A Genève, professeurs et assistants créent des respirateurs de fortune en quelques jours
Dans l’esprit FabLab, professeurs et assistants de l’HEPIA à Genève sont parvenus à réaliser en quelques jours un prototype de respirateurs de fortune pour répondre à une demande des HUG. Automatisant le fonctionnement d’un ventilateur manuel, le mécanisme est connecté à un microcontrôleur Arduino pour permettre un monitoring en temps réel.
Le défi était de taille. Modéliser un prototype de respirateurs de fortune en quelques jours, en vue d’en produire 50 pour les HUG (Hôpitaux Universitaires de Genève) dans un délai de 2 à 3 semaines… Un défi relevé par une équipe multidisciplinaire d’une douzaine de personnes composée notamment de professeurs et assistants de la Haute école du paysage, d’ingénierie et d’architecture de Genève (HEPIA) et des collaborateurs de la start-up Angara Technology (de l'incubateur Pulse de la HES-SO Genève) qui sont parvenus à répondre à la demande émanant du Dr Georg Ehret des HUG. «Je n’étais au départ pas persuadé qu’il était possible de réaliser ce prototype dans un délai si court. Puis j’ai découvert un projet similaire réalisé par le MIT, qui nous a en partie inspiré», confie à la rédaction Nicola Giandomenico, professeur HES associé enseignant à l’HEPIA et responsable du projet.
Après des séances de brainstorming réalisées en visioconférence - mesure de distanciation sociale oblige - l’équipe décide d’automatiser un modèle de respirateur manuel utilisé par les secouristes. Chacun de son côté planche alors sur la modélisation et la programmation du système en fonction de ses compétences propres, en mécanique, automatisme et électronique. Le volet informatique étant principalement assuré par Angara Technology.
Impression 3D et microcontrôleur Arduino
En quelques jours, les contributeurs au projet élaborent les architectures électroniques et mécaniques. Un prototype est ensuite fabriqué dans les locaux de l’HEPIA, par petits groupes travaillant en alternance. Un mécanisme motorisé faisant fonctionner la bonbonne du respirateur est basé sur un moteur linéaire simple, agrémenté de pressoirs en partie conçus à l’aide de l’impression 3D, explique Nicola Giandomenico. L’activité du respirateur peut être contrôlée en mesurant la pression en temps réel. En outre, un microcontrôleur de type Arduino a été programmé pour le suivi du nombre de respirations par minute, le volume d’air en litres et le rapport d’inspirations/expirations.
Documentation technique sur Github
«Avant de modéliser ce respirateur, nous nous sommes assurés que toutes les composantes électroniques étaient disponibles chez nos fournisseurs habituels. Pour les pièces mécaniques, nous avons pu compter sur la collaboration de la société suisse SMC», précise le responsable du projet. Et de souligner que toute la documentation technique et le code utilisé pour réaliser ces respirateurs de fortune vont être mis à la disposition de tous sur Github. A noter qu’ils ne sont pas homologués et qu’ils doivent être conçus et utilisés par des professionnels. Initialement réalisé pour palier à un éventuel scénario catastrophe de pénurie d’appareils, le prototype testé avec succès n’a pour l'instant pas donné lieu à la production de plusieurs modèles, les HUG disposant pour l’heure de suffisamment de respirateurs.
Pour en savoir plus, l’article de l’HEPIA sur le sujet:
Respirateur d'urgence pour lutter contre le COVID-19
