Ce billet vise à essayer de lever à gauche un sujet à mon avis fondamental sur le COVID : sa transmission par aérosols. Penser la maladie, ses conséquences et la ligne à tenir ne peut se faire qu'en toute connaissance des mécanismes biologiques mais aussi (et c'est très important) physiques qui la caractérisent. Il existe déjà des collectifs qui portent une parole scientifique et technique de qualité sur la transmission aéroportée : Projet CO2, Du côté de la science, Écoles et familles oubliées, Nous aérons, ainsi que des dizaines de personnes qui tentent de porter une voix rationnelle et informée. Je les salue ici ; ce texte ne prétend pas faire leur travail, mais plutôt poser des questions politiques relativement ignorées, sur une base scientifique. La première partie pose les bases physiques et biologiques nécessaires à la compréhension de la transmission aéroportée. Cette théorie, malgré les très bonnes preuves qui la soutiennent, est restée longtemps controversée parce qu'elle était portée par des scientifiques extérieurs au champ médical, symboliquement moins importants, qui ont mis 6 mois cruciaux à se faire écouter par l'orthodoxie de la santé publique. La deuxième partie s'intéresse aux conséquences politiques à tirer de ces mécanismes biophysiques : l'air doit être considéré comme un bien commun.
La transmission aéroportée
La question de comment le COVID se propage a été un intense débat scientifique qui a été conclu en juin 2020. Cette partie vise à éclairer le contenu de ce débat et pourquoi, un an plus tard, la science n'a pas été suivie.
Tout d'abord, la définition centrale : un aérosol est un ensemble de particules liquides ou solides en suspension dans l'air. Les plus petites gouttes sont invisibles à l’œil nu. Ces particules tombent tellement lentement que le moindre courant d'air suffit à les maintenir en vol. Un gros postillon de 1 mm de diamètre tombe dans un air parfaitement immobile en 0.5 secondes. Une gouttelette de la taille d'un cheveu (75 microns) tombe en 4 secondes. Une gouttelette de 1 micron tombe en 4 heures - autant dire jamais.
Jamais, à condition de préciser le mouvement de l'air. En effet, l'air dans une pièce est en mouvement permanent et désordonné, fait de petits tourbillons localisés et intermittents nommés turbulences. Ces tourbillons sont causés par l'entrée et la sortie de l'air de la pièce, mais aussi par tous les corps qui chauffent dans la pièce (personnes, machines) : l'air chaud étant moins dense que l'air froid, il monte (c'est le principe de la montgolfière), atteint le plafond, redescend, remonte et ainsi de suite, créant en permanence un mélange. La physique a élucidé les principales lois du mouvement des aérosols dans les courants d'air depuis un siècle (Taylor, 1922).
Les humains génèrent des aérosols respiratoires en respirant, en parlant, en chantant ou en riant. Il y a différents mécanismes de formation, qui se basent tous sur la fragmentation de films de liquides présents dans les poumons, la gorge et la bouche. Le courant d'air brise le mucus pulmonaire et la salive et crée un grand nombre de toutes petites gouttelettes, d'une taille entre 0.5 µm et 0.5 mm, qui sont expulsées par le nez et la bouche.
Le virus SARS-CoV-2 se fixe aux récepteurs ACE2 présents sur les parois des poumons. Une personne infectée, lorsqu'elle respire, expire des gouttelettes chargées en virus. Ces gouttes, trop petites pour tomber, restent dans l'air environnant. Si une personne susceptible en inhale une, cette goutte infectieuse va se déposer quelque part dans ses poumons. Si à cet endroit un récepteur ACE2 est présent, et si la réponse immunitaire est trop faible, l'infection démarre. Toute inhalation ne conduit pas à une infection : ce qui compte, c'est la dose. La dose est proportionnelle à la concentration virale inhalée et au temps : plus il y a de virus inhalé, pendant plus longtemps, plus le risque d'infection s'approche de la certitude.
Une transmission asymptomatique ou présymptomatique est également possible : pendant le temps d'incubation, la charge virale augmente rapidement et des aérosols contaminants sont expulsés. Les transmissions a/pré-symptomatiques forment une part très importante des transmissions totales, au minimum un tiers.
Dans ce modèle de transmission aéroportée, il faut préciser le mouvement des particules infectieuses dans l'air pour donner un sens au risque d'infection. La concentration de particules virales est plus importante dans le souffle et à proximité d'une personne infectée : elles n'ont pas eu le temps de se déplacer dans l'air, donc elles sont plus nombreuses là. Le risque à proximité sera donc plus grand. En intérieur, les aérosols s'accumulent dans la pièce et se mélangent jusqu'à être répartis de façon uniforme dans tout l'air accessible. Le risque à deux mètres, trois mètres, dix mètres ou vingt mètres sera le même (des contaminations dans un hôtel de quarantaine où les personnes ne se sont même jamais croisées ont été trouvées). Pour faire baisser le risque, il faut enlever les aérosols infectieux de l'air, c'est-à-dire ventiler : remplacer l'air vicié de la pièce par de l'air frais du dehors. Plus le volume de la pièce est grand, plus il faut un débit important pour en renouveler le volume. Si ventiler n'est pas assez efficace, des purificateurs d'air peuvent être utilisés pour soit enlever physiquement les particules virales (filtres HEPA) soit les inactiver (lampes UV).
Ce scénario de transmission et de risques a été très largement accepté en juin 2020, mais malgré tout, il ne fait pas l'unanimité. Résumons donc la position opposée. La transmission du virus se fait par contact direct avec une personne infectée, ou d'abord par contact avec une surface contaminée, puis en se touchant la bouche, le nez ou les yeux. La durée de survie du virus en laboratoire sur des surfaces, de quelques heures à plusieurs jours, est utilisée pour appuyer cet argument. Une autre voie de transmission importante sont les postillons : émis lors de la parole ou de la toux, ils sont inhalés ou se déposent sur une surface et provoquent une infection. Ces postillons sont lourds et tombent : porter un masque en coton suffit à les arrêter, se tenir à plus de 1 ou 2 m de distance leur permet de s'écraser au sol entre deux personnes. Seuls quelques actes médicaux génèrent des aérosols et nécessitent une protection spécifique.
D'abord, la réponse à la transmission par surfaces contaminées : la durée de survie du virus en laboratoire est très certainement surestimée, parce que les conditions de mesure ne sont pas réalistes. Le lavage des mains, omniprésent en février 2020, n'a pas suffi à arrêter la première vague.
La théorie des postillons est plus subtile, mais fausse également. Elle méconnaît totalement la gamme de tailles de gouttelettes formées lors de l'activité respiratoire. Si cette théorie était vraie, on ne devrait pas voir de différence de contamination entre intérieur et extérieur, la trajectoire des postillons étant indépendante du mouvement de l'air (et la gravité qui les fait tomber identique entre dedans et dehors). Ce n'est pas le cas : la transmission est beaucoup plus fréquence à l'intérieur, et la ventilation la réduit de façon substantielle. Les porteurs a/pré-symptomatiques sont peu contagieux dans ce modèle : comme ils ne toussent pas, ils n'ont pas de raison particulière d'émettre plus de postillons que les autres. Enfin, aucune transmission par grosses gouttes uniquement n'a été démontrée dans la littérature scientifique. On a connaissance de plusieurs évènements de transmission où les grosses gouttes peuvent être exclues et les aérosols non, mais jamais le contraire. Le furet, un modèle animal, permet même de tester en laboratoire l'hypothèse de transmission aéroportée : elle est vérifiée. Randall et al. ont montré que les partisans de la théorie des postillons sous-estimaient grandement, depuis un demi-siècle, la taille maximale d'une gouttelette d'aérosol : elle est en réalité de 100 µm, et non de 5 µm ! On pourrait écrire un article entier sur cette erreur de taille (avec jeu de mots) d'un aérosol : elle a une histoire qui remonte au début du XXème siècle, lors de la période charnière entre l'abandon de la théorie des miasmes et la dominance complète de la théorie des germes. Par erreurs d'interprétations découlant d'un manque de connaissance de la physique, elle est restée incontestée jusqu'au travail de L. Marr de cette année.
Face à une telle quantité de science, pourquoi a-t-il fallu si longtemps pour que les instances de santé publique reconnaissent la transmission aéroportée ? Ce problème a été analysé par Greenhalgh et al. qui se sont intéressées aux discours niant la transmission aéroportée : l'OMS, la réponse à une lettre ouverte envoyée par le Royal College of Nursing (Royaume-Uni) à Boris Johnson, la réponse à une demande d'institutrices de Colombie Britannique aux autorités sanitaires de la province et un jugement après qu'un employé de supermarché québécois a été licencié pour obtenir une meilleure protection au travail. Par comparaison, au Japon, les médecins ont travaillé avec un mathématicien modélisateur qui a tout de suite mis sur la table la possibilité d'une transmission aéroportée dès mars 2020 - l'OMS a adopté cette position six mois plus tard.
Les conclusions des auteurices, qui s'appuient extensivement sur les outils développés par P. Bourdieu, sont les suivantes : la position "postillons" est la position orthodoxe, tenue par les médecins, les infectiologues, les spécialistes de santé publique. Leur pouvoir symbolique est considérable : ce sont eux les "experts" qui écrivent les rapports des agences de santé, les communiqués de presse etc. Leur autorité scientifique est une autorité sociale, qu'ils ne veulent pas voir remettre en cause. Au contraire, les partisans de la théorie des aérosols sont hétérodoxes au champ, à sa frontière : ce sont des mathématiciens, des physiciennes, des spécialistes des aérosols atmosphériques... À cause du manque d'interdisciplinarité dans les agences de santé, leur voix a mis du temps à porter et leurs contributions ont été ignorées pendant beaucoup trop longtemps, étant donnée l'urgence de la situation. Les auteurices citent P. Bourdieu :
"Du fait que l’autorité proprement scientifique tend à se convertir, avec le temps, en autorité sociale capable de s’opposer à l’affirmation d’une nouvelle autorité scientifique, du fait aussi que l’autorité sociale au sein du champ scientifique tend à se légitimer en se présentant comme pure raison technique et que les signes reconnus de l’autorité statutaire modifient la perception sociale de la capacité proprement technique, faisant que les jugements sur les succès scientifiques sont toujours contaminés par la connaissance de la position occupée dans les hiérarchies proprement sociales (celle des institutions d’appartenance, des grandes Écoles en France ou des universités aux États-Unis), c’est seulement par une distinction de raison que l’on peut dissocier dans le capital spécifique ce qui serait pure représentation sociale, pouvoir juridiquement garanti, et ce qui serait pure capacité technique."
On pourrait résumer cette partie scientifico-sociale ainsi : la transmission du COVID est aéroportée. Cette position scientifique a mis du temps à devenir dominante pour des raisons externes à la science : importance des médecins infectiologues, faible crédibilité des chercheurs externes aux champs de la médecine et de la santé publique. En toute connaissance des faits, que pouvons-nous en tirer à gauche ?
Tirer les conséquences politiques de la transmission aéroportée du COVID
La qualité de l'air, un bien commun
Individuellement, les mesures sanitaires à prendre spécifiques à la transmission aéroportée sont peu nombreuses, mais relativement efficaces : porter un masque FFP2 permet de filtrer dans les deux sens, les aérosols qu'on produit soi et les aérosols ambiants, pour se protéger "soi-même et les autres". Les masques en tissu fin sont des passoires. Les masques chirurgicaux fonctionnent s'ils sont bien ajustés pour coller au visage, mais peuvent être insuffisants dans des conditions de faible ventilation. Se laver les mains est une bonne habitude à avoir, mais ne fait rien contre le COVID - l'effet est indirect au plus : mieux vaut ne pas attraper une gastro en période de pandémie. Si on reçoit des gens chez soi, il faut ouvrir les fenêtres en grand. Et... c'est tout. La qualité de l'air, un levier essentiel, n'est pas actionnable individuellement. Elle doit être la responsabilité de toutes les structures qui gèrent des lieux publics : transport, santé, services publics, entreprises, commerces... La liste est interminable, et totalement en-dehors de l'action individuelle. Aujourd'hui, il est totalement accepté que garantir que l'eau du robinet ne donne pas la fièvre typhoïde, c'est la responsabilité de la collectivité. Il est totalement accepté que c'est aux restaurateurs de garantir que personne ne va pas attraper la salmonellose, et pas aux individus de prendre des antibiotiques préventifs. Mais pour la qualité de l'air, c'est différent : contaminé dans le métro bondé ? Pas de bol. Un cluster à la cantine ? La faute à personne. Il faut considérer pleinement la réduction du risque dans les lieux publics. Les anglais n'ont pas calmé les épidémies de choléra en moralisant les pauvres (bien qu'ils aient essayé), mais en construisant de meilleurs égouts. Un air intérieur débarrassé d'aérosols est notre meilleure protection collective contre Delta et tous les variants futurs.
Déplacer le problème de la qualité de l'air sur la collectivité et ne pas en faire une responsabilité individuelle protège également les travailleurs les plus pauvres, qui travaillent dans des conditions difficiles, des endroits peu salubres, qui n'ont pas les moyens de se fournir en FFP2, qui seront vaccinés plus tard que les bourgeois par manque d'accès à la vaccination.
La question de la vaccination
Certains à gauche, notamment dans les milieux "sceptiques", font de la vaccination leur cheval de bataille. Les antivax (amalgamés aux hésitants) seraient une grande menace pour la santé publique, et la vaccination notre meilleur outil contre la pandémie. Soyons clairs : les vaccins sont une technologie formidable, leur efficacité est démontrée, la balance bénéfice-risque est excellente dans quasi toutes les situations. Mais vouloir combattre la pandémie en ignorant ses facteurs de transmission et sa dépendance à l'environnement, c'est faire une grave erreur. Imagine-t-on lutter contre le VIH en ignorant le fait qu'il est sexuellement transmissible (on l'a déjà fait et ça s'est mal terminé...) ? Le vaccin n'est pas la solution magique. Son effet sur la transmission est long à se mettre en place : il y a besoin de minimum 5 semaines entre la première dose et l'immunité la plus grande, sachant que la première dose a un effet faible. Rappelons qu'avec un doublement du nombre de cas toutes les semaines (la dynamique optimiste au 19/07/21), le nombre de cas journalier a le temps d'être multiplié par 32 le temps que l'immunisation se mette en place. Si une fraction P de la population est vaccinée, le taux de reproduction R devient (1-P)×R. Avec 60% de la population vaccinée (estimation raisonnable du taux de vaccination au 1er septembre), R est divisé par 2.5. Sauf que Delta est 2.5 fois plus contagieux que la souche sauvage qui avait crû dès la rentrée 2020. Ce qu'on est en train de gagner en vaccination, on le perd avec la plus grande contagiosité du variant. On pourrait gagner un facteur 2, 3 voire 4 facilement en ventilant mieux, et ce dès cet été.
La vaccination va protéger les plus riches et les plus au fait du système de santé qui ont pu se faire vacciner dès juin, mais ne va rien faire contre la catastrophe sanitaire déjà en marche dans les populations les plus dominées, avec le moins bon accès aux soins, le moins bon rapport à la médecine (peut-on vraiment reprocher à une femme ou une personne racisée, qui a probablement eu plusieurs expériences violentes symboliquement ou physiquement avec le corps médical, d'être méfiant.e ?...). Notre meilleur outil n'est pas la culpabilisation infantilisante venant de petits bourgeois persuadés d'être au point sur la science parce qu'ils ont réussi à trouver un créneau sur doctolib en utilisant un robot qui prend rendez-vous à leur place, mais de la pleine compréhension des mécanismes de transmission et du rôle d'une gestion pour la collectivité des lieux publics.
On répète souvent que "se protéger, c'est protéger les autres". C'est vrai ; mais j'ajouterai que protéger tout le monde, c'est se protéger et protéger les autres.
Pour conclure ce (trop) long post, je citerai un article de Morawska et al., publié dans Science, qui explique qu'il n'y a pas de normes de construction pour garantir la qualité biologique de l'air, et qu'il faudrait en créer et mettre en place des techniques de ventilation innovantes :
"La pandémie de COVID-19 a révélé à quel point le monde n'était pas préparé à y répondre, malgré les connaissances acquises lors des pandémies précédentes. Un changement de paradigme est nécessaire à l'échelle de celui qui s'est produit lorsque le Sanitary Report de Chadwick en 1842 a conduit le gouvernement britannique à encourager les villes à organiser l'approvisionnement en eau propre et les systèmes d'égouts centralisés. Au XXIe siècle, nous devons établir les bases pour garantir que l'air de nos bâtiments est propre et que le nombre de pathogènes soit considérablement réduit, contribuant ainsi à la santé des occupants, tout comme nous l'attendons de l'eau qui sort de nos robinets."
Tous les commentaires sont les bienvenus.
Bibliographie
Sur le transport des aérosols et la physique de leur formation dans les voies respiratoires :
- Taylor, G. I. « Diffusion by Continuous Movements ». Proceedings of the London Mathematical Society s2-20, no 1 (1922): 196‑212. https://doi.org/10.1112/plms/s2-20.1.196.
- Bourouiba, Lydia. « The Fluid Dynamics of Disease Transmission ». Annual Review of Fluid Mechanics 53, no 1 (5 janvier 2021): 473‑508. https://doi.org/10.1146/annurev-fluid-060220-113712.
Sur l'hétérodoxie de la transmission par aérosols :
- Bourdieu, Pierre. « L’histoire singulière de la raison scientifique ». Zilsel N° 4, no 2 (15 octobre 2018): 281‑319.
- Greenhalgh, Trisha, Mustafa Ozbilgin, et Damien Contandriopoulos. « Orthodoxy, Illusio, and Playing the Scientific Game: A Bourdieusian Analysis of Infection Control Science in the COVID-19 Pandemic ». Wellcome Open Research 6 (24 mai 2021): 126. https://doi.org/10.12688/wellcomeopenres.16855.1.
- Randall, Katherine, E. Thomas Ewing, Linsey Marr, Jose Jimenez, et L. Bourouiba. « How Did We Get Here: What Are Droplets and Aerosols and How Far Do They Go? A Historical Perspective on the Transmission of Respiratory Infectious Diseases ». A Historical Perspective on the Transmission of Respiratory Infectious Diseases (April 15, 2021), 2021.
Sur la nécessité d'un changement de paradigme sur les contaminations en intérieur :
- Morawska, Lidia, Joseph Allen, William Bahnfleth, Philomena M. Bluyssen, Atze Boerstra, Giorgio Buonanno, Junji Cao, et al. « A Paradigm Shift to Combat Indoor Respiratory Infection ». Science 372, no 6543 (14 mai 2021): 689‑91. https://doi.org/10.1126/science.abg2025.