Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Cet article est une revue de la littérature sur les différents types de masques faciaux et respiratoires, leurs applications courantes, ainsi que leurs avantages et inconvénients à cet égard. Les matériaux utilisés et les différentes techniques de fabrication de ces masques sont présentés. Les conditions environnementales affectant la pénétration sont également étudiées. Les mécanismes connexes de pénétration des aérosols à travers les masques sont également examinés. Une attention particulière a été portée à la simulation numérique liée à ces mécanismes.
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This article is a review of the literature on the different types of face and respiratory masks, their common applications, as well as their advantages and disadvantages in this regard. The materials used and the different manufacturing techniques for these masks are presented. Environmental conditions affecting penetration are also investigated. The related mechanisms of aerosol penetration through masks are also examined. Particular attention has been paid to numerical simulation linked to these mechanisms.
Auteur(s)
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Sedigheh FARZANEH : P4Tech, 23, rue du 8 Mai 1945, 94470 Boissy-Saint-Léger, France
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Mohammadali SHIRINBAYAN : ENSAM, 151, boulevard de l’Hôpital, 75013 Paris, France
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Michel BOCQUET : ENSAM, 151, boulevard de l’Hôpital, 75013 Paris, France
-
Abbas TCHARKHTCHI : ENSAM, 151, boulevard de l’Hôpital, 75013 Paris, France
INTRODUCTION
Pour protéger les personnes contre les micro-organismes biologiques et les aérosols, y compris les bactéries, virus et champignons qui causent des maladies, il est nécessaire d’améliorer les performances des dispositifs de protection existants et de développer de nouveaux équipements adaptés. Depuis début 2020, l’apparition du nouveau virus COVID-19 a entraîné une demande accrue pour l’adoption de nouveaux types d’équipements de protection individuelle (EPI) .
Il existe une grande variété de modes de transmission des micro-organismes classés en fonction de la taille des particules. À titre d’exemple, la transmission aérienne, mode de propagation sans contact, augmente les exigences en matière de protection du visage, comme à l’aide de masques. Ce type de transmission peut se produire soit avec les personnels de santé, soit avec les patients eux-mêmes, mais aussi dans différentes zones plus ou moins confinées .
Les particules en suspension dans l’air d’origine naturelle (éruptions volcaniques, tempêtes de poussière, incendies...) et artificielle (comme les émissions industrielles ou automobiles) sont à l’échelle du nanomètre. Plusieurs études ont montré l’impact sévère de l’inhalation de particules ultrafines sur les maladies respiratoires et cardiovasculaires. Cette inhalation de ces particules a entraîné, selon les estimations, 8,9 millions de décès en 2015 . De plus, les nanoparticules en suspension dans l’air comme les bio-aérosols font partie des autres menaces pour la santé . Ces micro-organismes peuvent présenter un risque pour la santé. La protection contre les micro-organismes infectieux est d’une grande importance, et les études ont toujours essayé d’améliorer la protection envers ces derniers .
La recherche de masques avec une capacité de filtration optimale des particules en suspension dans l’air, une grande efficacité dans l’élimination des bio-aérosols, ainsi qu’un confort optimal, a toujours été parmi les objectifs des études menées dans ce domaine . En général, la capacité de filtrage du masque est influencée par les spécifications du filtre du masque et par des facteurs externes .
Les spécifications des filtres de masque comprennent les propriétés inhérentes des matériaux utilisés dans le masque, telles que la composition chimique du filtre, et des caractéristiques telles que l’épaisseur et la densité de tassement des fibres dans le filtre . De plus, des études ont montré l’importance de l’effet de facteurs externes tels que la vitesse de passage de l’air au travers du masque (inspiration et expiration) ou son débit, l’état de charge de la particule, la fréquence de la respiration, l’humidité relative et la température, et le temps de charges (polluantes ou non) sur l’efficacité de filtration des masques .
Cet article est une synthèse d’une série d’articles à propos des masques de protection respiratoire. Après une présentation en détail des différents types de masques, le rôle des polymères utilisés dans les différentes couches des masques est étudié. Ensuite, les méthodes de fabrication industrielle de base des masques faciaux, telles que les technologies de meltblown, spunlaid, drylaid, wetlaid, airlaid et de fabrication additive sont exposées.
La quatrième partie de cet article explique les différents mécanismes de filtration. Du fait de l’influence significative des facteurs externes sur les performances de filtrage, la détermination du mécanisme de filtration présente un grand intérêt. Ce n’est qu’en clarifiant et en comprenant ces mécanismes qu’il sera possible d’augmenter et d’améliorer la conception et la filtration des masques . De nombreux paramètres, tels que la taille et la forme des particules, la vitesse frontale ou flux d’air ou encore le mode d’écoulement de l’air, influent fortement sur la pénétration. Des modèles numériques sont utilisés pour simuler les différents phénomènes physiques. Cette modélisation et la clarification du mécanisme de pénétration des bio-aérosols dans le masque sont d’une grande importance lorsque des particules et des micro-organismes contaminés atteignent la surface externe du masque . Si cette surface ne détruit pas le virus ou les micro-organismes, ces particules peuvent pénétrer dans le masque par divers mécanismes .
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Présentation
Différents types de masques
En anglais
7. Conclusions
En raison des conséquences de la COVID-19, l’attention du public est attirée sur l’application des masques faciaux pour se protéger contre les virus. Pour ce faire, des informations productives sur les masques faciaux en termes de matériaux de départ, de traitement primaire et avancé, de mécanismes de filtration et de tests d’application connexes requis ont été prises en compte.
Dans cet article, les faiblesses et les forces des différents types de masques de protection ont été analysées. L’efficacité de la filtration, les mécanismes de pénétration et les paramètres influant sur ces éléments ont été soigneusement étudiés. Cette étude a également présenté différentes techniques de contrôle de la qualité et de traitement des masques faciaux.
À cet égard, il a été démontré que les masques en tissu et les masques chirurgicaux ne sont pas très efficaces pour la pénétration des nanoparticules et que la plage d’efficacité reste proche de celle des particules micrométriques. Cependant, l’efficacité des masques respiratoires se situe, pour les virus, à l’échelle nano-métrique, et où celle-ci varie selon les différents types de masques respiratoires. Ils doivent être les plus efficaces pour éliminer l’entrée de toute particule toxique et contaminante. D’autre part, l’accessibilité et l’inconfort de l’utilisation de ces masques pour un usage public commun diminuent leur popularité auprès de la population.
Les masques faciaux fabriqués à partir de différents polymères tels que le polypropylène, les papiers de verre, le feutre de laine, le polyéthylène, les polyesters, les polyamides, les polycarbonates, l’oxyde de polyphénylène, possèdent leurs propres propriétés. Ils nécessitent et exigent une évaluation plus détaillée.
La famille de masques faciaux comprend des masques en tissu de base, des masques chirurgicaux (SFM), un respirateur N95, un respirateur/masque à gaz P100, un appareil respiratoire autonome (SCBA), un respirateur facial complet et un écran facial intégral. Chaque type de masque facial présente des avantages particuliers vis-à-vis de son application. Par exemple, les masques faciaux en tissu de base sont des matériaux faciles à fabriquer (produits à partir de T-shirt par exemple) et à faible coût mais avec une infiltration peu efficace. Les masques chirurgicaux (SFM)...
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Conclusions
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - TCHARKHTCHI (A.), SEYDANI (M.Z.), ZIRAK (N.), FARZANEH (S.), SHIRINBAYAN (M.) - An overview of filtration efficiency through the masks: Mechanisms of the aerosols penetration. - Bioactive materials, vol. 6, n° 1, p. 106-122 (2021).
-
(2) - BUNYAN (D.), RITCHIE (L.), JENKINS (D.), COIA (J.) - Respiratory and facial protection: a critical review of recent literature. - Journal of Hospital Infection, vol. 85, n° 3, p. 165-169 (2013).
-
(3) - McDONALD (F.), HORWELL (C.J.), WECKER (R.), DOMINELLI (L.), LOH (M.), KAMANYIRE (R.), UGARTE (C.) - Facemask use for community protection from air pollution disasters: an ethical overview and framework to guide agency decision making. - International Journal of Disaster Risk Reduction, vol. 43, p. 101376 (2020).
-
(4) - CHENG (V.C.C.C.) et al - The role of community-wide wearing of face mask for control of coronavirus disease 2019 (COVID-19) epidemic due to SARS-CoV-2. - Journal of Infection, vol. 81, n° 1, p. 107-114 (2020).
-
(5) - BURNETT (R.) et al - Global...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Appareils de protection respiratoire – Demi-masques filtrants contre les particules – Exigences, essais, marquage - NF EN 149 + A1 - 09/09
-
Acoustique – Méthode de calcul du niveau d’isosonie - ISO 532 - 1975
ANNEXES
Loi n° 83-634 du 13 juillet 1983 portant droits et obligations... (version consolidée du 3 mars 2002)
Décret n° 2000-44 du 13 janvier 2000 portant... (version consolidée au 5 octobre 2007) JO n° 11 du 14 janvier 2000 page 369 NOR : FPPA9910013D.
HAUT DE PAGE
Procédé d’oxydation électrolytique du cérium et ensemble d’électrolyse pour sa mise en œuvre CA2582058.
Brevet N202031044170 a été déposé le 4 décembre 2020 par Sankha Dey, Sarthak Chatterjee, Saikat Pal, et Dr. Biswarup Neoget. Intitulé : Le masque anti-COVID-19 avec système d’alarme de protection pour les yeux, le nez et la bouche intégré.
Brevet CN111194953 a été déposé le 26 mai 2020 ; intitulé : Le masque anti-virus à haute température.
Brevet CN111759945 déposé le 13 octobre 2020 ; intitulé Le masque pour prévenir et traiter la COVID-19 à base de plantes médicinales...
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