Soutenance publique de hèse de doctorat intitulée "Le rôle des vêtements dans l'influence de l'exposition par inhalation aux particules en suspension dans l'air."

Cette recherche a été menée au sein du Human-Oriented Built Environment Lab (HOBEL) sous la supervision du Prof. Dusan Licina.

Résumé

Les gens passent une quantité significative de temps en contact étroit avec les vêtements, qui peuvent abriter des produits chimiques, des particules et des microbes. Lors d'activités quotidiennes telles que la marche ou le rampement, certaines de ces particules peuvent se détacher du tissu et devenir aéroportées, finissant par se déposer dans les voies respiratoires. Ce phénomène, connu sous le nom de re-suspension des particules, est une source significative de particules aéroportées intérieures abiotiques et biotiques. La re-suspension des particules des vêtements est reconnue comme une voie critique d'exposition intérieure, renforcée par l'effet de nuage personnel - un phénomène où les concentrations de particules autour d'une personne sont plus élevées que les niveaux moyens de la pièce. Des études récentes ont également indiqué que les vêtements pourraient jouer un rôle critique dans la transmission des virus. Par exemple, le virus SARS-CoV-2 peut rester actif sur les tissus pendant des heures voire des jours.

Malgré l'importance des vêtements pour les expositions par inhalation, les études précédentes sur la re-suspension se sont principalement concentrées sur d'autres surfaces intérieures, telles que le sol. Les données expérimentales sur la déposition et la re-suspension des particules sur les vêtements sont encore limitées, et les facteurs influençant ne sont pas clairement compris. Selon les résultats des recherches précédentes sur la re-suspension des particules à partir du sol, les facteurs affectant la re-suspension des particules associée aux vêtements à partir des activités humaines pourraient inclure des facteurs intrinsèques, tels que les propriétés des tissus ; des facteurs environnementaux, tels que l'humidité relative et le mouvement de l'air ; et des facteurs humains, tels que l'intensité des mouvements.

Cette thèse a utilisé un mannequin thermique respirant et se déplaçant dans des chambres environnementales contrôlées pour étudier la re-suspension des particules à partir des vêtements, avec des tailles de particules allant de 0,3 μm à 10 μm. Elle a fourni des données expérimentales quantifiant les taux de déposition et de re-suspension des particules, classés par taille, associés aux vêtements. La recherche couvre trois objectifs : (1) comparer les concentrations de PM2.5 et PM10 dans les zones de respiration du mannequin et d'un sujet humain lors d'activités de re-suspension, (2) étudier la déposition des particules sur le mannequin thermique en position assise portant différents types de matériaux de vêtements, et (3) quantifier la re-suspension des particules des vêtements en relation avec divers facteurs vestimentaires, environnementaux et humains

Les résultats montrent que la rugosité de surface du mannequin utilisé dans cette thèse se rapproche de celle de la peau humaine. Cette similarité justifie l'utilisation du mannequin thermique pour simuler la friction entre les vêtements et la peau humaine dans les expériences de re-suspension. De plus, il a été démontré que, lors d'activités de re-suspension identiques, les niveaux de PM2.5 et de PM10 pour les humains et le mannequin thermique respirant portant les mêmes vêtements contaminés étaient comparables. Les taux de déposition des particules sur les vêtements ont augmenté exponentiellement avec la taille des particules et étaient proportionnels à la vitesse de l'air intérieur. Le matériau des vêtements influençait fortement les coefficients de taux de perte de déposition. Les coefficients de taux de perte de déposition les plus élevés étaient associés à la laine/polyamide, suivis par la polaire, le polyester et le coton, tandis que la peau nue présentait les taux de déposition les plus bas. De plus, des corrélations positives ont été observées entre les taux de déposition et la rugosité de surface des vêtements.

Dans les expériences de re-suspension, la concentration de PM10 à court terme dans la zone de respiration du mannequin était 1,25 fois plus élevée que dans l'air ambiant lorsque le mannequin assis effectuait des mouvements de bras à des fréquences de 0,25, 0,5 et 0,75 Hz en utilisant un mécanisme de test constant. Les taux de re-suspension dépendants de la taille variaient entre 0,01 h⁻¹ et 0,06 h⁻¹. Des taux de re-suspension plus élevés étaient associés à une intensité de mouvement accrue et à une charge de poussière sur les vêtements, tandis qu'aucune dépendance significative n'a été trouvée par rapport au type de vêtements et à l'humidité relative. Les résultats de cette thèse offrent un ensemble de données précieux pour améliorer les modèles actuels d'exposition par inhalation liés aux aérosols intérieurs et pour développer des interventions visant à réduire l'exposition aux particules associées aux vêtements.