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Simulation des flux d’air à l’hôpital gériatrique de Marange-Silvange (Moselle) pour comprendre la propagation du coronavirus

Crédit: Dassault systèmes
Crédit: Dassault systèmes

PARIS, 7 mai 2020 (TecHopital) - Pour comprendre la propagation du coronavirus dans l'air des bâtiments de l'hôpital gériatrique Saint-François de Marange-Silvange (Moselle), la communauté en ligne "Open-Covid19" appartenant au Fab Lab "3D Expérience Lab" a fait appel aux spécialistes de la simulation des flux d'air de Dassault Systèmes et a réussi à démontrer que la circulation du virus se fait principalement par les couloirs.

Est-ce que l'air conditionné ou le système de ventilation d'un bâtiment jouent un rôle dans la propagation du virus ? Le Haut conseil de la santé publique (HCSP) soulignait dans un avis publié le 27 avril que la transmission du Sars-CoV-2 par aérosol ne peut être exclue (cf dépêche TecHopital).

Comme l’hôpital Saint-François (Groupe SOS), situé à Marange-Silvange près de Metz, devait aménager un étage pour accueillir les patients Covid-19 tout en réduisant les risques de propagation du virus à l’intérieur de son enceinte, il a reçu l'aide de la communauté "OpenCovid19", communauté de "makers" pour modéliser la dispersion des gouttelettes et de particules de virus.

"Le projet a démarré il y a 3 semaines", a expliqué Frédéric Vacher, directeur des innovations chez Dassault Systèmes, interrogé le 5 mai par TecHopital. "Le directeur de l'hôpital privé Saint-François de Marange-Silvange nous a transmis le plan en 2D de son établissement afin de modéliser en 3D les flux de virus dans les différentes salles du bâtiment devant recevoir les patients Covid."

C'est la communauté "Open Covid-19" qui appartient au Fab-Lab "3D Expérience Lab" qui a fait remonter ce besoin de la part de l'établissement.

"Le directeur nous a transmis toutes les spécifications de son bâtiment, le système de ventilation, etc.", a complété le directeur de l'innovation. "A partir du plan au sol en 2D, la modélisation en 3D a permis de recréer les cloisons et les murs de la zone concernée afin de visualiser rapidement la disposition actuelle de l’hôpital".

Ensuite, l’équipe de scientifiques et d’analystes de Dassault Systèmes a utilisé le logiciel Simulia* de simulation de la dynamique des fluides afin de modéliser les différents champs d’écoulement de l’air à l’intérieur du bâtiment.

Le logiciel Simulia est une technologie employée par l'industrie aéronautique et automobile. "La modélisation a été nécessaire pour comprendre où diffusent les particules notamment dans un bâtiment accueillant à la fois des patients Covid et non Covid", a indiqué Frédéric Vacher.

Simulia* a également permis aux équipes de Dassault Systèmes de modéliser le transfert des particules lorsqu'une personne infectée par le coronavirus éternue.

Les couloirs, vecteurs de propagation

"Nous avons ainsi pu constater que les couloirs constituent un important vecteur de propagation du virus, là où en général les soignants commencent à retirer leurs équipements de protection individuelle (gants, masques) en sortant de la chambre des patients", a fait remarquer le directeur de l'innovation. En conclusion, il faut donc se protéger encore plus dans les couloirs.

Grâce à ce constat, l'établissement a pu optimiser son aménagement intérieur en prenant des mesures simples mais efficaces, telles que le changement de place de la fontaine à eau, la réduction de la climatisation ou encore le maintien de deux portes de secours ouvertes.

"Cette modélisation, Dassault systèmes l'a réalisée gracieusement, dans le cadre du projet Open Covid-19", a souligné Frédéric Vacher. "Ces calculs sont complexes, menés sur des logiciels qui moulinent pendant des heures. Les marges d'erreur sont très faibles car ce genre de modélisation, employée dans l'aéronautique, nécessite une grande précision dans le résultat", a-t-il complété.

"En France, nous sommes les seuls à faire de la modélisation de dynamiques des fluides dans les bâtiments. Et jusqu'à présent à ma connaissance, aucun hôpital n'a réalisé de simulation numérique des flux d'air."

Or le sujet devient de plus en plus sensible car "en comprenant la dynamique des particules de coronavirus dans l'air, on pourrait réussir à sauver des vies", a-t-il conclu.

gdl/ab

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