Forum Seminar (17/03/2021)
  5. Comparing the Respirable Aerosol Concentrations – Gregson et al.
  6. The effect of respiratory activity on total aerosol emissions – Wilson & al.
  7. The mechanism of breath aerosol formation – G.R. Johnson and L. Morawska
  8. Ventilation and air cleaning to limit aerosol particle concentrations in a gym during the COVID-19 pandemic. – Blocken et al.
  9. WHO’s Science in 5 on COVID-19 – Ventilation – 30 Octobre 2020
  10. Personal protective equipment during the COVID – Cook

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