C’est l’action qui conclut tout passage aux toilettes : vous actionnez la chasse et celle-ci, en remplissant avec fracas la cuvette, libère à votre insu des panaches de minuscules gouttelettes d’eau dans l’air ambiant. Des gouttelettes qui peuvent sembler bien anodines… Mais ces aérosols (fines particules, solides ou liquides, en suspension dans l’air) peuvent en fait propager des agents pathogènes – selon, entre autres, ce qu’il y avait dans la cuvette.
Dans des toilettes publiques, cela signifie que les personnes de passage vont potentiellement se trouver exposées à des maladies contagieuses (ou apporter son lot de pathogènes)…
Or, si de nombreux travaux ont établi que la plupart des contaminations impliquent un transfert des bactéries et autres pathogènes vers la bouche via les mains, des recherches équivalentes sur les risques associés aux aérosols font défaut alors que l’on sait depuis des décennies que les chasses d’eau peuvent libérer des particules dans l’air.
La compréhension scientifique de la propagation de ces panaches d’aérosols – et la sensibilisation du public à leur existence – a été entravée par le fait qu’ils sont invisibles. Nous avons résolu ce problème.
Mes collègues Aaron True, Karl Linden, Mark Hernandez, Lars Larson, Anna Pauls et moi-même avons utilisé des lasers de grande puissance pour les éclairer. Une mise en lumière qui nous a permis d’imager et de mesurer l’emplacement et le mouvement des panaches d’aérosols qui se propagent à partir des toilettes commerciales à chasse d’eau, avec un niveau de détails saisissant.
Cette vidéo compare la visibilité d’un panache d’aérosol après une chasse d’eau sans et avec des lasers dans un laboratoire.
Des modélisations aux résultats concrets
Les toilettes sont conçues pour vider efficacement le contenu de la cuvette par un mouvement descendant de l’eau vers le tuyau d’évacuation. L’eau provenant de la chasse mise en action entre donc en contact violemment avec ledit contenu pour le repousser… ce qui crée en réaction une projection diffuse de particules qui va rester en suspension dans l’air.
Nous avons constaté qu’une toilette commerciale typique provoque une forte projection d’air chaotique ascendant à des vitesses dépassant 2 mètres par seconde. Dans les huit secondes suivant le début de la chasse d’eau, les particules générées (issues notamment de nos matières fécales, etc.) sont transportées jusqu’à 1,5 mètre au-dessus de la cuvette.
L’eau coule avec force dans la cuvette des toilettes pendant un cycle de chasse.
SouthHamsian/Wikimedia, CC BY-NC-SA
Pour visualiser ces panaches, nous avons installé dans notre laboratoire une toilette commerciale sans couvercle typique, équipée d’une soupape de type chasse d’eau que l’on trouve partout en Amérique du Nord. Les valves présentes utilisent la pression au lieu de la gravité pour diriger l’eau dans la cuvette. Afin de ne pas créer de perturbation par notre présence, nous avons installé un mécanisme pour déclencher la chasse à distance électriquement.
Nous avons utilisé des optiques spéciales pour créer une fine « feuille » verticale de lumière laser afin d’illuminer la zone allant du haut de la cuvette au plafond. Les particules d’aérosols diffusant suffisamment de lumière laser pour devenir visibles avec ce type dispositif, nous avons pu utiliser des caméras pour visualiser le panache qu’elles allaient former.
Même si nous nous attendions à voir ces particules, nous avons été surpris par la force du jet les éjectant de la cuvette.
Une étude connexe avait utilisé un modèle de calcul d’une toilette idéalisée pour prédire la formation de panaches d’aérosols. Mais, avec un transport ascendant de particules à des vitesses au-dessus de la cuvette proches du mètre par seconde, elle n’arrivait qu’à environ la moitié de ce que nous avons observé avec une vraie toilette.
Pourquoi des lasers ?
Jusqu’ici, les études expérimentales menées se sont largement appuyées sur des dispositifs qui échantillonnaient l’air à des endroits fixes pour déterminer le nombre et la taille des particules produites par les toilettes.
Si ces…
La suite est à lire sur: theconversation.com
Auteur: John Crimaldi, Professor of Civil, Environmental and Architectural Engineering, University of Colorado Boulder
