Déposition et réenvol de spores fongiques : contribution à la compréhension du risque nosocomial aérotransmis

Fungal spore deposition and removal : Understanding the airborne nosocomial risk

• Auteur / Autrice : Amine Metani
• Direction : Vance Bergeron
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 21/12/2012
• Etablissement(s) : Lyon, École normale supérieure
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Physique et Astrophysique de Lyon (Lyon ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de physique (Lyon ; 1988-....)
• Jury : Président / Présidente : Emmanuel Lévêque
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Vance Bergeron, Emmanuel Lévêque, Jacques Van der Donck, Denis Boulaud, Christian Beauchêne, Sofiane Benhamadouche
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Jacques Van der Donck, Denis Boulaud

Mots clés

Mots clés contrôlés

Champignons microscopiques

Infections nosocomiales

Mots clés libres

Spores

Fongique

Réenvol

Simulation

Numérique

Nosocomial

Aéroporté

Aérocontamination

Spores

Fungal

Deposition

Reentrainment

Removal

CFD

Nosocomial

Airborne

Aerocontamination

Résumé

Les spores fongiques sont à l'origine d'infections nosocomiales affectant le pronostic vital de patients immunodéprimés, et peuvent se transmettre par l'air. C'est pourquoi nous nous sommes intéressé à la déposition et au réenvol de spores d'''Aspergillus'', responsables de pathologies gravissimes comme l'aspergillose pulmonaire invasive. Nous avons lors de nos expérimentations utilisé deux méthodes d'aérosolisation : le nébuliseur Collison standard, nécessitant la mise en solution des spores, ainsi qu'un prototype permettant de souffler directement sur les cultures fongiques Ceci nous a permis de mesurer la vitesse de sédimentation des spores, et d'évaluer l'efficacité et la rémanence de traitements fongicides en utilisant un protocole original mettant en œuvre des conditions réalistes.Un dispositif expérimental a été mis au point afin de soumettre des spores déposées sur une surface à un flux d'air tangentiel, et de filmer leur réenvol ( http://tinyurl.com/bla9ynz ), et un critère prédictif théorique de détachement a été exhibé. Des simulations numériques de l'écoulement autour de sphères idéales ont complété cette étude en nous donnant accès à des paramètres critiques inaccessibles expérimentalement.Nous avons finalement appliqué les résultats de nos investigations à la problématique des infections nosocomiales aérotransmises, et découvert que les ventilateurs de refroidissement d'appareils électroniques sont un réservoir de pathogènes et une source de contamination croisée potentielle. Des expériences en milieu contrôlé associées à une campagne de prélèvements en milieu hospitalier ont mis à jour ce nouveau et important risque de contamination.

Fungal spores are a leading cause of lethal nosocomial infections affecting immunocompromised patients, and can be transmitted through the air. As such, we have studied the deposition and re-entrainment of ''Aspergillus'' fungal spores, which are responsible for invasive pulmonary aspergillosis, a severe disease with a high mortality rate among immunocompromised populations.In our studies two methods of fungal spore aerosolization are used; standard nebulization, and dry blowing using a homemade device. This enabled us to measure the spore settling velocity and to assess the efficiency of fungicide surface treatments using a newly developed test under realistic conditions. These tests have allowed us to quantify different surface treatment efficiencies and established their persistence.An experimental set-up has also been developed to expose spores deposited on a surface to a tangential flow, and to observe and record their removal ( http://tinyurl.com/bla9ynz ). These studies have lead to theoretical criteria for spore detachment. Furthermore, computational fluid dynamic simulations around ideal spherical particles exposed to a tangential flow were used to determine critical parameters needed to estimate particle detachment.Lastly, we have applied our findings to nosocomial infection concerns in the hospital environment and discovered that electronic fans are a pathogen reservoir and potential cross-contamination source. Systematic testing together with random sampling in hospital wards has revealed a new and important contamination risk.