Pendant la pandémie de COVID-19, de nombreux événements et festivals musicaux en direct ont été reportés et même annulés pour protéger les musiciens et les membres du public. Lorsqu’ils ont recommencé à se produire, de nombreux groupes ont eu recours à des performances avec des foules éloignées ou limitées. Ils adaptent également leur répertoire pour favoriser les pièces à cordes et modifient considérablement le nombre de musiciens et leurs positions dans l’auditorium.
Les ensembles orchestraux ont été confrontés à un défi particulier. La contamination est une préoccupation majeure : en particulier, si les instruments à vent sont des vecteurs de contamination par dispersion d’aérosols.
Dans Physique des Fluidesdes chercheurs de l’Université de Pennsylvanie ont travaillé avec des musiciens de l’Orchestre de Philadelphie pour approfondir notre compréhension de la quantité d’aérosol produite et dispersée par les instruments à vent.
« Idéalement, les musiciens seraient assis les uns à côté des autres pour composer le meilleur son, mais un tel arrangement est devenu un problème pendant la pandémie de COVID », a déclaré l’auteur Paulo Arratia, de l’Université de Pennsylvanie.
Les chercheurs ont utilisé la visualisation pour caractériser le flux, puis ont suivi les particules de brouillard dans l’air avec un laser. Ils ont également mesuré la concentration d’aérosols des instruments à vent avec un compteur de particules.
Ensuite, ils ont combiné ces deux mesures pour développer une équation simple pour décrire la dispersion des aérosols, dans laquelle la vitesse des aérosols diminue avec la distance de l’instrument. L’idée est d’aider d’autres chercheurs à déterminer la distance parcourue par les aérosols en mesurant la vitesse du flux de sortie. Cela indique à quelle vitesse le flux va diminuer.
Les aérosols émis par les instruments à vent partageaient une concentration et une distribution de taille similaires à celles des événements normaux de parole et de respiration.
« Nous avons été surpris que la quantité d’aérosol produite soit de la même gamme que la parole normale », a déclaré Arratia. « Je m’attendais à des débits et à des concentrations d’aérosols beaucoup plus élevés. »
Les mesures de débit (à l’aide de la vélocimétrie par image de particules) ont montré que les vitesses des jets de sortie sont beaucoup plus faibles que les événements de toux et d’éternuements. Pour la plupart des instruments, la longueur de décroissance maximale est inférieure à 2 mètres de l’ouverture de l’instrument. Par conséquent, les musiciens à vent doivent rester à 6 pieds l’un de l’autre, comme la recommandation pour les particuliers.
Les chercheurs examineront ensuite la contamination par dispersion d’aérosols d’un point de vue de groupe pour comprendre la quantité d’aérosols et de flux produits par l’ensemble de l’orchestre jouant ensemble.
« J’espère que ce manuscrit guidera les responsables de la santé pour développer des protocoles pour des événements musicaux sûrs et en direct », a déclaré Arratia.
Quentin Brosseau et al, Débit et dispersion des aérosols des instruments de musique à vent, Physique des Fluides (2022). DOI : 10.1063/5.0098273