Des ingénieurs du campus Okanagan de l’Université de la Colombie-Britannique ont conçu un nouveau dispositif de flux d’air qui piège les aérosols expirés presque immédiatement, réduisant fortement l’exposition aux pathogènes aériens dans des simulations. Les premiers résultats suggèrent que le système peut surpasser de manière substantielle les approches de ventilation conventionnelles dans les espaces intérieurs partagés.
Avec l’approche de l’hiver et les gens passant plus de temps à l’intérieur, la qualité de l’air qu’ils respirent devient de plus en plus importante, surtout pendant la saison des rhumes et de la grippe. Des chercheurs de UBC Okanagan examinent un nouveau dispositif de purification d’air capable de capturer les pathogènes aériens, offrant un outil potentiel pour réduire la propagation des maladies respiratoires dans les espaces clos.
L’équipe d’ingénieurs mécaniques, qui travaille avec le Cluster de recherche UBC sur la transmission des maladies aériennes, a développé un concept de flux d’air d’induction-retrait, ou « jet-sink », destiné à rediriger le flux d’air autour des occupants et à aspirer les particules contaminées dans une zone de purification localisée avant qu’elles ne circulent dans la pièce.
Coauteur de l’étude, le Dr Sunny Li, professeur à la School of Engineering, indique que les efforts traditionnels pour réduire le risque d’infection se concentrent souvent sur la modernisation de la ventilation des bâtiments pour gérer des flux d’air à grande échelle. Les systèmes de ventilation personnalisés, comme ceux utilisés dans les avions de ligne, dirigent de l’air propre vers les individus à distance fixe mais exigent qu’ils restent en place et peuvent causer un inconfort dû au flux d’air constant, y compris des yeux et une peau secs. « Assurer une haute qualité de l’air en intérieur est crucial pour atténuer la transmission des maladies aériennes, particulièrement dans les environnements partagés », déclare le Dr Li. « Beaucoup de Canadiens passent près de 90 pour cent de leur temps à l’intérieur, rendant la qualité de l’air intérieur un facteur critique pour la santé et le bien-être. »
Chercheur postdoctoral Dr Mojtaba Zabihi, premier auteur de l’étude, explique que les variations dans les agencements des pièces et les systèmes existants de chauffage, ventilation et climatisation rendent difficile la mise en œuvre d’améliorations uniformes, soulignant la valeur des options de ventilation personnalisée. « Nous voulions développer un système innovant qui empêche les occupants d’inhaler de l’air contaminé tout en leur permettant d’utiliser un système de ventilation personnalisé confortablement sur de longues périodes », précise-t-il.
Contrairement aux systèmes de ventilation personnalisée conventionnels qui reposent sur des flux d’air rapides perdant en efficacité lorsque les utilisateurs bougent, la nouvelle conception vise à capturer les aérosols expirés avant qu’ils ne se dispersent. « Notre conception allie confort et contrôle », dit le Dr Zabihi. « Elle crée un flux d’air ciblé qui piège et élimine les aérosols expirés presque immédiatement — avant qu’ils n’aient une chance de se propager. »
Selon l’étude de l’équipe, publiée dans Building and Environment (2025 ; 286 : 113569, DOI : 10.1016/j.buildenv.2025.113569), les chercheurs ont utilisé des simulations informatiques pour modéliser la respiration, la chaleur corporelle et le flux d’air lors d’un scénario de consultation de 30 minutes et ont comparé le nouveau système à une ventilation personnelle et au niveau de la pièce standard. Les simulations indiquent que le dispositif réduit la probabilité d’infection à 9,5 pour cent, contre 47,6 pour cent pour une configuration personnalisée typique, 38 pour cent pour un système de ventilation personnelle avec conception d’évacuation et 91 pour cent sous ventilation standard de pièce.
Positionné de manière optimale dans le scénario modélisé, le dispositif a empêché l’inhalation de pathogènes pendant les 15 premières minutes d’exposition. Seulement 10 particules sur 540 000 libérées dans la simulation ont été estimées atteindre une autre personne, et le système a éliminé jusqu’à 94 pour cent des pathogènes aériens.
Le coauteur Dr Joshua Brinkerhoff indique que ces résultats mettent en lumière comment l’ingénierie des flux d’air, en plus de la filtration, peut améliorer la qualité de l’air intérieur et la sécurité des occupants. « Les systèmes de ventilation personnalisée traditionnels ne s’adaptent pas quand les gens bougent ou interagissent », note-t-il. « C’est une solution intelligente et réactive pour des espaces comme les cliniques, les salles de classe ou les bureaux où les contacts rapprochés sont inévitables. »
Les chercheurs indiquent que les travaux futurs se concentreront sur l’affinage du design pour des pièces plus grandes et des tests de prototypes physiques dans des contextes cliniques et publics. Membre du Comité national canadien des codes modèles sur l’environnement intérieur, le Dr Zabihi espère que la recherche contribuera finalement à informer les normes de ventilation visant à rendre les espaces intérieurs plus sûrs et plus sains.
