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07.09.15 - Série d’été – travaux d’étudiants. Dans le cadre de son travail de master en science des matériaux, Benjamin Rime a imaginé un système de régulation thermique robuste et innovant pour les couveuses des pays du Sud.

Chaque année dans le monde, des centaines de milliers d’enfants prématurés ne survivent pas. Ces drames, dont la grande majorité surviennent dans les pays en développement, sont généralement dus à une hypothermie. Le besoin de couveuses fiables, susceptibles de maintenir une température constante autour du bébé même en cas de panne de courant, est donc vital dans de nombreux pays.

C’est dans ce contexte que Benjamin Rime, étudiant en sciences des matériaux à l’EPFL, a consacré un projet de semestre, puis de master au développement d’une réserve de chaleur utilisant le principe des matériaux à changement de phase. Ses travaux ont été réalisés au sein du Laboratoire de technologie des composites et polymères (LTC).

L’énergie de la transformation
Au lieu de chauffer un matériau simple (eau, pierre ou métal) pour en récupérer la chaleur plus tard, le système qu’il a étudié se base sur un polymère de synthèse. Solide à température ambiante, il devient liquide s’il est chauffé. «De grandes quantités d’énergie sont mobilisées lors du changement d’état, précise le jeune diplômé. Durant toute la phase où le matériau redevient solide, il libère une chaleur constante de 52°C.»

Afin de mettre ce principe à l’épreuve dans un dispositif utile et concret, Benjamin Rime s’est lancé dans la fabrication d’un prototype de régulateur thermique pour couveuses, sous l’égide du programme EssentialTech du Centre de coopération et développement de l’EPFL et de la Fondation EssentialMed.

GlobalNeonat, qui implique également des étudiants de l’université de Yaoundé, au Cameroun, ainsi que des partenaires industriels et académiques, se veut une couveuse robuste, fiable et facile d’utilisation, qui soit capable d’assurer une température suffisante même lors de pannes de courant de plusieurs heures. «Le principe est que l’on fait fondre le matériau à changement de phase lorsqu’il y a du courant à disposition. En cas de coupure, un petit ventilateur alimenté par batterie, couplé à un régulateur électronique simple et résistant, prend le relais pour assurer une température constante dans la couveuse», explique Benjamin Rime

Des conditions choquantes
Pour mener à bien ce projet, Benjamin a passé deux mois au Cameroun, au printemps de cette année. «J’ai pu visiter des hôpitaux, rencontrer du personnel médical et des mères d’enfants prématurés, explique-t-il. J’ai été choqué de voir de quelle manière les couveuses étaient tempérées – souvent en installant simplement des bouteilles d’eau chaude à quelques centimètres du bébé.»

Tant le personnel que les utilisatrices potentielles ont paru convaincus, et ont accueilli Benjamin et son projet avec beaucoup d’intérêt. «La partie dont je me suis occupé – le régulateur – est prête, mes collègues de Yaoundé doivent encore finaliser le design global de la couveuse et le petit régulateur électronique de la température et de l’humidité. A l’exception du polymère, tous les matériaux nécessaires peuvent être trouvés sur place. Un prototype complet devrait pouvoir être assemblé cet automne.»

Benjamin ayant quitté l’EPFL, le projet GlobalNeonat est désormais entre les mains de l’équipe d’EssentialTech et de ses partenaires, en Suisse et en Afrique. «Il est essentiel d’avoir des contacts locaux pour avancer dans ce type de projet. Pour celui-ci, nous avons l’appui de 200 pédiatres africains, et une véritable collaboration avec de nombreux chercheurs», se réjouit Klaus Schönenberger, directeur du programme EssentialTech.

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