Masques de protection respiratoire pour la Suisse

Dans le cadre de la crise Corona, les chercheurs suisses se rapprochent les uns des autres. Afin d'assurer les besoins de la Suisse en matériel de protection, des chercheurs de l'Empa, de l'ETH Zurich, de l'EPFL et du laboratoire de Spiez, en collaboration avec un grand nombre de partenaires du secteur de la santé et de l'industrie, ont mis au point un système de protection contre les effets de la Corona. le projet "ReMask"a été lancé. Les objectifs de ReMask sont de développer des technologies permettant de réutiliser les masques existants, de produire dans le pays des équipements de protection efficaces et de mettre au point des masques alternatifs dotés de nouvelles propriétés permettant de lier et de tuer les virus.

Les conclusions de ReMask ont soutenu la "National COVID-19 Science Task Force" récemment créée, dont les experts conseillent l'Office fédéral de la santé publique (OFSP), l'état-major de crise ainsi que d'autres services fédéraux dans la gestion de la pandémie. L'une des tâches hautement prioritaires de la Task Force, dirigée par Peter Wick (Empa), Sarah Tschudin Sutter (Université de Bâle) et Andreas Mortensen (EPFL), est de rendre possible des projets de fabrication et de réutilisation de masques de protection.

Avec ReMask, cette approche multidisciplinaire est désormais mise en œuvre. Le groupe d'experts "Masques" de la Science Task Force a maintenant émis une recommandation sur les exigences minimales de qualité pour les masques dits "communautaires" destinés à la population. Sur la base de ces recommandations l'Empa étudiera temporairement de tels masques communautaires pendant la situation de crise actuelle, jusqu'à ce que le savoir-faire correspondant puisse être transféré à un organisme indépendant.

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Les masques chirurgicaux (à droite) ont pour but d'empêcher que de grosses gouttelettes contenant des agents pathogènes soient séparées du porteur. Ils protègent donc moins le porteur, puisque les petites particules peuvent passer à l'intérieur et que le masque n'est pas étanche au visage. En revanche, ils protègent l'entourage des gouttelettes contenant des virus provenant d'un porteur infecté.

Il en va autrement des masques de protection respiratoire de type FFP-2 (en anglais "filtering face piece") : les masques FFP-2 (à gauche) doivent protéger le porteur contre les substances nocives et les agents pathogènes présents dans l'air. Les plus petites particules qui peuvent être interceptées mesurent environ 600 nanomètres. Ces deux types de masques ne sont actuellement destinés qu'à être portés une seule fois.

En troisième lieu, il faut mentionner les masques dits communautaires ou masques hygiéniques, qui ne sont pas couverts par les normes certifiées des deux autres types de masques. Comme son nom l'indique, l'utilisation de masques communautaires est destinée au grand public comme moyen de minimiser le risque de transmission et donc de protéger l'environnement.

La chercheuse de l'Empa Luzia Wiesli et le mécanicien Jörg Gschwend ont déjà commencé les montages d'essai pour le projet ReMask. Photo : Empa

Dans les laboratoires de l'Empa, des projets de recherche ont déjà été lancés pour pallier les pénuries à court terme et permettre la réutilisation des masques. Cela permet en outre une utilisation plus durable des ressources matérielles à long terme. Il s'agit notamment de déterminer comment les masques peuvent être stérilisés de manière non destructive, comment ils peuvent être stockés de manière durable et comment leur efficacité peut être prouvée sans aucun doute, même après plusieurs utilisations.

Pour éviter d'utiliser des virus dangereux pour ces expériences, les chercheurs travaillent avec des particules non infectieuses qui simulent ce qui se passe à l'intérieur et à l'extérieur d'un masque dans le sens d'une infection par gouttelettes. "Nous développons actuellement des appareils qui permettent d'obtenir ces simulations", explique René Rossi, chercheur à l'Empa au "Laboratory for Biomimetic Membranes and Textiles" de Saint-Gall.

De même, d'autres propriétés des masques, telles que la perméabilité à l'air (<60 Pa/cm²), la résistance aux éclaboussures (imperméabilité aux éclaboussures) ou l'efficacité de la filtration contre les petites particules (efficacité de filtration de 70 % pour des particules de 1 micromètre). Les protocoles d'essai élaborés à cette occasion seront distribués à grande échelle aux entreprises qui fabriquent des masques, des filtres et des équipements de protection. "Il s'agit d'un effort rapide à l'échelle nationale", explique Rossi. C'est pourquoi nous ne travaillons pas avec un seul partenaire industriel, mais nous avons fait appel à l'ensemble du secteur.

Des experts de la recherche, de la santé publique et de l'industrie se sont réunis pour le projet ReMask afin de mettre à disposition en temps utile des produits, des concepts et des technologies dont le besoin est urgent pour lutter contre COVID-19. A l'Empa, il s'agit de "Laboratoire des membranes biomimétiques et des textiles"., le "Laboratoire d'interactions particules-biologie", le "Transport at Nanoscale Interfaces Laboratory" (Transport aux interfaces nanométriques), le "Centre d'analyse des rayons X" et le "Biointerfaces" Laboratoire impliqué.
Partenaires : ETH Zurich, EPFL, Laboratoire Spiez, Hôpital universitaire de Zurich, Hôpital de l'Île de Berne, "Centre hospitalier universitaire vaudois" (CHUV), "Hôpitaux Universitaires de Genève" (HUG), Hôpital cantonal de Wintertur, Hôpital du Valais, Regio 144 AG, Indema AG ainsi que 200 entreprises de l'association professionnelle Swiss Textiles (https://subitex.empa.ch)

Les objectifs à moyen et long terme de ReMask comprennent en outre le développement et la production de nouveaux types de masques et de pièces de masques. Ainsi, des couches supplémentaires à l'intérieur et à l'extérieur des masques traditionnels doivent améliorer leur longévité et leur fonctionnalité. Sur la face intérieure des masques, une couche qui retient l'eau doit absorber l'humidité de la respiration du porteur. Sur la face extérieure en revanche, le coronavirus doit être bloqué de manière ciblée. On sait déjà que l'enveloppe de l'agent pathogène, qui ressemble à une couronne, a une charge électrique négative. "Un revêtement de fibres ou de membranes chargé positivement lierait électrostatiquement le virus à l'extérieur du masque et le bloquerait ainsi", explique Rossi. Par ailleurs, les chercheurs veulent développer des textiles aux propriétés antivirales. Rossi : "Nous suivons plusieurs approches qui permettent d'inactiver les coronavirus qui se posent sur le textile".

Il s'appuie sur les connaissances acquises dans le cadre d'un projet précédent. Dans le cadre de ce projet de l'Empa et de l'EPFLUn protège-dents équipé d'un nouveau type de film filtrant a été mis au point. Ces nouveaux masques, plus robustes et plus performants, doivent également résister aux procédures de test qui sont déjà mises en œuvre pour les masques usagés.

Pour la production et la fonctionnalisation des masques de protection, des entreprises suisses sont mises à contribution. Ainsi, ReMask est non seulement un projet de recherche, mais aussi un projet de promotion économique qui, en pleine crise de Corona, permet d'obtenir des commandes pour des entreprises suisses.

Ces dernières années, plus de la moitié des start-ups suisses de "deep tech" sont issues d'institutions du Domaine des EPF, ce qui a permis de créer de nouvelles technologies, de nouveaux services et de nouveaux emplois. Afin que les performances innovantes et de promotion économique des start-up en Suisse ne soient pas menacées par la crise de Corona, le Domaine des EPF a récemment lancé une nouvelle initiative à laquelle participe également l'Empa. La "COVID-19 Start-up-Task Force" vise à soutenir les jeunes entreprises hautement qualifiées dans la situation de crise actuelle. Elle exploite en outre les synergies et les contacts avec les experts économiques de la "National COVID-19 Science Task Force" ainsi qu'avec les principales parties prenantes de l'écosystème suisse des start-up.