Les lasers verts révèlent que le couvercle des toilettes doit être fermé avant la chasse d’eau

Les ingénieurs de l’Université du Colorado à Boulder ont confirmé ce que les germophobes parmi nous soupçonnent depuis longtemps : la chasse d’eau d’une toilette commerciale libère un nuage semblable au Vésuve de minuscules gouttelettes et de particules d’aérosol qui atteint plus de 5 pieds au-dessus du siège.

Bien qu’invisible à l’œil nu, lorsqu’il est éclairé par des lasers verts, le panache apparaît comme une rafale de confettis microscopiques lancés sur la fête la plus grossière du monde, composée de minuscules gouttes d’eau et de tout ce qui pourrait se trouver dans le bol.

Le recherche, publié ce mois-ci dans la revue Scientific Reports, était strictement une exploration en mécanique des fluides. L’équipe a tiré la chasse d’eau contenant uniquement de l’eau propre et n’a pas enquêté sur l’infectiosité des particules qui pourraient se trouver dans le panache.

Mais leurs outils ont confirmé que chaque chasse d’eau va bien plus loin au-delà du bol que la plupart d’entre nous aimeraient le croire.

“Nous avons tous été étonnés”, a déclaré Jean Crimald, l’auteur principal de l’étude. “J’ai dit:” Oh, mon Dieu – c’est ce qui se produit?”

Crimeldi est un professeur d’hydrologie spécialisé dans la mécanique des fluides – en particulier, comment l’air et l’eau transportent d’autres matériaux qui l’accompagnent. Il a étudié la façon dont les courants océaniques distribuent le sperme et les œufs pour fertiliser les coraux, et comment les particules odorantes se déplacent dans l’air pour communiquer des informations aux animaux.

Il a tourné son attention vers les toilettes à la demande de son collègue et co-auteur de Boulder Karl Lindeningénieur en environnement qui étudie les propriétés désinfectantes de la lumière ultraviolette.

Tout en réfléchissant au cas de test idéal pour un désinfectant de surface à base d’UV, l’esprit de Linden a d’abord dû se rendre dans des endroits sales.

« Où sommes-nous exposés aux virus et où sommes-nous exposés aux agents pathogènes ? » dit Linden. “Et l’une des pensées que j’ai eues était:” Eh bien, que se passe-t-il dans les toilettes? “”

Linden imaginait spécifiquement les toilettes commerciales : les bêtes de somme sans réservoir et sans couvercle que l’on trouve dans les toilettes publiques. La plupart des toilettes publiques en Amérique du Nord sont équipées de ce qu’on appelle un vanne de type chasse d’eauqui repose sur la pression plutôt que sur la gravité pour forcer l’eau à travers le bol.

Le résultat est une chasse d’eau puissante qui laisse un fin nuage de vapeur d’eau dans son sillage – une version plus petite et moins gaie de la brume qui s’élève au-dessus de chaque bûche alors qu’elle effectue son dernier plongeon. La montagne Splash de Disneyland.

Précédent études ont confirmé que les surfaces autour des toilettes publiques sont souvent des foyers de bactéries fécales. La lumière UV pourrait être un désinfectant efficace, pensait Linden – mais d’abord, il avait besoin de mieux comprendre comment les agents pathogènes microscopiques se déplacent dans l’espace.

Il s’est tourné vers Crimeldi, dont le laboratoire utilise des lasers pour visualiser des mouvements fluides qui seraient autrement imperceptibles à l’œil humain. Le laboratoire de mécanique des fluides de Crimeldi a une tradition estivale annuelle de prendre une semaine pour relever un défi scientifique de la taille d’une bouchée, sans financement ni pression pour publier. La question des toilettes était parfaitement adaptée.

“Nous avons dit:” Peut-être que rien n’en sortira, ou peut-être que nous aurons quelque chose de vraiment cool “”, a déclaré Crimeldi.

Plutôt que de transporter leur équipement dans la salle de bain la plus proche, l’équipe a installé des toilettes fonctionnelles dans le laboratoire au-dessus d’un cadre métallique pouvant être aligné avec leurs lasers. Ensuite, ils ont calibré la pression de l’eau de la plomberie pour qu’elle corresponde à celle d’une toilette commerciale typique.

Ils savaient que leur laser rendrait certains aérosols visibles. Ils n’étaient pas préparés à l’explosion mineure qui les a accueillis au premier jet.

“C’est comme un volcan en éruption”, a déclaré Crimeldi. “Certains d’entre nous ont été assommés dans le silence. Certains d’entre nous riaient juste d’incrédulité, et aussi un peu comme, ‘Oh, mon Dieu, nous sommes vraiment sur quelque chose ici.’

L’équipe a ensuite formé un laser pulsé et une paire de caméras scientifiques sur le spray pour mesurer la vitesse de ses particules d’eau individuelles. Une chasse d’eau n’a pas la vitesse d’un éternuement, qui peut envoyer des gouttelettes jaillir jusqu’à 100 miles par heure, ou même une toux, dont les gouttelettes peuvent voyager jusqu’à 80 miles par heure.

Les aérosols dans le panache “étonnamment énergique et chaotique” ont atteint une vitesse maximale de 2 mètres par seconde, soit un peu moins de 4,5 miles par heure, ont rapporté les auteurs de l’étude. Pourtant, une fois en vol, ils ont mis du temps à se calmer. Près de huit secondes après la chasse d’eau, les particules planaient toujours à plus de 5 pieds au-dessus du bord de la cuvette – bien au-delà du niveau du nez pour la plupart des gens. Beaucoup sont restés en vol pendant plus d’une minute.

“Je suis certainement beaucoup plus enclin après avoir vu ces vidéos à porter un masque dans les toilettes publiques que je ne l’aurais été auparavant”, a déclaré Crimeldi.

Bien que les expériences aient été menées avec des toilettes vides de tout sauf de l’eau propre, Crimaldi soupçonne fortement que l’ajout de papier toilette et de déchets humains au mélange ne fait qu’injecter plus de chaos et d’énergie dans une chasse d’eau.

“J’ai le sentiment intuitif que la présence de solides pourrait aggraver le problème car il y a juste des choses supplémentaires sur lesquelles l’eau peut empiéter et créer plus d’opportunités pour ce mélange énergétique de fluides”, a-t-il déclaré.

Linden espère utiliser cette expérience comme point de départ pour de futures recherches qui suivront la distance parcourue par les bactéries et autres agents pathogènes dans ces nuages ​​​​d’aérosols, et combien de temps ils resteront infectieux. En fonction de ces résultats, « nous pouvons commencer à réfléchir à quelles interventions pouvons-nous utiliser ? » il a dit. “Quelles sont les refontes de toilettes que nous pourrions envisager ?”

Les défenseurs des alternatives aux toilettes à chasse d’eau ont déclaré que l’étude renforce l’argument en faveur de la recherche de meilleures méthodes d’élimination des déchets humains.

“Cette nouvelle étude ajoute des preuves visuelles dramatiques d’un autre inconvénient des toilettes occidentales traditionnelles et de notre fort désir de tirer la chasse d’eau et d’oublier”, a déclaré Bryn Nelsonmicrobiologiste et auteur du livre «Flush : La science remarquable d’un trésor improbable. “De nombreuses toilettes à compost utilisent une chasse d’eau sous vide et peu ou pas d’eau, cela pourrait donc être une autre raison de considérer les mérites de ces modèles respectueux de l’environnement.”