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[Covid-19] A l'hôpital Cochin, 60 imprimantes 3D produisent des pièces pour dispositifs médicaux et consommables

Alexandre Couto
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[Covid-19] A l'hôpital Cochin, 60 imprimantes 3D produisent des pièces pour dispositifs médicaux et consommables

Mené par la start-up Bone3D pour l'AP-HP, le projet a été monté en seulement 10 jours.

L’Assistance publique – hôpitaux de Paris a équipé l'hôpital Cochin de 60 imprimantes 3D industrielles. Cette mini-usine, montée en un temps record, a commencé à produire le 7 avril et vise une production quotidienne de 1000 à 3000 pièces pour dispositifs médicaux et consommables.

Plutôt que de subir les pénuries de matériel, l’Assistance publique – hôpitaux de Paris (AP-HP) a voulu prendre les devants. Dans une salle de l’hôpital Cochin, c’est désormais une véritable petite usine, constituée d’un parc de 60 imprimantes 3D industrielles, qui épaule soignants et patients dans leur lutte contre le Covid-19. L’installation vise la production d’une vingtaine de pièces différentes, dispositifs médicaux et consommables, allant de masques de ventilation non invasif (VNI) à des raccords de respirateurs, en passant par des visières et des lunettes de protection.

Mises en place en fin de semaine dernière, les machines ont commencé à produire le 7 avril leurs premières pièces : 500 connecteurs pour un dispositif de ventilation non invasif. Et ce n’est qu’un début pour ce projet qui s’est concrétisé en à peine dix jours : la plateforme va monter en cadence pour produire entre « 1000 et 3000 pièces par jour en fonction du type de dispositif demandé ».

Un besoin de 50 000 pièces par mois à Paris

Un chiffre qui n’a rien d’extravagant compte tenu du besoin. « L’Ageps [l’agence générale des équipements et des produits de santé, ndlr], la centrale qui gère les équipements des hôpitaux parisiens, a évalué le besoin à 50 000 pièces par mois », explique Benoît Perrin, directeur technique associé de Bone3D, jeune pousse dédiée à l’impression 3D des dispositifs médicaux et gestionnaire du parc de machines déployé pour l’AP-HP.

La société a été approchée par le docteur Roman Hossein Khonsari, chirurgien à l’hôpital Necker, pour mettre en place ce projet. Elle s’est occupée non seulement d’apporter la meilleure réponse technique au besoin exprimé par l’Ageps, mais également de trouver un financement pour l’acquisition des machines. « En tant que start-up, nous avons réalisé plusieurs levée de fonds avec succès. Nous étions en relation avec plusieurs investisseurs potentiels. Nous avons donc ouvert notre carnet d’adresse et un mécène privé a financé la majeure partie de l’installation pour l’AP-HP», indique Benoît Perrin. C’est la société Kering, spécialiste du luxe, qui a apporté sa contribution à ce projet d’un montant total de 2,5 millions d’euros.

Imprimantes Stratasys à dépôt par fil polymère fondu

Sur le plan technique, le choix des imprimantes s’est porté sur les systèmes de dépôt par fil polymère fondu (FDM) développés par la société Stratasys. Le parc est constitué de 44 modèles F120, de 14 modèles F170 et de 2 F370. Les deux premiers modèles possèdent un espace d’impression de 25x25x25 cm, tandis que le dernier dispose d’une chambre de 35x35x35 cm. « Les modèles de Stratasys permettent de produire des pièces aux dimensions relativement importantes. La chambre d’impression permet de placer plusieurs pièces sur le même plateau, soit côte à côte, soit en les empilant.», expose Benoît Perrin.

Autre avantage des machines de Stratasys : elles disposent d’un plateau chauffant qui facilite la mise en œuvre de certains polymères, notamment dans les premières couches, et assure la qualité finale de la pièce. Les imprimantes ont été installées avec le concours de l’intégrateur CADVision, situé à Guyancourt (Yvelines).


Les dimensions du plateau des imprimantes Stratasys permettent la production simultanée de plusieurs pièces

Une chaîne de production intégrée

Côté matériaux, les imprimantes utilisent un fil d’acrylonitrile butadiène styrène (ABS), un polymère choisi pour ses bonnes propriétés mécaniques. Pour les formes complexes, une matière dite «  support » - un acrylonitrile styrène acrylate (ASA) - est utilisée. Elle est ensuite retirée de la pièce lors d’une étape de post traitement qui a été intégrée directement à la chaîne de production et qui est réalisée à l’hôpital Cochin. « L’impression n’est qu’une étape dans le processus de production de pièces à valeur ajoutée », souligne Benoît Perrin.

En sortie d’imprimantes, les pièces sont ainsi plongées dans un bain composé d’eau, de soude et de détergent, pour débarrasser la pièce de la matière support. Les dispositifs passent ensuite par une étape de stérilisation.

Sur ce volet également, un processus spécifique a été mis en place pour les pièces produites par cette mini usine de fabrication additive. « Le procédé de stérilisation par autoclave est le plus couramment utilisé dans les hôpitaux. Il consiste à placer le dispositif à 134°C pendant 18 minutes. L’ABS ne supporte pas de telles températures, au-delà de son seuil de transition vitreuse : la matière se ramollit. Nous avons utilisé un processus de stérilisation à froid des pièces, grâce au peroxyde d’hydrogène » met en avant Benoît Perrin.

Un projet ouvert

Au-delà du cadre de l’AP-HP, le projet se veut collaboratif, pour permettre à de nombreux acteurs de travailler ensemble et rendre les dispositifs disponibles le plus tôt possible. Les fichiers STL des pièces sont accessibles via le site 3DCOVID.org, une plateforme qui centralise également les besoins des hôpitaux. Chaque dispositif fait l’objet d’une évaluation accélérée – « en un jour ou deux, avec des exigences allégées », selon Benoît Perrin – effectuée par l’Agence nationale de sécurité du médicament (ANSM), partie prenante du projet, et par l’AP-HP.

La société Bone3D est engagée sur ce projet sur une durée de 3 mois, extensible à 4 mois. A terme, une fois la crise sanitaire passée, ce parc de machines devrait quitter l’hôpital Cochin pour être ventilé dans les différents hôpitaux de la région parisienne pour être au plus près des besoins.

 

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