Coronavirus : 90 % des contaminations se produiraient de façon aéroportée dans les lieux clos et mal ventilés

Partager un espace confiné, mal ventilé pendant une ou plusieurs heures constituerait le dénominateur commun à la grande majorité des situations propices à la contagion du Coronavirus SARS CoV-2. Si la transmission du virus par les microgouttelettes à l’occasion d’une toux ou d’un éternuement est établie depuis le début de l’épidémie, un faisceau d’indices concordant laisse à penser que son transport aéroporté sous forme d’aérosols serait à l’origine d’un nombre tout aussi important de contaminations. Si les preuves formelles manquent encore, le principe de précaution devrait inciter les autorités sanitaires à revoir une fois de plus leur doctrine de port de masque.

Les contaminations se produisent dans des lieux clos

Une étude publiée le 7 avril sur medRxiv a compulsé les données issues du registre des contaminations s’étant produites entre le 4 janvier et le 11 février 2020 dans 320 villes chinoises situées en dehors de la province de Hubei (alors partiellement mise en quarantaine à compter du 22 janvier).

7324 cas de contaminations étaient suffisamment documentés pour être inclus dans l’étude. Les auteurs ont défini un cluster comme un minimum de 3 contaminations qui se sont produites dans le même lieu durant une courte période de temps et un foyer épidémique comme l’ensemble des cas de contaminations ayant comme origine le même patient.

Sur les 318 foyers épidémiques qui ont pu être recensés :

• 53,8 % impliquaient 3 cas, 26,4 % 4 cas et 1,6 % dix cas ou plus.
• 79,9 % impliquaient le domicile des patients, 34 % les transports (un foyer peut être lié à plusieurs lieux de contamination)
• Un seul foyer impliquant deux cas s’est produit en extérieur
• Tous les foyers impliquant 3 cas ou plus se sont produits dans des lieux fermés.

Au vu des résultats obtenus, les auteurs positionnent le partage d’un espace clos comme un facteur de risque majeur de contamination du coronavirus.

Ces données semblent confirmées par une autre étude sur 110 cas japonais qui suggère que les environnements clos contribuent de façon prépondérante à la transmission secondaire du Coronavirus. Selon les auteurs, les risques de contaminations dans un environnement intérieur étaient 18,7 plus élevés que dans un environnement extérieur (95 % [IC] : 6,0, 57,9)

90 % des foyers épidémiques se produisent dans des espaces clos selon Erin Bromage

Erin Bromage est professeur agrégé de Biologie à l’université Dartmouth dans le Massachusetts aux États-Unis. Il y donne des cours sur les maladies infectieuses et l’immunologie. Dans un long billet publié sur son blog, il explique que 90 % des chaines de contaminations auraient été initiés dans des lieux clos et mal ventilés où une forte densité de personnes est maintenue pendant plusieurs heures.

Pour étayer son propos, il passe en revue les principaux cas de « super » foyers épidémiques qui se sont produits en dehors des hôpitaux ou des EHPAD comme autant de situations à risque contre lesquelles se prémunir à la sortie du confinement.

Cas des usines de conditionnement de viande

Près de 5000 cas de contamination se sont produits aux États-Unis dans 115 usines de conditionnement de viande au 1^er mai 2020 selon le CDC américain. Dans ces usines où les chambres froides sont propices à la conservation des virus, les ouvriers sont très proches les uns des autres et doivent communiquer régulièrement de façon rapprochée pour couvrir le bruit des machines. Pour le CDC, si les distances sociales ne peuvent être respectées du fait de l’organisation du travail sur les lignes de production, le port de masque de protection respiratoire, une désinfection régulière des chaines de production et une hygiène des mains irréprochable sont d’autant plus nécessaires.

Cas de la conférence de Biogen

La conférence organisée par Biogen du 26 au 28 février à Boston réunissait 175 cadres sur le thème du leadership. Au programme des conférences, de nombreux entretiens informels, mais aussi des petits déjeuners et de longs repas d’affaires ponctués de cérémonies avec remises de récompenses incluant accolades, embrassades et toasts multiples. Autant d’occasions de voir confinée dans un même lieu une forte densité de personnes. Il n’aura fallu que deux jours pour que 2 de ces 175 cadres qui revenaient d’Italie ne contaminent pas moins de 70 de leurs collègues, soit plus des trois quarts des cas enregistrés dans l’état du Massachusetts à la date 13 mars 2020.

Pour le CDC américain, il s’agit d’un des principaux foyers à l’origine de l’épidémie aux États-Unis avec les célébrations du Mardi gras en Louisiane ainsi qu’une cérémonie funéraire ayant regroupé une centaine de personnes en Georgie.

Dans son blog Erin Bromage précise que 10 % des foyers épidémiques se sont produits à l’occasion de mariages, d’enterrements et d’anniversaires.

Cas du centre d’appel coréen

Selon un autre rapport du CDC, dans un centre d’appel en Corée du Sud, un seul employé a contaminé en une semaine 97 de ses collègues sur un total de 1143 personnes travaillant dans le même bâtiment. Si les bureaux sont répartis sur plusieurs étages, 94 des 97 contaminations se sont produites au même étage en dépit du fait que de nombreuses interactions sociales se produisent à d’autres étages durant les pauses. Presque toutes les personnes contaminées travaillaient sur le même côté du bâtiment au 11e étage.

La Corée du SUD ne s’est pas confinée pendant l’épidémie et les employés avaient pour consigne de porter un masque même pour répondre au téléphone. Or, dans cet environnement synonyme de promiscuité et d’horaires à rallonge, certains employés prennent leur déjeuner sur le pouce, devant leur écran et donc forcément démasqué.

Pour le CDC, c’est la durée de l’exposition ou les contacts qui a été déterminante dans la propagation du virus dans ce foyer épidémique.

« Avec un taux de contamination de 43,5 % si on limite l’analyse des cas au même étage, ce foyer épidémique illustre de façon alarmante que le coronavirus peut être exceptionnellement contagieux dans les bureaux bondés comme les centres d’appels. L’ampleur de l’épidémie illustre comment un environnement de travail à haute densité peut devenir un site à haut risque pour la propagation du COVID-19 et potentiellement une source de transmission ultérieure. »

Les descriptions de ces foyers épidémiques semblent illustrer le rôle majeur dans la propagation du virus de la durée d’exposition dans des espaces clos à forte densité humaine. Au contraire les environnements extérieurs seraient bien moins propices à la contagion sauf en cas d’attroupement pendant une longue période. Pour autant ces études épidémiologiques ne nous permettent pas de déterminer si les contaminations se sont produites de façon manuportée ou aéroportée par des microgouttelettes voire des aérosols.

Pour en savoir plus sur ce point, il faut se pencher sur d’autres enquêtes épidémiologiques qui nous livrent des éléments qui plaident clairement en faveur d’une prépondérance des transmissions aéroportées sur les transmissions manuportées.

Les contaminations sont aéroportées

Cas du restaurant climatisé

Le 23 janvier 2020, en chine, 9 personnes ont été contaminées par un patient asymptomatique dans un restaurant climatisé situé dans bâtiment sans fenêtre de 5 étages. Chaque étage dispose de sa propre climatisation. 83 personnes prennent leur repas dans un salon de 145 m² sur des tables séparées d’un mètre.

La personne infectée a pris son repas avec 8 autres personnes à la table A pendant une durée d’environ 90 minutes. 4 personnes de la table A sont tombées malades en plus du patient 0.

La table B est située « sous le vent » par rapport au flux d’air de la climatisation du restaurant. 3 des 4 personnes de la table B ont été contaminés.

La table C est située « au vent » par rapport à la table A, juste sous le climatiseur. 2 personnes sur 7 tomberont malades.

Aucune des personnes situées en dehors du flux de la climatisation n’ont été contaminées

Pour les auteurs de l’étude, la contamination s’est probablement faite par le transport aéroporté de micro gouttelettes, en dépit du fait que le patient ait été asymptomatique au moment du repas. Le transport des micro-gouttelettes de la table A vers la table B aurait été favorisé par l’action du flux d’air pulsé par la climatisation. Néanmoins pour les auteurs, l’explication la plus probable à la contamination de la table C réside dans le transport d’aérosols infectieux sous l’effet de la convection et des turbulences du flux d’air de la climatisation.

Ce foyer épidémique tend à montrer que la climatisation influence directement les risques de contamination au sein d’un lieu clos. Comme le personnel du restaurant n’a pas été contaminé lors de cet épisode, il conforte également l’idée précédente que la durée d’exposition est déterminante dans les contaminations aéroportées. Il met enfin en évidence deux cas probables de contamination par des aérosols infectieux.

Cas de la chorale à Mount Vernon

En ce début de mois de mars, le coronavirus se répand rapidement dans l’état de Washington. Mais dans le comté de Skagit, aucun cas n’a été signalé. Les écoles et les commerces sont ouverts et les grands rassemblements n’ont pas encore été interdits.

60 chanteurs d’une chorale décident de se réunir pour chanter dans une église le 10 mars. Conscients des risques, les accolades et embrassades sont évitées et du gel hydroalcoolique est proposé à l’entrée. Les personnes fébriles ne sont pas admises et chacun doit amener son livre de chant pour que tout le monde garde le maximum de distance possible.

Les chants durent 2 heures et demie et se déroulent dans une salle fermée de la taille d’un terrain de volley-ball. Personne n’a entendu la moindre toux ou éternuement durant les chants.

Hélas, un choriste est un patient covid19 asymptomatique. Il contamine ce jour-là 45 personnes. Trois seront hospitalisées et deux décéderont.

En l’absence de toux, d’éternuement et dans le respect des mesures barrières et de distanciation sociale, la seule explication plausible repose sur une contamination aéroportée sous forme d’aérosols.

Selon Erin Bromage « Le chant, plus que la parole, aérosolise extraordinairement bien les gouttelettes respiratoires. Les chanteurs prennent de profondes inspirations, ce qui permet aux gouttelettes respiratoires de pénétrer profondément dans les poumons. Deux heures et demie d’exposition ont été largement suffisantes dans ces conditions pour que l’infection se produise via des aérosols infectieux. »

Cas de deux hôpitaux à Wuhan

Une étude publiée dans Nature le 27 avril a cherché à évaluer l’aérodynamisme du Coronavirus SARS — CoV-2 en analysant la concentration de son ARN dans l’air dans une trentaine de lieux de deux hôpitaux de Wuhan ou aux alentours. Les zones de prélèvements étaient fréquentées soit exclusivement par les patients et/ou les soignants soit ouvertes au public.

Dans les vestiaires où les soignants enfilent ou retirent leurs équipements de protection, entre 16 et 42 copies d’ARN viral par m3 ont été retrouvées. Dans les vestiaires des médecins, 20 copies d’ARN viral par m3 ont été décelées, tout comme dans leur bureau.

Dans les chambres de patients ventilées et dans les salles d’isolement, la concentration était très faible. Au contraire dans les toilettes de patients qui étaient exiguës et non ventilées, la concentration était relativement importante, soit 19 copies par m3 d’air.

À l’extérieur, dans des lieux publics, le virus était soit indétectable soit à une concentration de moins de 3 copies par m3 à l’exception de deux zones propices aux attroupements.

« Bien que nous n’ayons pas établi l’infectiosité du virus détecté dans ces zones hospitalières, nous proposons que le SARS-CoV-2 puisse avoir le potentiel d’être transmis par les aérosols. Nos résultats indiquent que la ventilation des pièces, les espaces ouverts, la désinfection des vêtements de protection ainsi que l’utilisation et la désinfection appropriées des toilettes peuvent limiter efficacement la concentration d’ARN du SARS-CoV-2 dans les aérosols. » Concluent les auteurs.

Le Haut Conseil de la Santé publique ne peut exclure une contamination AIR sous forme d’aérosol

Dans un avis publié à la fin du mois d’avril, le HCSP s’est penché sur les risques d’aérosolisation des particules virales de SARS-COV-2.

Il organise sa revue de la littérature disponible sur le sujet en se basant sur la méthodologie mise au point par Jones et al. pour évaluer à l’aide d’une échelle de niveau de preuve les 3 conditions qui fondent la plausibilité biologique de la transmission d’un aérosol infectieux.

• des aérosols infectieux sont générés par ou à partir d’une personne infectieuse,
• l’agent pathogène reste viable dans l’environnement pendant un certain temps,
• les tissus cibles dans lesquels l’agent pathogène déclenche l’infection sont accessibles à l’aérosol.

Cette étude a permis d’attribuer un score de 7 sur 9 à la plausibilité biologique d’une contamination aérosolisée du SARS-COV.

Pour le HCSP, même si les données de la littérature sont parcellaires, elles permettent :

• d’une part la mise en évidence de virus dans les voies aériennes supérieures des sujets asymptomatiques, donc n’ayant pas de toux ni d’éternuements, et dont la fraction granulométrique attendue dans l’air expiré est majoritairement faite de particules fines ;
• d’autre part la mise en évidence de coronavirus dans la fraction fine de l’aérosol prélevé à distance du patient émetteur (bureau des soignants situé à distance de pièces où sont soignés les patients) ;
• enfin les données expérimentales obtenues après aérosolisation d’une suspension aqueuse de coronavirus qui montrent la persistance de virus viable dans l’air à distance de la source pendant plusieurs heures.

Pour les experts, ces données même partielles militent en faveur d’une contamination des espaces clos à distance des patients émetteurs. Elles sont partiellement corroborées par d’autres études qui ont cherché à étudier la dissémination et la persistance du SARS-CoV-2 non pas en situation expérimentale, mais bien dans des conditions réelles. Ces études soulignent la dispersion et la persistance du virus sous forme de fines particules en suspension dans l’air de locaux abritant des patients infectés par le Covid-19. Elles ne prouvent pas cependant que ces aérosols sont contagieux.

En conclusion pour le HCSP « la transmission par aérosol ne peut être exclue dans les milieux clos, alors que ce risque paraît très faible en milieu extérieur ou dans des espaces de gros volume ».

D’autres experts ont un avis bien plus tranché sur le sujet.

50 % des contaminations proviennent d’aérosols pour le Pr Drosten

Christian Drosten est professeur en virologie et directeur de l’Institut de virologie de la Faculté de médecine de l’Université de Bonn. Il est à l’origine de la politique de tests de masse en Allemagne. Pour lui la moitié des contaminations auraient pour origine des aérosols infectieux.

Dans un podcast diffusé le 12 mai 2020, il reprend les nombreux arguments en faveur d’une part importante des aérosols dans les modes de contamination.

« Selon mon évaluation, non seulement d’après l’étude du Pr Christophe Fraser, mais également sur la base de ce que je vois, mon intuition est la suivante : près de la moitié de la transmission se fait par aérosol, presque l’autre moitié par des gouttelettes et peut-être 10 % se fait de façon manuportée. Et quand on sait ça, on peut faire des recommandations. » 

Erin Bromage reprend également à son compte cette évaluation en annonçant sur blog que 90 % des contaminations sont aéroportées.

Les modes de contamination conditionnent les recommandations sanitaires

Si les virus respiratoires se transmettent par des voies multiples, l’importance relative entre la transmission « gouttelettes », « aérosols » et « contact » n’est pas clairement établie. Pourtant cette information est d’autant plus précieuse qu’elle conditionne la nature même des recommandations sanitaires émises par les agences de santé publique.

Dans l’épidémie de Mers-Cov, les incertitudes sur les modalités de contamination avaient conduit l’OMS à recommander des protections « contact gouttelettes » alors que le CDC recommandait des protections « contact air »

En France, au début de l’épidémie, l’absence de masques FFP2 pour les soignants avait été justifiée par la mise en œuvre d’une doctrine de protection « contact gouttelettes » sauf dans le cas des intubations pratiquées dans les services de réanimation qui nécessitaient une « protection air » et donc un masque FFP2.

On sait maintenant que cette décision était peu fondée scientifiquement. Elle s’expliquait avant tout par la nécessité de gérer au mieux la pénurie de masques de protection respiratoire, notamment les FFP2.

La littérature médico-scientifique présente un ensemble d’indices concordants qui tendent à prouver que les contaminations par le biais d’aérosols sont non seulement plausibles, mais hautement probables dans certains foyers épidémiques. Les situations à risque de contamination sont dans leur grande majorité celles qui associent des lieux clos, mal ventilés, à forte densité humaine avec une durée d’exposition d’au moins plusieurs dizaines de minutes.

Au vu de ces éléments, le principe de précaution devrait imposer aux autorités sanitaires de recommander le port de masque FFP2 pour tous les travailleurs contraints de travailler dans de telles conditions. À commencer par tous les professionnels de santé, notamment ceux de premiers recours et bien évidemment ceux qui travaillent dans des unités COVID-19.

Le renouvellement de l’air dans les environnements intérieurs devrait également être une priorité. L’ouverture des fenêtres, l’augmentation des débits d’airs, le fonctionnement en continu des systèmes de ventilation sont autant de mesures relativement faciles à mettre en œuvre et probablement d’une grande efficacité. Quant au recyclage de l’air par des systèmes de ventilation qui fonctionnent en circuit fermé, ces procédés devraient être autant que possible limités voire stoppés dans l’attente de preuves irréfutables.

Au contraire dans les milieux extérieurs, les risques sont d’autant plus faibles que la dilution dans l’air des aérosols y est importante et qu’il n’y a pas d’attroupement de longue durée. Ce qui plaide en faveur d’une levée ou d’un allègement des restrictions concernant la fréquentation des parcs, jardins et sites naturels, mais aussi des restaurants ou des bars qui peuvent proposer des repas ou des boissons sur des terrasses extérieures.

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Plus de 90% des infections se font en lieu clos, par l'air respiré, et la contagion par les objets n'a jamais été prouvée. Si elle existe , c'est à l'extrême marge. #JSMM

— Le Flohic (@DrGomi) May 13, 2020