Coronavirus: suivre la pandémie en direct grâce aux eaux usées

Publié par Adrien le 12/06/2020 à 09:00
Source: Université Laval
Il existe une façon simple et peu coûteuse de prendre quotidiennement le pouls de la pandémie de COVID-19 dans toute la population. Il s'agit de mesurer la présence du SARS-CoV-2, ce coronavirus provoquant la maladie COVID-19, dans les eaux usées des usines d'épuration. Vous doutez de la précision de cette méthode ? "Il suffit qu'une personne sur 100 000 ait la COVID-19 pour qu'on puisse détecter la présence du coronavirus dans 1 litre (Le litre (du grec λίτρα lítra, ancienne mesure de capacité – une livre de douze onces – égale au seizième du boisseau soit 0,813 litre)...) d'eaux usées", souligne Peter Vanrolleghem, professeur au Département de génie civil (Le Génie civil représente l'ensemble des techniques concernant les constructions civiles. Les ingénieurs civils s’occupent de la conception, de la réalisation, de...) et de génie des eaux et directeur du centre de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne...) CentrEau.


Illustration de coronavirus, similaires à ceux engendrant la maladie COVID-19

Cette approche du suivi épidémiologique de la pandémie (Une pandémie (du grec ancien πᾶν / pãn (tous) et δῆμος / dễmos (peuple)) est une épidémie touchant une...) présente de nombreux avantages qui enthousiasment le professeur Vanrolleghem. Le premier: tester quotidiennement un échantillon (De manière générale, un échantillon est une petite quantité d'une matière, d'information, ou d'une solution. Le mot est utilisé dans différents domaines :) d'eaux usées prélevé dans une usine d'épuration équivaut à tester une fois par jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par...) toute la population desservie par cette usine. "Et c'est beaucoup plus rapide et beaucoup moins cher que des tests cliniques pour toute cette population", précise-t-il.

Par exemple, pour une usine comme celle de l'est de la ville (Une ville est une unité urbaine (un « établissement humain » pour l'ONU) étendue et fortement peuplée (dont les habitations doivent être à moins de 200...) de Québec, l'analyse d'un échantillon d'eaux usées équivaut à tester 300 000 personnes. "On ne saura pas qui est porteur du SARS-CoV-2, mais on pourra déterminer si le coronavirus est présent dans la population et si son abondance est stable, en baisse ou en hausse. Cette approche peut donc être très utile pour évaluer les effets de certaines mesures de confinement ou de déconfinement ou encore pour détecter l'arrivée d'une deuxième vague (Une vague est un mouvement oscillatoire de la surface d'un océan, d'une mer ou d'un lac. Les vagues sont générées par le vent et ont une amplitude crête-à-crête allant de quelques...) de la pandémie."

Le second avantage de cette approche épidémiologique est que le portrait dressé à partir des analyses d'eaux usées dépeint ce qui se passe en temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) réel dans la population. "Dès qu'une personne est porteuse (Une porteuse est un signal sinusoïdal de fréquence et amplitude constantes. Elle est modulée par le signal utile (audio, vidéo, données) en vue,...) du virus (Un virus est une entité biologique qui nécessite une cellule hôte, dont il utilise les constituants pour se multiplier. Les virus...), on peut en détecter la présence dans ses selles, même si elle n'a pas encore de symptômes et même si elle n'en développe jamais, signale le professeur Vanrolleghem. En supprimant le délai (Un délai est d'après le Wiktionnaire, « un temps accordé pour faire une chose, ou à l’expiration duquel on sera tenu de faire une certaine chose.  ».) d'incubation (L'incubation est la période pendant laquelle les ovules sont couvés, de manière à les maintenir au chaud et à permettre le développement de l'embryon.) avant l'apparition des symptômes, l'analyse des eaux usées nous permet de combler l'écart de 7 jours qui existe présentement entre la situation (En géographie, la situation est un concept spatial permettant la localisation relative d'un espace par rapport à son environnement proche ou...) réelle de la pandémie sur le terrain et le portrait qu'on en fait à partir des échantillons oraux et nasaux provenant des centres de prélèvements."

Un suivi à l'échelle canadienne

Il reste toutefois quelques problèmes à régler avant d'implanter cette approche sur le terrain, reconnaît le professeur Vanrolleghem. Dans un article scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.) qu'il vient de publier dans le Water Quality Research Journal avec quatre collègues australiens, le chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les domaines de...) souligne qu'on manque encore d'informations sur l'intensité et la durée de largage du virus dans les selles des personnes infectées. "Le résultat est qu'on ne peut pas encore convertir le nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de particules virales par litre d'eaux usées en nombre de personnes porteuses du virus. Mon équipe travaille à la création d'un modèle qui permettra de corriger cette lacune."

Par ailleurs, il n'y a pas encore de stratégie (La stratégie - du grec stratos qui signifie « armée » et ageîn qui signifie « conduire » - est :) d'échantillonnage (L'échantillonnage est la sélection d'une partie dans un tout. Il s'agit d'une notion importante en métrologie : lorsqu'on ne peut pas saisir un événement dans son ensemble, il faut effectuer...) et de méthode d'analyse normalisées pour mesurer le SARS-CoV-2 dans les eaux usées. "Ces normes sont essentielles, sinon il sera impossible de comparer les populations entre elles, précise-t-il. Il y a beaucoup de travail à faire parce que c'est la première fois que l'épidémiologie des eaux usées servira au suivi et à la gestion d'une pandémie."

Le professeur Vanrolleghem et cinq autres chercheurs de CentrEau font d'ailleurs partie du groupe consultatif de recherche qui a été mandaté par le Réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit...) canadien de l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) pour définir les normes d'un programme de surveillance nationale du SARS-CoV-2 dans les eaux usées. "Les travaux avancent rapidement et nous devrions déposer nos recommandations d'ici un mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.)", assure le directeur de CentrEau.

Entre-temps, la centaine de municipalités canadiennes qui ont adhéré à la Coalition eaux usées COVID-19 effectuent des prélèvements quotidiens de 1 litre d'eaux usées dans leurs usines d'épuration. "Ces échantillons sont placés au congélateur et ils seront analysés lorsque les protocoles d'analyse seront définis, précise le chercheur. Cela nous permettra de reconstituer l'évolution de la pandémie dans chacune de ces villes et d'aider à la gestion de la pandémie."
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