En étudiant les principes physiques de la fragmentation des fluides muco-salivaires lors des éternuements, des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) espèrent parvenir à mieux contrôler la propagation de certaines maladies infectieuses. © Stefano Cavoretto, Shutterstock

Santé

Éternuements : votre morve est un impressionnant filet à maladies

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Nathalie Mayer, Futura-Sciences

L'éternuement est déclenché par notre organisme pour faire le ménage dans notre nez. Il a pour effet indésirable de propager microbes et autres virus dans l’air qui nous entoure. Des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) ont choisi d’étudier de très près la façon dont les fluides muco-salivaires se répandent dans l’air lorsqu’on éternue pour mieux prévoir et prévenir la propagation des maladies.

Chaque année, au début de l'hiver, les recommandations sont les mêmes : lorsque vous éternuez, mettez votre main devant la bouche ! Cela n'est pas seulement un signe de politesse. Non, il s'agit surtout d'une précaution simple pour éviter la transmission de certaines maladies infectieuses. Lorsque vous éternuez, en effet, vous expulsez des fluides muco-salivaires susceptibles de contaminer votre entourage.

Il y a quelques années déjà, une équipe de chercheurs du Massachusetts Institute of Technology(MIT) avait travaillé sur la question. Elle avait conclu que les éternuements produisaient des nuages de gaz transportant les gouttelettes infectieuses. Cette forme particulière permettrait aux gouttelettes d'aller 200 fois plus vite que si elles étaient déconnectées les unes des autres. Aujourd'hui, cette même équipe va un peu plus loin en analysant le phénomène en détail.

Rappelons tout d'abord que l'éternuement est un processus mis en œuvre par l'organisme pour éjecter une substance jugée irritante qui tenterait de s'installer dans le nez. Cette brusque expiration peut être plus ou moins violente selon les individus. Les chercheurs parlent de vitesses d'expulsion pouvant aller jusqu'à 50 km/h et de gouttelettes de fluides muco-salivaires pouvant atteindre plusieurs mètres.

Ce que l'équipe du MIT, dirigée par Lydia Bourouiba, a voulu déterminer, c'est la façon dont se propagent dans l'air ambiant, ces fluides muco-salivaires. Une étude de la dynamique des fluides issus d'un éternuement, en somme. Pour mener à bien leurs expérimentations, les chercheurs ont positionné des sujets humains sur fond noir et mis en place, face à leurs bouches, deux caméras monochromes à grande vitesse. Pour provoquer les éternuements, ils ont simplement chatouillé le nez des sujets. Ils ont ensuite enregistré un maximum d'images de l'éternuement pendant une courte période de temps de 200 millisecondes.

Quelques clichés réalisés à l’aide de caméras prenant entre 6.000 et 8.000 images par seconde. Ils illustrent le phénomène de fragmentation des fluides muco-salivaires pendant l’éternuement d’un sujet sain. On observe d’abord, très près de la bouche, la formation de sortes de flaques puis de filaments et enfin de gouttelettes. © Visualization of sneeze ejecta: steps of fluid fragmentation leading to respiratory droplets, de B. E. Scharfman, A. H. Techet, J. W. M. Bush, L. Bourouiba

Un schéma de dispersion des fluides

Plus de 100 éternuements plus tard, les chercheurs du MIT ont dégagé un véritable modèle de la dispersion des fluides lors d'un éternuement. Au sortir de la bouche, les fluides muco-salivaires forment une sorte de large flaque qui s'étend en même temps que l'air est expulsé. Puis, la flaque se disloque en longs filaments. Ceux-ci finissent par se briser en gouttelettes de différentes tailles qui tombent au sol ou se retrouvent prises dans une turbulence. Tout se passe un peu comme lorsque vous jetez de la peinture dans les airs.

Le résultat est surprenant en lui-même car, jusqu'alors, les chercheurs avaient en tête un schéma de fragmentation des fluides muco-salivaires totalement différent. Ils pensaient que les éternuements produisaient directement des gouttelettes. L'étude des chercheurs du MIT est d'autant plus intéressante que l'équipe a également noté une variation dans le schéma de propagation des fluides. Pour les individus dont la salive est plus élastique, les filaments ont tendance à se maintenir plus longtemps. Des perles se forment le long de ces filaments avant de finalement se transformer en gouttelettes.

Ces travaux, un peu surprenant de prime abord, pourraient trouver une application directe de la plus grande importance : l'étude de la transmission des maladies. Un nouveau laboratoire va d'ailleurs être installé au MIT, équipé d'une petite chambre à température contrôlée qui permettra de visualiser éternuements, toux, etc. Le tout en partenariat avec des équipes médicales. Mieux comprendre la physique qui se cache derrière ce phénomène de fragmentation des fluides muco-salivaires et, derrière, la répartition en taille des gouttelettes, devrait en effet aider à mieux appréhender les processus de contamination et même à identifier les super-spreaders, ces individus plus contaminants que les autres.

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