Il existe donc de plus en plus de preuves qui laissent penser que la voie de transmission dominante est celle des aérosols ou des « dropletcores » (gouttelettes s'évaporant dans l'air), qui sont souvent d'une taille inférieure à 100 micromètres et qui se déplacent sur des distances plus grandes, pouvant parcourir plusieurs mètres, à partir de la personne infectée. Les aérosols sont des particules microscopiques liquides, solides ou semi-solides si petites qu'elles restent en suspension dans l'air. Les aérosols respiratoires sont produits lors de diverses activités d'expiration, le fait de parler, de chanter, de crier, de tousser et d'éternuer, tant chez les personnes en bonne santé que chez celles souffrant d'infections respiratoires. Outre les aérosols respiratoires, il existe également des aérosols générés d'une autre manière, par exemple par la peau.
Les aérosols sont des particules microscopiques liquides, solides ou semi-solides si petites qu’elles restent en suspension dans l’air et peuvent contenir des agents pathogènes (comme des virus et des bactéries). Ils peuvent être produits lors de diverses activités d’expiration ou d’autres actions qui mettent des particules en suspension dans l’air. La durée pendant laquelle les aérosols peuvent rester en suspension et la contagiosité des agents pathogènes dépendent des propriétés chimiques et physiques de ces particules.
Le mécanisme d'exposition aux gouttelettes a longtemps été considéré comme le principal mode de transmission des agents pathogènes (respiratoires), tels que les virus, car l'observation selon laquelle les infections sont plus fréquentes lorsque la distance entre les personnes contaminées et les personnes sensibles est plus réduite a souvent été interprétée de manière erronée. A ce jour, les scientifiques expliquent que la raison pour laquelle la probabilité de contamination augmente à mesure que la distance diminue est liée à la concentration des aérosols. Celle-ci est plus importante à la source (la personne contaminée) et diminue à mesure que l'on s'éloigne de la source (la personne contaminée). Étant donné que le risque de contracter une infection est d'autant plus élevé que l'on est exposé à un grand nombre d'agents pathogènes, c'est-à-dire que l'on respire davantage de particules pathogènes, il n'est pas surprenant que l'exposition à de grandes concentrations d'aérosols sur de courtes distances augmente la probabilité d'être contaminé.
Il est donc inexact de penser que la transmission aérienne n’a lieu que sur de longues distances. En réalité, l'exposition et l'inhalation d'aérosols à courte distance, par exemple lors d'une conversation, peut prédominer. La propagation d'agents infectieux peut se produire à toute distance, mais elle est plus probable à courte distance, là où les aérosols sont les plus concentrés. En comparaison, la fumée de cigarettes est moins intense à mesure qu’on s’en éloigne ou l'odeur de l'ail ou de l'alcool est plus prenante lorsque qu’on se rapproche d’une personne en ayant mangé ou bu. Lorsque vous sentez ces odeurs dans l'air expiré, il est possible que vous inhaliez également des agents pathogènes. De plus, la dispersion aérienne d'agents pathogènes sous forme d'aérosols, qui peuvent généralement parcourir de plus grandes distances (plusieurs mètres) et rester en suspension dans l'air pendant une période plus longue (de quelques dizaines de minutes à quelques heures), a été démontrée pour plusieurs virus, dont le SARS-CoV-2, la grippe, le VRS, le rhinovirus et la rougeole.
Illustration des gouttelettes et des aérosols libérés lors des activités respiratoires et transmettant des agents pathogènes d’une personne infectée (à gauche) à d’autres (à droite). Les gouttelettes et les aérosols peuvent contenir des agents pathogènes si une personne est infectée. Les gouttelettes tombent rapidement au sol à proximité de la personne infectée, ce qui limite le risque d’infection des autres de cette manière. Les aérosols, en revanche, peuvent rester en suspension dans l’air pendant des heures et constituent donc un mécanisme de transmission important. Ils peuvent provoquer une exposition/infection à courte (< 2m) et longue distance (> 2m). La concentration d’aérosols est la plus élevée à la source (la personne infectée), ce qui augmente le risque d’exposition et d’infection à proximité de cette personne. Cependant, les aérosols peuvent se disperser dans la pièce, réduisant ainsi le risque d’exposition à plus longue distance. Ce mécanisme de transmission souligne l’importance d’une bonne ventilation des espaces de travail, car une ventilation adéquate peut réduire considérablement la concentration d’aérosols et d’agents pathogènes, et donc le risque d’infection. Adapté de Tang et al. 2021.
Facteurs affectant la contagiosité des aérosols
La prise en compte des facteurs pouvant affecter la production d'aérosols, leur dispersion ou leur durée de vie est essentielle. En fonction de l'activité exercée, la production d'aérosols diffère sensiblement d'une personne à l'autre. Ainsi, la formation d'aérosols d’une personne est moindre lorsque qu’elle est au repos et ne parle pas, tandis que l'émission d'aérosols augmente lorsqu’elle est debout et parle. Elle augmente d’autant plus en cas d'effort physique, de cris ou de toux. Les facteurs qui peuvent favoriser la dispersion ou la durée de vie des aérosols produits sont également importants à prendre en compte (e.g., la température, l'humidité relative, les UV et divers aspects de la circulation de l'air et/ou de la ventilation).
Les résultats des études sur les effets de l'humidité relative de l'air et de la température sur la transmission des agents pathogènes sont mixtes. Cependant, d'une manière générale, la transmission des virus serait favorisée par des températures plus basses, alors que l’effet de l'humidité relative de l'air est plus complexe et nuancé. En effet, la relation entre l'humidité relative et la viabilité des pathogènes dans les aérosols dépend largement du type de pathogène et, est influencée à la fois par les propriétés physicochimiques intrinsèques du virus et par l'environnement. Cela montre que l'humidité relative, qu'elle soit faible (<30%) ou élevée (>70%), est propice à la transmission de pathogènes.
L'acidité serait une propriété chimique importante de l'air affectant la contagiosité des agents pathogènes dans les aérosols : plus l'air est acide, plus la contagiosité des virus (respiratoires) dans les aérosols est élevée. Cela a des implications importantes pour certaines mesures de prévention prises pour réduire l'exposition aux virus, telles que le choix et l'utilisation de produits de nettoyage pour nettoyer les surfaces qui pourraient être potentiellement contaminées par des particules virales. Par exemple, l'utilisation de produits de nettoyage qui rendent l'air plus acide (comme les produits de réaction de l'eau de Javel avec l’environnement) favorise la longévité des particules virales en suspension dans l'air et peut donc augmenter la probabilité d'une contamination par voie aérienne. La manière la plus efficace et la plus saine d'éliminer les acides (par exemple le CO2 et le HNO3) de l'air (intérieur) est d'assurer une bonne ventilation. Le rayonnement UV, provenant par exemple du rayonnement solaire ou de lampes UV, est un bon moyen de rendre inoffensifs les agents pathogènes tels que les particules de virus. Cependant, l'exposition à la lumière du soleil ou l'utilisation de lampes UV peuvent présenter d'autres risques pour la santé.
Outre les aérosols respiratoires, il existe également des aérosols formés par les millions de cellules cutanées que les êtres humains perdent en une journée. Ces deux types d'aérosols montrent que l'être humain est le principal facteur d'émission et donc de présence d'aérosols dans l'air intérieur (domicile et bureau). L'environnement intérieur et la qualité de l'air intérieur sont d'une grande importance, car les gens passent plus de 90 % de leur temps dans des espaces intérieurs. L'être humain y émettrait environ 30 milligrammes par personne et par heure de matériels bactérien et fongique. Il s'agit principalement d'espèces dérivées du microbiote humain normal. L'air intérieur sain contient des champignons tels que les levures associées à la peau, mais la plupart des études montrent que les champignons en suspension dans l'air intérieur sont majoritairement des champignons provenant de l'extérieur. Dans le cas d'un air de mauvaise qualité, comme dans des bâtiments humides où se développent des champignons, l'air est souvent dominé par les moisissures qui se développent dans le bâtiment. Les êtres humains sont aussi la principale source de nombreux virus pathogènes dans l'air intérieur, qui peut présenter un degré élevé de saisonnalité dans le cas des virus respiratoires communs tels que la grippe et le VRS.
Dans les environnements intérieurs, en particulier dans les espaces mal ventilés ou surpeuplés, l'être humain représente le facteur prédominant dans la composition et la quantité des communautés de bioaérosols (aérosols contenant des agents biologiques). Cette observation souligne l’importante d’inclure explicitement la question de la présence et de l’émission d’agents biologiques par les personnes dans l'analyse des risques, tant dans les milieux professionnels avec ou sans contact avec des tiers, que pour les activités professionnelles impliquant ou non, une intention délibérée de travailler avec des agents biologiques. Il est bien entendu essentiel de considérer que tous les agents biologiques libérés ou émis par les êtres humains ne sont pas forcément des agents pathogènes, rendant indispensable l'identification des agents biologiques dangereux. Étant donné le rôle majeur de l’humain dans la libération d'agents biologiques, il convient d'en tenir compte dans le choix des mesures de prévention « standard » appropriées, telles qu'une ventilation adéquate, et des mesures de prévention mieux adaptées aux conditions changeantes ou au caractère saisonnier de certains risques. Pour cette deuxième catégorie, on peut envisager, par exemple, des possibilités de télétravail adaptées à la prévalence ou à la circulation (saisonnière et non saisonnière) de certains agents pathogènes au sein de la population.
Autres sources d'aérosols que l'être humain
Les aérosols contenant des agents biologiques dangereux ne proviennent pas tous des humains. Dans l'environnement intérieur, on peut distinguer quelques sources communes.
Remise en suspension de poussière
On estime que les poussières remises en suspension dans l'air représentent jusqu'à 60 % du total des particules qui composant dans l'air intérieur. La poussière est présente quasiment partout dans l'environnement intérieur, que ce soit sur les sols, les vêtements, les meubles ou sur d'autres surfaces. Les concentrations de micro-organismes dans la poussière domestique sont très variables, allant de l'indétectable à plus d'un milliard de cellules par gramme de poussière. Des études ont montré que les communautés microbiennes présentes dans la poussière domestique sont diverses et dominées par des bactéries associées à la peau et des bactéries à Gram positif. Les espèces bactériennes les plus courantes dans la poussière domestique appartiennent aux genres Staphylococcus, Corynebacterium, Lactococcus, Firmicutes et Actinobacteria. Les champignons présents dans la poussière domestique sont également divers et contiennent généralement des espèces de champignons que l'on trouve à l'extérieur : les champignons domestiques typiques sont :
- Cladosporium spp., Penicillium spp. et Aspergillus spp. ;
- les champignons qui décomposent le bois ;
- les champignons observés chez les êtres humains, tels que Candida spp. et Saccharomyces spp.
La présence de personnes, la climatisation, la ventilation, l'humidité et les animaux domestiques peuvent avoir une influence sur les types de moisissures que l'on trouve à l'intérieur. La composition microbienne de la poussière dans l'environnement intérieur est proportionnellement corrélée avec celle de l'air.
La remise en suspension des poussières déposées, par exemple en marchant sur le sol, peut être considérée comme une source secondaire de micro-organismes présents dans les aérosols précédemment en suspension dans l'air. Ce processus se produit lorsque des particules de poussière, tombées sur une surface, sont remises en circulation dans l'air suite à une perturbation. Le niveau de remise en suspension des poussières dépend fortement du type de revêtement de sol : les moquettes présentent un degré d'envol nettement plus élevé que les sols durs après une perturbation. De plus, il existe un gradient vertical dans la concentration d'organismes dans la poussière, qui se forme en marchant sur le plancher. Par exemple, il a été démontré que la concentration du virus de la grippe en suspension dans l'air à 1 mètre au-dessus du plancher serait jusqu'à 40 % plus élevée qu'à 2 mètres. Cela implique que la hauteur à laquelle l’-es échantillons sont prélevés peut influencer les résultats relatifs à la concentration des micro-organismes. La marche est généralement la principale cause de remise en suspension de poussières ou de micro-organismes, mais d'autres activités telles que l’utilisation de l'aspirateur, peuvent également projeter des particules dans l'air. Par ailleurs, on constate que les vêtements sales libèrent beaucoup plus de particules dans l'air que les vêtements propres. En résumé, une fois déposés sur une surface, les micro-organismes ne sont pas nécessairement éliminés de l'air, car de nombreuses conditions peuvent entraîner leur remise en suspension, avec divers effets sur la santé des travailleurs, similaires à ceux d’une source primaire d’aérosols.
Systèmes sanitaires
Lorsque l'eau est utilisée dans les toilettes, les douches et les robinets, elle génère des millions d'aérosols, dont certains contiennent des micro-organismes. Les systèmes sanitaires peuvent donc contribuer de manière importante à la présence de bioaérosols dans l'environnement intérieur. Plus de la moitié des matières solides des matières fécales sont des bactéries, qui peuvent se répandre en aérosol lorsque l'on tire la chasse d'eau. Chaque fois qu'on tire la chasse d'eau, des dizaines de milliers de particules d'aérosol sont produites, pouvant contenir des agents pathogènes tels que Shigella, Salmonella et des particules de norovirus. L'utilisation de douches et de lavabos peut produire des millions d'aérosols bactériens et fongiques, notamment Legionella, Mycobacterium mucogenicum, Pseudomonas, Fusarium et Aspergillus aeruginosa.
Matériaux endommagés par l'eau
Il est bien établi que les bâtiments ayant subi des dégâts d'eau sont associées à des effets néfastes sur la santé respiratoire. La majorité des bâtiments modernes subissent au cours de leur existence des dégâts d'eau mineurs et parfois graves. L'excès d'humidité dans les bâtiments devient un facteur critique dans la propagation des moisissures dans des environnements riches en nutriments. Cela peut exposer les résidents et les utilisateurs des bâtiments à des niveaux élevés de moisissures, telles que les spores, les fragments de cellules, les composants des parois cellulaires ou les toxines. Ces expositions peuvent provoquer diverses maladies et symptômes, principalement respiratoires mais aussi d'autres types. Les affections respiratoires sont fréquentes dans les bâtiments humides. Parmi les affections respiratoires et les symptômes potentiellement causés par l'exposition aux moisissures dans les espaces intérieurs comprennent le développement, on retrouve l'asthme, la pneumopathie d'hypersensibilité, la toux, la respiration sifflante, la dyspnée (essoufflement), les symptômes nasaux et pharyngés et les infections respiratoires.
Certaines bactéries sont associées aux environnements humides dans les bâtiments, notamment les bactéries à Gram négatif, les actinomycètes et les mycobactéries non tuberculeuses. Les concentrations de ces bactéries dans l'air peuvent toutefois varier considérablement selon les endroits. Il a été démontré qu'une variété d'espèces de mycobactéries peut être trouvée dans les matériaux endommagés par l'eau et qu'elle augmente en même temps que les concentrations de champignons.
Les endotoxines, présentes dans la paroi cellulaire des bactéries à Gram négatif, sont connues pour être associées à l'asthme et divers symptômes respiratoires. Ces toxines sont omniprésentes car les bactéries à Gram négatif sont largement répandues dans l'environnement intérieur. En l'absence de contamination bactérienne importante et de croissance active, le niveau d'endotoxines dans l'air intérieur ne devrait pas excéder celui de l'air extérieur. Les concentrations d'endotoxines dans l'air extérieur fluctuent généralement selon les saisons, avec des niveaux plus élevés au printemps qu'en hiver, en raison de l'aérosolisation de bactéries à Gram négatif provenant des feuilles. A ce jour, il n’existe pas de normes sanitaires officielles concernant les niveaux d'endotoxines dans l’air.
Air extérieur
Différents types de particules, allant des poussières fines aux bioaérosols, peuvent pénétrer efficacement dans l'environnement intérieur à partir de l'air extérieur. Dans certains cas, les particules présentes dans l'air extérieur expliquent en grande partie la variation des particules dans l'environnement intérieur. Cela souligne que l'occupation humaine n'est pas l’unique facteur influençant la communauté microbienne de l'air intérieur. La composition de la communauté microbienne dans l'air varie selon la géographie, rendant impossible toute généralisation simple sur l'influence des types spécifiques de micro-organismes qui composent l'air extérieur sur la composition de l'air dans les environnements intérieurs. En général, il est admis que, par rapport aux bactéries, la plupart des moisissures présentes dans l'environnement intérieur proviennent de l'extérieur, sauf dans les bâtiments ayant subi un dégât des eaux ou dans le cas de sources spécifiques de moisissures sur le lieu de travail. Si la ventilation (naturelle), par exemple par l'ouverture des fenêtres, est un moyen efficace pour réduire la concentration d'éventuels agents pathogènes dans l'environnement intérieur, il convient d'examiner, pour chaque site et lieu de travail spécifique, si cette mesure n'a pas des conséquences imprévues sur la santé des travailleurs présents, en raison de l'introduction éventuelle de poussières fines, d'allergènes ou d'agents pathogènes de l'environnement extérieur dans l'environnement intérieur. Ces différents éléments doivent être pris en compte lors de l'analyse des risques afin de déterminer les mesures de prévention adéquates. Ces analyses guideront ensuite, par exemple, le choix du système de ventilation adapté à chaque lieu de travail.
Systèmes CVC (chauffage, ventilation et climatisation)
Les systèmes CVC fournissent généralement un mélange d'air extérieur et d'air intérieur recyclé via les bouches d'aération, mais en fonction de leur état, ils peuvent être à l’origine d'une contamination par des micro-organismes en suspension dans l'air. Plusieurs études montrent que la contamination par des champignons et des bactéries tels que Penicillium et Legionella peut se produire lorsque ces systèmes ne sont pas correctement entretenus ou nettoyés.
Animaux
Les zoonoses sont définies comme des maladies et des infections qui se transmettent de façon naturelle entre les êtres humains et les animaux. Les zoonoses sont un groupe diversifié de maladies virales, bactériennes, fongiques, parasitaires et à prions dont les réservoirs animaux sont variés, parmi lesquels on retrouve les animaux sauvages, le bétail et les animaux de compagnie. Coccidioides immitis (champignon causant la coccidioïdomycose), Coxiella burnetii (bactérie causant la fièvre Q), Francisella tularensis (bactérie causant la tularémie ou la fièvre des lièvres), Hantavirus, virus de Lassa (virus causant la fièvre de Lassa), Talaromyces marneffei (champignon causant la talaromycose) sont des exemples de zoonoses dont la voie aérienne est la principale voie de transmission.
Plantes
Les micro-organismes peuvent être présents à la surface des plantes et au niveau du sol. Certains champignons peuvent libérer des spores dans l'air lors de leur cycle de vie. Néanmoins, les plantes d'intérieur contribuent peu à la présence de certains champignons dans l'air, mais une agitation mécanique (e.g., arrosage ou forts courants d'air) peuvt augmenter la mise en suspension dans l’air de champignons tels que Cladosporium, Penicillium, Alternaria, Epicoccum et Pithomyces. Il en serait de même pour les micro-organismes présents dans les fruits et les légumes apportés à l'intérieur.