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Pénurie de respirateurs : les makers du monde entier progressent à grands pas

Kevin Poireault

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Pénurie de respirateurs : les makers du monde entier progressent à grands pas

L'équipe de designers français du Club Sandwich Studio sont en phase de test de leur Minimal Universal Respirator.

© MUR-Project

Au début partis en ordre dispersé, les makers du monde entier se structurent pour élaborer des modèles de respirateurs médicaux bon marché et open source pour pallier la pénurie annoncée et aider la lutte contre le Covid-19. Ils progressent à grands pas en lien avec les hôpitaux. Industrie & Technologies en a rencontré quelques-uns et dresse la liste des initiatives les plus prometteuses. Prochaine étape : l'homologation.

Le mouvement maker se mobilise face à la pénurie de respirateurs qui guette la France et bon nombre de pays touchés par la pandémie de Covid-19. L’un des concours de fabrication de cet appareil médical crucial pour sauver le maximum de cas critiques est sur le point de commencer. A partir du mercredi 1er avril, les ingénieurs, designers et makers du monde entier pourront proposer des modèles de respirateurs artificiels en ligne sur la plate-forme GrabCAD Challenges, dans le cadre du CoVent-19 Challenge, une compétition de deux mois organisée par le département d’anesthésie du Massachusetts General Hospital, un hôpital de l’université de Harvard, à Boston.

Alors que les fournisseurs de respirateurs doublent voire quadruplent leur production et que nombre d’industriels d’autres secteurs réfléchissent à en fabriquer, différentes communautés makers à travers la planète planchent en coulisses pour rejoindre eux aussi l’effort de guerre, lançant tellement d’initiatives presque simultanément qu’il est parfois difficiles de savoir laquelle a influencé l’autre.

La France et l’Irlande en première ligne

En France, Paul Couderc, Arthur Siau, Simon Juif et Antoine Berr, quatre designers industriels réunis au sein du collectif Club Sandwich Studio, installé à Pantin, se sont lancés le 16 mars dans la fabrication d’un respirateur bon marché à partir de composants accessibles, sobrement nommé Minimal Universal Respirator (MUR). « Aujourd’hui, après avoir réalisé différents tests et présenté des résultats validés par plusieurs médecins réanimateur·ice·s, notre dispositif est prêt à être éprouvé, indiquent-ils sur le site du projet. Nous entamons désormais une phase de test sur banc d'essai avec la collaboration de l'AP-HP. »



En attendant les résultats des tests, les designers ont mis à disposition la première version du modèle de leur prototype afin de « trouver plus facilement le matériel et les compétences qui [leur] manquent ».

Cinq jours avant que le collectif de designers français se lance, le 11 mars, un ingénieur de la côte ouest des Etats-Unis, Gui Calavanti, co-fondateur de la société de robotique low-cost Breeze Automation, a lancé un appel à créer au plus vite un modèle open source de respirateurs pour combler la demande et a créé le groupe Facebook "Open Source COVID19 Medical Supplies", pour centraliser les projets et les discussions.

A partir de là, des makers du monde entier se sont mis au travail. Comme Colin Keogh, ingénieur en mécanique irlandais, PDG de la Rapid Foundation et co-fondateur de l’ONG Sapien Innovate avec David Pollard. Les deux compères et Conall Laverty, fondateur de Wia, une entreprise d’objets connectés soutenables, ont rassemblé une équipe de 20 personnes en Irlande pour travailler sur des modèles de respirateurs. En moins d’une semaine, l’équipe a reçu l’aide de plus de 200 personnes et le projet possède son propre site web.

« A ce jour, nous avons développé 8 concepts, dont certains ont été transformés en prototypes », détaille Colin Keogh, interrogé par Industrie & Technologies. Tous sont basé sur un modèle d’insufflateur manuel (ou ballon autoremplisseur à valve unidirectionnelle, Bavu), utilisé en cas d’urgence, lors de réanimation cardiopulmonaire notamment, que les ingénieurs ont robotisé avec l’aide de designers basés à Toronto, au Canada. Les matériaux peuvent être imprimés en 3D en acide polylactique (polylactic acid, ou PLA).

« Le modèle de Bavu est sûr et a déjà fait ses preuves, argumente Colin Keogh. Maintenant, nous voulons les tester pour s’assurer qu’ils fonctionnent bien et, nous l’espérons, recevoir une homologation de la part de la National Standard Authority of Ireland et de la Health Products Relagulatory Authority », deux instances sous tutelle du ministère irlandais de la Santé. « Des géants de l’électronique et de l’automobile nous ont contactés pour industrialiser notre modèle une fois qu’il sera homologué », conclut l’ingénieur irlandais.

En Espagne, la plate-forme d’innovation Ennomotive a lancé, à l’image du Massachusetts General Hospital, un concours pour fabriquer des respirateurs open source et bon marché. Les candidats avaient jusqu’au 25 mars pour postuler et les résultats devraient être connus au 1er avril, après quoi « un nouveau tour pourrait être ouvert pour travailler sur des améliorations et financer des prototypes fonctionnels », précise le site d’Ennomotive.

Les universités nord-américaines choisissent le modèle du concours

Harvard n’est d’ailleurs pas le seul établissement académique nord-américain à proposer une telle compétition. L’université McGill de Montréal, au Canada, a également lancé la sienne. Les candidats ont jusqu’au 31 avril pour postuler [soit plus que quelques heures à l’heure de publication de cet article, ndlr] et le gagnant sera annoncé le 15 avril et repartira avec un prix de 200 000 dollars. « Une fois que les trois premiers finalistes auront été choisis, leurs dessins seront mis gratuitement à la disposition de tous dans le monde entier », ajoute CBC News.

Interrogé par Industrie & Technologies, Julian Botta, médecin urgentiste au John Hopkins Hospital, à Baltimore, conseille une équipe d’ingénieurs en optique situés aux Etats-Unis participant au concours organisé par McGill. Ces derniers travaillent sur un modèle basé sur la turbine d’un ventilateur en pression positive continue (Continuous Positive Airway Pressure en anglais, ou CPAP), utilisé pour traiter l’apnée du sommeil.

Le Massachusetts Institute of Technology (MIT), lui, a opté pour une approche différente. Son équipe de volontaires s’est directement lancée dans la conception d’un respirateur bon marché et open source à produire rapidement, en solidifiant, grâce à un cadre en métal, un modèle confectionné il y a 10 ans par des étudiants du MIT basé sur un Bavu. Baptisé E-Vent, le modèle devrait coûter environ 100 dollars à fabriquer. Il a été envoyé le 24 mars, à l'administration américaine des denrées alimentaires et des médicaments (Food and Drug Administration) pour une homologation en urgence.

Un modèle similaire, lui aussi basé sur un Bavu et estimé à 150 dollars, a été envoyé à la FDA par le service de Stephen Richardson, anesthésiste et professeur à l’université du Minnesota. Julian Botta confie qu’une autre équipe de chercheurs, à la Vrije Universiteit Brussel, en Belgique, travaille également sur un respirateur conçu à partir d’un Bavu. « Ils n'ont rien annoncé car ils s’attèlent à finir leur prototype d'abord », ajoute-t-il.

En Pologne, l’entreprise d’impression 3D Urbicum a dévoilé Ventilaid, son respirateur pour moins de 100 euros, mais dont le fonctionnement n’a pas véritablement été expliqué. En Espagne, où Protofy.xyz a sorti OxyGEN, un respirateur basé sur le Bavu.

Un appareil relativement complexe, même en version simplifiée

Néanmoins, rien, pour le moment, n’indique que toutes ces tentatives soient capables d’aider les patients souffrant du syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA, ARDS en anglais), comme c'est le cas pour un certain nombre de patients qui ont contracté le Covid-19. C’est la raison pour laquelle Julian Botta, urgentiste au John Hopkins Hospital, a publié une liste de recommandations à destination des makers. « Quand je suis arrivé dans le groupe Facebook "Open Source COVID19 Medical Supplies", j'ai tout de suite remarqué que certaines personnes n'avaient pas une bonne compréhension de ce qu'est exactement un respirateur ou de pourquoi on utilise un tel appareil en médecine. Certains proposaient donc des modèles qui, selon moi, n'auraient jamais fonctionné. C’est pourquoi j’ai voulu les aider. »

Les recommandations du médecin américain se résument ainsi : un respirateur efficace pour traiter les cas critiques de Covid-19 a besoin de capteurs de pression et de volume d’air inoculé au patient et de moyen de contrôler ces deux paramètres. Selon lui, « le modèle Bavu et celui inspiré des turbines de ventilateur pour l’apnée du sommeil sont les plus prometteurs ».

En quelques jours, les makers solitaires enthousiastes du début ont donc quelque peu déserté le terrain des respirateurs pour « se réorienter vers des choses plus faciles à faire tout seul, comme des masques. Ceux qui continuent de travailler sur des modèles de respirateurs se sont organisés en équipes », remarque Julian Botta.

Dimitri Ferrière, alias Monsieur Bidouille, vidéaste et gérant du fablab de Château-Thierry, dans les Hauts-de-France, est du premier groupe : « Actuellement, nous sommes plus sur les masques et des objets plus simples (visière, etc) que sur les respirateurs, trop complexes et difficiles à intégrer dans le milieu hospitalier », a-t-il écrit à Industrie & Technologies, par e-mail. Plus faciles, les masques ? Certes, mais il ne faut pas non plus faire n’importe quoi, au risque de fournir des masques inutile pour bloquer le virus SARS-CoV-2, responsable du Covid-19.

Mais encore…

Malheureusement, la pandémie de Covid-19 ne fait pas croître seulement la demande de respirateurs. Masques, gels hydro-alcooliques, visières de protection… Voici une liste d’appels à projets plus larges, qui incluent, pour certains, les respirateurs :

  • ·       Le COVID-19 Global Hackathon est un appel à projets innovants lancé par l’Organisme mondiale de la santé (OMS) dans tous les domaines liés à la pandémie. Soutenu par quelques géants américains (Amazon Web Services, Facebook, Microsoft, Slack…) et chinois (TikTok et WeChat), qui le relaient derrière le hashtag #BuildforCOVID19, le hackathon se terminait ce 30 mars. Les résultats seront connus vendredi 3 avril.
  • ·       La plateforme Just One Giant Lab (JOGL), basée à Paris, a lancé l’OpenCovid19, une initiative de science ouverte au sein de laquelle les membres planchent sur le diagnostic, la prévention et le traitement du Covid-19. Nous en parlions il y a quelques jours sur Industrie & Technologies.
  • ·       Helpful Engineering est une communauté de plus de 3 400 ingénieurs,  chercheurs, médecins et scientifiques à travers le monde, liée à la plate-forme JOGL. Ils travaillent à combler le manque d’équipement médical, mais n’ont encore communiqué aucun résultat à l’heure d’écrire ces lignes.
  • ·       Project Open Air est une communauté de makers qui travaillerait sur des modèles de respirateurs à partir de procédés rétro-ingénierie sur les respirateurs existants, selon Jim Stewart, PDG de l’entreprise australienne Stewart Media.
  • ·       Tikkun Olam Makers (TOM) est une filiale du groupe israélien Reut au sein de laquelle la quarantaine de membres développent des équipements médicaux et domestiques pour se protéger du virus SARS-CoV-2, responsable du Covid-19, dont des respirateurs.
  • ·       Help with Covid est une plateforme sur laquelle sont hébergés près de 400 projets liés au Covid-19, dont « 1 million ventilators » qui, comme son nom l’indique, ambitionne de créer un million de respirateurs bon marché et faciles à prendre ne main.

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