Un respirateur artificiel vraiment autonome
Le Laboratoire d'électromécanique et de machines électriques (LEME) de l'EPFL a développé en collaboration avec AP Technologies SA au Brassus (VD) un respirateur artificiel totalement autonome. Cet appareil innovateur se passe de toute source d'énergie extérieure puisqu'il exploite la pression de la bouteille d'air pour produire de l'électricité et alimenter l'électronique de contrôle.
Les respirateurs artificiels autonomes sont des appareils indispensables en médecine d'urgence ou de catastrophe. Ils recourent à des batteries qui exigent un entretien et des contrôles attentifs. Afin d'éliminer ce facteur de risques, AP Technologies – une filiale du groupe horloger Audemars Piguet – et son partenaire français Absys ont eu l'idée d'utiliser la pression de la bouteille d'air qui alimente le patient pour produire l'électricité nécessaire.
Simple en apparence, cette idée s'est révélée très difficile à mettre en œuvre car l'énergie est disponible en petite quantité et de manière discontinue. L'air aspiré par le patient entraîne un moteur à air – usiné par AP Technologies avec une précision de l'ordre du micron – qui actionne à son tour une génératrice. En revanche, les phases d'expiration ne produisent pas d'électricité.
L'équipe de l'EPFL dirigée par Yves Perriard, maître d'enseignement et de recherche au LEME, a procédé à une étude très poussée du bilan énergétique du système. Elle a non seulement utilisé des éléments à très faible consommation mais elle a optimisé leurs tâches de manière à abaisser encore les besoins.
Le cœur du circuit est un microprocesseur qui commande les valves d'alimentation en air et l'affichage des paramètres. Il contrôle également la vitesse de la génératrice afin de régler le débit d'air dans les poumons du patient. Cet élément gère aussi la charge de la capacité standard et de la supercapacité qui alimentent l'électronique durant les phases d'expiration. Lorsque ces capacités sont pleines, l'énergie est dissipée dans une résistance de puissance. Enfin, lorsque le microprocesseur n'est pas sollicité, il "s'endort" afin de diminuer encore la consommation.
Arrivé à maturité technologique, ce respirateur artificiel autonome a été construit sous la forme d'un démonstrateur au LEME. Le développement industriel sera mené par AP Technologies et Absys. Le procédé mis au point pour cet appareil pourrait trouver d'autres applications, par exemple pour des compteurs de gaz ou d'eau "intelligents", capables de transmettre des données de consommation en continu.