Conception et réalisation d'un aspirateur chirurgical à trois bocaux avec batterie
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REPUBLIQUE DU CAMEROUN REPUBLIC OF CAMEROON PAIX – TRAVAIL – PATRIE PEACE-WORK-FATHERLAND --------MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR --------UNIVERSITE des MONTAGNES --------INSTITUT SUPERIEUR DES SCIENCES ET DE TECHNOLOGIE ---------MINISTRY OF HIGHER EDUCATION ---------UNIVERSITE des MONTAGNES ---------HIGHER INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY Semper-Altissime-Ascendere MEMOIRE DE FIN D’ETUDE DE CYCLE LICENCE CONCEPTION ET REALISATION D’UN ASPIRATEUR CHIRURGICAL A TROIS BOCAUX AVEC BATTERIE Mémoire rédigé et soutenu par : TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry Etudiant en 3ième année Ingénierie Biomédicale Matricule : 12C057 Encadreur académique : M. Pascalin TIAM KAPEN Enseignant et Coordonnateur à l’UdM Encadreurs professionnels : Ing. MENGA Fabrice (Ingénieur en Electrotechnique) et M. DONGMEZA Jauspin (Ingénieur des travaux biomédicaux) Année académique : 2014 - 2015 DEDICACE Je dédie ce travail à : - A la grande famille TCHOFFO ; - A mes grands-parents ; - A tous mes oncles et tantes ; - A tous mes cousins et cousines ; Qu’ils voient en ce projet l’aboutissement des efforts consentis à mon éducation. De même que le fruit de l’encouragement et du soutien qu’ils ont manifesté à mon égard. Sans expression pour vous, votre amour est fondé dans mon cœur. Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry i REMERCIEMENTS Au moment où ce travail arrive à son terme, j’élève de multiples actions de Grâce à notre Seigneur et Sauveur Jésus-Christ qui m’a conduit tout au long de ce cycle d’étude et dans toutes les étapes de ce travail. A lui soit la gloire ! Je remercie au centuple : Monsieur Pascalin TIAM KAPEN mon encadreur académique pour ses conseils, sa vertu et sa motivation ; Monsieur DONGMEZA Jauspin mon encadreur professionnel pour son soutien technique, ses conseils et sa motivation ; L’Université des Montagnes (UdM) et l’ensemble du personnel, pour l’encadrement et pour l’ensemble des connaissances acquises durant ces trois dernières années ; Messieurs MENGA Fabrice, FOUEGO Lazare, SADEFO Philipe, LATALE Saint – Clair pour le soutien technique et matériel sans cesse apporté à mon égard ; Mon cousin SONGWA LONKING Romuald Kevin pour ses encouragements et son sens d’attention ; Tous ceux qui, de près ou de loin, m’ont assisté. L’opportunité m’est offerte ici d’exprimer ma reconnaissance pour leur soutien moral, matériel et financier durant ces années ; Les étudiants de la Faculté des Sciences et de Technologie en particulier ceux de la promotion 2012 pour les moments passés ensemble, les échanges, les partages et leur soutien moral. Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry ii SOMMAIRE DEDICACES ............................................................................................................................. i REMERCIEMENTS ................................................................................................................ ii SOMMAIRE ............................................................................................................................ iii RESUME .................................................................................................................................. vi ABSTRACT ............................................................................................................................ vii LISTE DES FIGURES .......................................................................................................... viii LISTE DES TABLEAUX ........................................................................................................ x LISTE DES ABBREVIATIONS ............................................................................................ xi INTRODUCTION GENERALE ............................................................................................ 1 CHAPITRE 1 : PRESENTATION DU LABBORATOIRE MUDRY ................................ 2 I- PRESENTATION GENERALE ................................................................................. 3 II- LABORATOIRE D’ELECTRONIQUE ET D’INFORMATIQUE DE LA FACULTE DES SCIENCES ET DE TECHNOLOGIE ................................................... 4 III- ORGANIGRAMME DE L’UNIVERSITE DES MONTAGNES ........................ 5 CHAPITRE 2 : CONTEXTE, PROBLEMATIQUE CAHIER DE CHARGES ET L’ETAT DE L’ART SUR LES ASPIRATEURS CHIRURGICAUX ................................. 6 INTRODUCTION .................................................................................................................... 7 I- CONTEXTE ET PROBLEMATIQUE ...................................................................... 7 II- CAHIER DE CHARGES ET ETAT DE L’ART SUR LES ASPIRATEURS CHIRURGICAUX ............................................................................................................... 7 II –1- CAHIER DE CHARGES .......................................................................................... 7 II –2- ETAT DE L’ART SUR LES ASPIRATEURS CHIRURGICAUX ...................... 9 III- LES ASPIRATEURS CHIRURGICAUX MODERNES.................................... 10 IV- AVANTAGES ET INCONVENIENTS DES ASPIRATEURS CHIRURGICAUX EXISTANTS ...................................................................................... 11 CONCLUSION ....................................................................................................................... 12 Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry iii CHAPITRE 3 : ETUDE THEORIQUE ............................................................................... 13 INTRODUCTION .............................................................................................................. 14 SYNOPTIQUE I- DE FONCTIONNEMENT DE L’ASPIRATEUR CHIRURGICAL................................................................................................................. 14 II- MODULES DE L’ASPIRATEUR CHIRURGICAL .................................................. 15 II-1- ALIMENTATIONS ............................................................................................... 15 II-1-1- LE SECTEUR................................................................................................. 15 II-1-2- L’ONDULEUR ............................................................................................... 15 II-1-2-1- PRINCIPE GENERAL DE L’ONDULEUR ........................................ 16 II-1-2-2- DESCRIPTION DE LA PARTIE OSCILLATOIRE.......................... 17 II-1-2-3- DESCRIPTION DE LA PARTIE AMPLIFICATRICE ..................... 19 II-1-2-4- DESCRIPTION DE LA PARTIE PUISSANCE .................................. 19 II-2- L’INVERSEUR DE SOURCE ............................................................................. 20 II-3- CONVERSION DES TENSIONS ........................................................................ 20 UN TRANSFORMATEUR ABAISSEUR 220 VOLTS AC 110VOLTS AC20 UNE ALIMENTATION 220VOLTS AC +12 VOLTS DC / +05 VOLTS DC 20 II-4- COMMANDE ........................................................................................................ 20 II-5- SYSTEME DE RECUEIL .................................................................................... 22 III- CONFECTION DE LA MAQUETTE DE NOTRE FUTUR ASPIRATEUR .. 22 CONCLUSION ....................................................................................................................... 23 CHAPITRE 4: REALISATION PRATIQUE ..................................................................... 24 INTRODUCTION .............................................................................................................. 25 I- LES DIFFERENTS MODULES UTILISES ........................................................... 25 I-1- ALIMENTATIONS ................................................................................................ 25 SECTEUR ......................................................................................................... 25 ONDULEUR ..................................................................................................... 25 I-1-2-1- LA CARTE DE COMMANDE ............................................................... 25 Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry iv I-1-2-2- LA CARTE DE PUISSANCE ................................................................. 26 I-2- L’INVERSEUR DE SOURCE ............................................................................... 27 I-3- LA CARTE DE COMMANDE DE LA POMPE ASPIRANTE ......................... 28 I–4- MISE EN PLACE DU SYSTEME DE RECUEIL .............................................. 30 II- REALISATION DE LA COQUE ............................................................................. 30 III- INSERTION DES MODULES DANS LA COQUE ........................................... 35 IV- DEVIS DU PROJET .............................................................................................. 35 CONCLUSION GENERALE ............................................................................................... 37 BIBLIOGRAPHIE ................................................................................................................. 37 Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry v RESUME Notre projet de fin d’études du cycle Licence porte sur la « conception et réalisation d’un aspirateur chirurgical à trois bocaux avec batterie ». L’aspirateur chirurgical est un dispositif employé dans les structures sanitaires et permettant d’aspirer les liquides biologiques lors des interventions chirurgicales. En effet, pas mal de nos structures hospitalières disposent d’un aspirateur chirurgical pour l’aspiration des liquides biologiques. Mais par contre certaines structures disposent d’un aspirateur chirurgical qui a une faible capacité de recueil et ne possède pas de batterie. Nous nous sommes donc proposés de réaliser un tel équipement à trois bocaux et avec batterie. Pour ce faire, une revue de la littérature nous a permis de prendre en main tous les outils nécessaires à la mise en œuvre de notre projet. Nous avons ensuite procédé à une étude théorique du projet qui nous a permis de concevoir les différents modules nécessaires à la réalisation du dispositif. Nous avons ensuite réalisé le dispositif comprenant une batterie, une carte de commande et un système de recueil. Les logiciels Isis de PROTEUS nous ont permis de réaliser les schémas électriques et électroniques tout en simulant quelques fonctionnements du système. Après câblage des différents modules sur plaque à essai, nous avons : Réalisé des typons sur ARES (PROTEUS) qui nous ont conduits à l’implémentation définitive sur plaque pré-sensibilisée du schéma électronique ; Dessiné la maquette de notre aspirateur sous CATIA ; Conçu la coque de notre aspirateur chirurgical afin de monter tous les modules dans celle-ci. Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry vi ABSTRACT Our project deals with the "Design and realization of a three jars surgical aspirator with battery." The surgical aspirator is a medical device used in hospital for sucking body fluids surgeries. Indeed, a lot of our hospitals have a surgical aspirator for the extraction of biological fluids. But certain structures have a surgical aspirators that have a low capacity for gathering and have no battery. That is why we proposed to make such equipment with three jars and battery. For achieve this goal, a literature review has enabled us to take control of all the tools necessary for the implementation of our project. We then conducted a theoretical study of the project which has enabled us to design the necessary modules for the realization of the medical device. We then carried out the apparatus comprising a battery, a control card and a collection system. The Isis software PROTEUS has enabled us to achieve electrical and electronic schematics while simulating some workings of the system. After wiring the different test modules on board, we have: Performed offset films on ARES (PROTEUS) that led us to the final implementation on pre-sensitized plate electronic scheme; Designed the model of our vacuum CATIA; Designed hull our surgical suction to mount all modules there in. Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry vii LISTE DES FIGURES Figure 1. 1 : Organigramme de l’Université des Montagnes .................................................... 5 Figure 2. 1 : Scolopomachairion. In L’arsenal de chirurgie de Jean Scultet ............................ 9 Figure 2. 2 : Pyulcon. In Dionis, 1757 .................................................................................... 10 Figure 2. 5 : Aspirateur à deux bocaux de l’entreprise Socimed ............................................ 11 Figure 2. 4 : Aspirateur à trois bocaux de l’entreprise ESSE 3 .............................................. 11 Figure 2. 3 : Aspirateur Basic de l’entreprise Medela ............................................................ 11 Figure 3. 1 : Synoptique général de l’équipement .................................................................. 14 Figure 3. 2 : Batterie de type ‘’ LEAD ACID ‘’ ..................................................................... 16 Figure 3. 3 : Schéma de principe de l’onduleur ...................................................................... 16 Figure 3. 4 : Vue de dessus de la SG3524 ainsi que son brochage ......................................... 17 Figure 3. 5 : Partie puissance de l’onduleur ............................................................................ 19 Figure 3. 6 : Brochage typique d’un ATMEGA32 ................................................................. 21 Figure 3. 7 : Système de recueil à trois bocaux ....................................................................... 22 Figure 4. 1 : Schéma ISIS de la commande de l’onduleur ...................................................... 25 Figure 4. 2 : Schéma ISIS de la partie puissance de l’onduleur .............................................. 26 Figure 4. 3 : Typon et capture d’une vue en 3D de la partie puissance de l’onduleur ........... 27 Figure 4. 4 : Schéma ISIS de l’inverseur de source ................................................................ 27 Figure 4. 5 : Typon et capture d’une vue en 3D de l’inverseur de source ............................. 27 Figure 4. 6 : Schéma ISIS commande de la pompe ................................................................ 28 Figure 4. 7 : Typon et capture d’une vue en 3D de la carte de commande de la pompe ....... 29 Figure 4. 8 : Schéma de branchement des trois bocaux .......................................................... 30 Figure 4. 9 : Dessin annoté de la maquette de notre aspirateur en deux dimensions .............. 30 Figure 4. 10 : Dessin non annoté du socle de l’aspirateur chirurgical en 3D ........................ 31 Figure 4. 11 : Esquisse d’un bocal pour l’aspirateur chirurgical en 3D ................................. 31 Figure 4. 12 : Dessin de la partie supérieure de l’aspirateur chirurgical en 3D ..................... 32 Figure 4. 13 : Dessin d’assemblage de l’aspirateur chirurgical en 3D ................................... 32 Figure 4. 14 : Soudure du socle de l’aspirateur chirurgical .................................................... 33 Figure 4. 15 : Soudure de l’ossature........................................................................................ 33 Figure 4. 16 : Habillage de l’aspirateur ................................................................................... 34 Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry viii Figure 4. 17 : Coque finale de l’aspirateur chirurgical ........................................................... 34 Figure 4. 18 : Schéma bloc des connections ........................................................................... 35 Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry ix LISTE DES TABLEAUX Tableau 2. 1 : Fonctions à respecter dans le cahier de charges ................................................. 8 Tableau 2. 2 : Avantages et inconvénients des différents types d’aspirateurs de 1839 à nos jours .......................................................................................................................................... 12 Tableau 3. 1 : Fonctions des broches de la SG3524 ............................................................... 18 Tableau 4. 1 : Devis du projet ................................................................................................. 36 Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry x LISTE DES ABBREVIATIONS UdM : Université des Montagnes V : Volt kΩ: kilo Ohms µF: micro Farad MOSFET: Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor AC : Alternative Current DC : Direct Current DAO : Dessin Assisté par Ordinateur Ah : Ampère heure A/D : Analogique/Digital CFAO : Conception et Fabrication Assistée par Ordinateur Hz : Hertz PC : Personal Computer GBF : Générateur Basse Fréquence MLI : Modulation de la Largeur d’Impulsion USART : Universal Synchronous & Asynchronous Receiver Transmitter AED : Association pour l’Education et le Développement FSS : Faculté des Sciences de la Santé FST : Faculté des Sciences et de Technologie TTC : Toutes Taxes Comprises Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry xi INTRODUCTION GENERALE Le système de santé au Cameroun connait d’énormes problèmes à cause du manque de dispositifs médicaux. Ceux existant sur le marché sont parfois trop complexes pour être maintenus correctement, mal adaptés pour certains à notre environnement ou tout simplement trop coûteux pour d’autres. Parmi ces dispositifs, un en particulier pourtant très important pour assurer l’aspiration des liquides biologiques manque dans nos hôpitaux, surtout ceux des zones reculées : Il s’agit de l’aspirateur chirurgical. C’est un dispositif utilisé pour l’aspiration et l’élimination des substances de nature variée, provenant de l'organisme lui-même (sang, liquide digestif, liquide articulaire etc.) ou de l'extérieur (antiseptique entre autres, liquide physiologique etc.) dans les blocs opératoires, les salles d’urgences, etc. Il permet notamment de limiter le risque d’infection lors des opérations, de mieux voir l’organe sur lequel l’on intervient et offre cet avantage qu’il est à vide réglable ; permettant ainsi une utilisation variée (enfants et adultes). Au regard de tout ce qui précède, nous nous sommes engagés dans notre projet de fin d’études de cycle Licence à réaliser un aspirateur chirurgical à trois bocaux avec batterie dont les performances permettront une mise sur le marché des aspirateurs chirurgicaux à des coûts abordables . Le dispositif réalisé offre de nombreux atouts : ergonomie, facilité d’entretien et facilement maintenable. Pour ce faire, notre travail sera divisé en quatre chapitres répartis comme suit : Le chapitre 1 portera sur la présentation du laboratoire Mudry ; Le chapitre 2 traitera du contexte, la problématique du projet et l’état de l’art sur les aspirateurs chirurgicaux ; Le chapitre 3 quant à lui traitera de l’étude théorique du projet ; Et enfin le chapitre 4 parlera de la réalisation pratique et des résultats obtenus. Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry 1 CHAPITRE 1 : PRESENTATION DU LABBORATOIRE MUDRY Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry 2 Ce chapitre a pour but de présenter l’environnement de travail qui était le nôtre dans la réalisation de notre projet. I- PRESENTATION GENERALE L'UdM est une initiative de l'AED, association citoyenne à but non lucratif. L’université des Montagnes est située à Bangangté, dans l’Ouest Cameroun. Elle a ouvert ses portes en 2000, avec pour objectifs : Le développement qualitatif et surtout quantitatif de l’enseignement ; La lutte contre le chômage par la professionnalisation de l’enseignement supérieur ; L’enracinement culturel de la formation. L’Université des Montagnes est composée de trois établissements d’enseignement : L’Institut Supérieur de Sciences de la Santé ; L’Institut Supérieur des Sciences et Technologies ; L’Institut des études africaines. L’Université des Montagnes dispose en son sein d’un hôpital d’application pour sa FSS et la FST. La FST quant à elle a pour but la formation d’ingénieurs en cycle Licence en Sciences et Technologies dans les domaines : Ingénierie Biomédicale ; Mathématiques et Informatique appliquées aux finances/actuariat ; Energies Renouvelables et du Génie Climatique ; Informatique Réseaux et Télécommunications ; Génie Mécanique ; Génie Civil. Et en cycle Master dans les domaines : Génie Informatique et Système ; Génie Biomédical. Dans le but d’effectuer des travaux pratiques, il est mis à la disposition des étudiants de la FST un Laboratoire d’électronique. Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry 3 II- LABORATOIRE D’ELECTRONIQUE ET D’INFORMATIQUE DE LA FACULTE DES SCIENCES ET DE TECHNOLOGIE Le laboratoire Electronique-informatique encore appelé laboratoire MUDRY, du nom de l’un de ses pères est situé sur le bâtiment B, dans la salle B06 du campus de MFETOM. Fruit du partenariat entre la Haute Ecole d’Ingénierie et de Gestion du Canton de VAUD (HEIG-VD) en SUISSE et L’Université des Montagnes. Ce laboratoire est fonctionnel depuis le mois de Novembre 2008, date de son inauguration. Il a pour vocation de compléter la formation théorique des étudiants dans le volet pratique car en son sein, se déroulent des travaux pratiques d’électronique de base, de fonctions, d’asservissement, de traitement du signal, de télécommunications, d’électronique numérique… Il a une capacité d’accueil de 24 places soit 12 postes de travail. Chaque poste possède un PC, des appareils de mesures, une source d’alimentation continue et une GBF. Il regorge en son sein, un certain nombre de matériels et d’équipements pour la réalisation des circuits imprimés, pour l’électronique embarquée, la programmation des circuits… Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry 4 III- ORGANIGRAMME DE L’UNIVERSITE DES MONTAGNES L’organisation de l’UdM obéit à la structure hiérarchique présentée sur la figure cidessous : Figure 1. 1 : Organigramme de l’Université des Montagnes Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry 5 CHAPITRE 2 : CONTEXTE, PROBLEMATIQUE CAHIER DE CHARGES ET L’ETAT DE L’ART SUR LES ASPIRATEURS CHIRURGICAUX Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry 6 INTRODUCTION L'aspirateur chirurgical est un appareil permettant d'aspirer et d'éliminer des substances de nature variée, provenant de l'organisme lui-même (sang, liquide digestif, liquide articulaire etc.) ou de l'extérieur (antiseptique entre autres, liquide physiologique, etc.). Cette aspiration ayant pour but, de débarrasser l’organisme de tous liquides morbides, permettant ainsi à l’opérateur de mieux voir ce qu’il fait. I- CONTEXTE ET PROBLEMATIQUE L’absence d’un aspirateur chirurgical dans un bloc opératoire par exemple, peut engendrer des erreurs graves. C’est dans cette optique qu’a vu le jour dans les années 1869, le premier aspirateur. Celui-ci était utilisé pour l’aspiration du sang, des secrétions ou des débris tissulaires présents dans la zone opératoire, au cours d'une intervention chirurgicale, dans le but de permettre au chirurgien d’avoir une meilleure vue. Cependant, il s’avère que la plupart des aspirateurs ne possèdent pas de batterie et ont une capacité de recueil faible. Ce qui est pourtant nécessaire pour les hôpitaux situés dans les zones à fort délestage. Nous nous proposons donc dans ce projet de concevoir et de réaliser un dispositif simple et embarqué pouvant : Faire une aspiration sur une longue période, grâce à son volume de recueil élevé (5 litres) ; Faire une aspiration même en cas de délestage ; Etre utilisé dans plusieurs services grâce à sa mobilité ; Etre II- directement commercialisable à un coût abordable. CAHIER DE CHARGES ET ETAT DE L’ART SUR LES ASPIRATEURS CHIRURGICAUX II –1- CAHIER DE CHARGES Le travail faisant l’objet de notre étude consiste à la conception et réalisation d’un aspirateur chirurgical à trois bocaux avec batterie. Pour y parvenir nous nous sommes fixées un certain nombre d’objectifs à savoir : Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry 7 Tableau 2. 1 : Fonctions à respecter dans le cahier de charges Fonctions Critères Niveaux Débit d’aspiration : 0.5 – 1 L/min Vide max : 60 cmH20 Puissance : 180W Masse 25 – 30 Kg Permet à l’utilisateur d’aspirer les Fonction principale substances liquidiennes provenant de l’organisme Minimiser la Fonction contrainte 1 consommation énergétique Fonction contrainte 2 Etre le plus léger possible Etre facilement Fonction contrainte 3 lessivable et beau à Matériau voir Fonction contrainte 4 Fonction contrainte 5 Avoir des dimensions raisonnables Etre facilement transportable Fer recouvert d’une peinture à huile L*l*H 60*45*125 cm Roues 04 Décibel < 40 dB Produire un bruit le Fonction contrainte 6 plus minimal possible < 0.75% du prix de Fonction contrainte 7 Coût d’entretien Etre facilement l’équipement Environ 5 min maintenable Temps de nettoyage après chaque utilisation Fonction contrainte 8 Etre fonctionnel en cas de délestage Permettre une Fonction contrainte 9 utilisation ergonomique Autonomie Temps de mise en œuvre ≈ 2 h 30 min <2minutes Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry 8 II –2- ETAT DE L’ART SUR LES ASPIRATEURS CHIRURGICAUX Le Docteur Georges Dieulafoy (1839-1911) s’est attribué la paternité de l’utilisation du vide dans l’aspiration des liquides morbides de l’organisme, à des fins de diagnostic ou thérapeutiques. C’est le 2 novembre 1869 que le Pr. Gubler présenta en son nom à l’Académie de médecine un appareil dit « aspirateur », accompagné d’une note sur une méthode dite « d’aspiration ». Cette note démontrait que l’aspiration était une méthode de diagnostic et thérapeutique qui permettait « d’aller chercher tous les liquides pathologiques, quel que soit leur siège et quelle que soit leur nature ». Dans l’Antiquité, les poitrines étaient ouvertes à l’aide d’un cautère pour évacuer les liquides qui s’y étaient collectés. Le cautère était un scalpel dont la pointe de la lame était recourbée comme le montre la figure 2.1. Le cautère fut progressivement abandonné pour l’instrument tranchant, à savoir le bistouri. Le débat entre les partisans et les opposants du cautère s’éternisa et n’épargna pas les médecins Arabes. Mais les accidents furent nombreux, par création des blessures pulmonaires par le cautère enfoncé trop profondément, hémorragies incontrôlables et fistules chroniques. Figure 2. 1 : Scolopomachairion. In L’arsenal de chirurgie de Jean Scultet Lyon, 1712. Compte tenu de ses multiples inconvénients, Galien proposa d’évacuer les épanchements sanglants des plaies thoraciques en les pompant à l’aide d’une seringue. Cet instrument était appelé pyulcon ou pyulque (Voir figure 2.2). Cette seringue aurait été inventée pour éviter les risques d’infections de la bouche causés par la succion des plaies. En effet, depuis l’Antiquité, les liquides étaient parfois aspirés à la bouche, une fois la paroi thoracique ou abdominale incisée! Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry 9 Figure 2. 2 : Pyulcon. In Dionis, 1757 Le pyulcon était donc une seringue sur laquelle une sonde pouvait être montée et introduite dans le foyer où se trouvait le liquide à évacuer. Les inventions ont tour à tour évoluées et nous sommes passés aux aspirateurs à aspiration continue mis sur pied par le professeur Laugier. Cet appareil était difficile à manier car il fallait enfoncer le trocart avant d'y adapter le ballon. Laugier remplaça le ballon par une seringue à double effet dont le piston pouvait être fixé à l'extrémité de sa course par un point d'arrêt qui permettait de faire le vide par avance. Cette création n'a été tirée de l'oubli qu'au moment de la présentation de l'aspirateur de Dieulafoy qui sut prendre les mesures nécessaires pour faire connaître son instrument, le protéger par des brevets, en faire apprécier les avantages et les principales applications. Cet aspirateur sous-cutané a fait le tour du monde en quelques mois. Chacun s'est empressé d'y changer quelque chose et, en moins de trois ans, dix-sept aspirateurs ont successivement vu le jour. Par la suite, en matière d’aspiration des liquides morbides, on va assister à une franche simplification du matériel, les ponctions pleurales, d’ascites, péricardiques, lombaires se faisant comme dans l’Antiquité avec une aiguille fine ou un trocart montés sur une seringue en plastique, en quelque sorte l’équivalent moderne du pyulcon! Des dispositifs « tout prêt » à usage unique comportent même l’aiguille, la seringue, la tubulure et la poche de recueil des liquides ponctionnés vont voir le jour. III- LES ASPIRATEURS CHIRURGICAUX MODERNES De nos jours, Il existe deux (02) types d'aspirateurs chirurgicaux déclinés en version mobile, (montés sur roulettes ou non) que l’on choisira en fonction des applications envisagées et des contraintes d’utilisation. Dans les deux cas, l'alimentation électrique est sur secteur, et le fonctionnement automatique et/ou par déclenchement pneumatique (pédale) : L’aspirateur fonctionnant par le biais d'une pompe à vide électrique intégrée à l'appareil; Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry 10 L’aspirateur branché sur vide central, disponible en salle d'opération par prise murale, avec réglage de la dépression par régulateur de vide ; Les caractéristiques importantes à prendre en compte pour le choix d’un modèle d’aspirateur de nos jours sont les suivantes : le niveau de vide (dépression) : de 150 à 1000 mbar ; la puissance d'aspiration (ou débit) : de 50 l/min à 80 l/min ; la possibilité de régulation, présence d’un niveau de sécurité (arrêt de l’appareil en cas de débordement des bocaux, présence du filtre antibactérien…) ; la capacité et la graduation des bocaux associés (capacité de 1 à 5 litres en général). Nous avons ici quelques images des aspirateurs chirurgicaux les plus récents : Figure 2. 5 : Aspirateur Basic de l’entreprise Medela IV- Figure 2.4 : Aspirateur à trois bocaux de l’entreprise ESSE 3 Figure 2. 3 : Aspirateur à deux bocaux de l’entreprise Socimed AVANTAGES ET INCONVENIENTS DES ASPIRATEURS CHIRURGICAUX EXISTANTS Les aspirateurs chirurgicaux ont tour à tour connus des avancées très significatives ayant marqué un tournant symptomatique dans l’histoire de la médecine chirurgicale. Face à ces différentes avancées considérables, il convient pour nous dans cette partie de donner les différents avantages et inconvénients liés aux modèles d’aspirateurs chirurgicaux existants. Nous allons structurer les aspirateurs chirurgicaux existants en deux grandes familles à savoir : Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry 11 de 1839 – 1980 (après la deuxième guerre mondiale) et de 1980 jusqu’à nos jours. Les critères de comparaison seront entre autres : la contenance, quantité maximale du vide atteint, le débit, l’énergie, réglage du vide, mobilité. Tableau 2. 2 : Avantages et inconvénients des différents types d’aspirateurs de 1839 à nos jours CONCLUSION Dans ce chapitre, il s’agissait de donner le contexte, la problématique et faire un état de l’art sur les aspirateurs chirurgicaux. Au terme de cette étude, il en ressort que l’aspiration chirurgicale est une notion qui ne date pas d’hier, et s’est amélioré avec le temps. On est très vite passé des méthodes archaïques et très douloureuses, aux méthodes modernes et non traumatisantes. Une étude théorique est nécessaire en vue de mieux comprendre ce qui a déjà été fait et d’apporter une plus-value aux aspirateurs chirurgicaux existants. Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry 12 CHAPITRE 3 : ETUDE THEORIQUE Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry 13 INTRODUCTION Une étude est primordiale avant la réalisation d’un projet quelconque. C’est elle qui nous permettra d’appréhender les paramètres déterminants pour la conception et la réalisation de notre aspirateur chirurgical avec batterie. De ce fait, nous ferons un synoptique détaillé de notre aspirateur chirurgical, puis nous présenterons les notions utiles en électronique, en physique et en DAO indispensables à la réalisation de ce projet. I- SYNOPTIQUE DE FONCTIONNEMENT DE L’ASPIRATEUR CHIRURGICAL Ici, il s’agit de présenter le synoptique général de l’aspirateur chirurgical. Et par la suite détailler chacune des grandes parties du synoptique. Figure 3. 1 : Synoptique général de l’équipement Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry 14 Ce synoptique est divisé en cinq grands blocs à savoir : La source d’alimentation qui est constituée de deux sous niveaux, dont le secteur et l’Onduleur qui permettent de fournir l’énergie nécessaire au fonctionnement du système ; Un inverseur de sources qui permet de faire le basculement entre le secteur et l’onduleur et vice - versa ; Le bloc convertisseur de tensions : Ici il s’agit de prendre les tensions issues du bloc « sources d’alimentations » et d’en produire les tensions nécessaires au fonctionnement des différents composants du système ; Le bloc commande : Il est chargé de contrôler l’aspiration tout en garantissant une sécurité pour la pompe aspirante. Puisque c’est l’élément le plus critique du système ; Le bloc « Système de recueil » : Il permet de recueillir les substances aspirées. II- MODULES DE L’ASPIRATEUR CHIRURGICAL II-1- ALIMENTATIONS Ce bloc permet de fournir l’énergie électrique nécessaire au fonctionnement de l’appareil. Tout en assurant la commutation entre les différentes sources en cas de délestage. Son principe est le suivant : Lorsque l’équipement est alimenté par le secteur et qu’un délestage survient, l’inverseur de source se charge de faire le basculement automatique pour passer l’alimentation sur l’onduleur et vice – versa. II-1-1- LE SECTEUR C’est le fournisseur d’électricité au local. Au Cameroun il fournit une tension 220 - 230 Volts AC à une fréquence de 60 - 50 Hz. II-1-2- L’ONDULEUR Il permet de suppléer au déficit d’électricité en cas de délestage. Par définition, un onduleur est un dispositif d'électronique de puissance permettant de générer des tensions et des courants alternatifs à partir d'une source d'énergie électrique de tension continu. L'onduleur est un convertisseur statique de type continu/alternatif. La source d’énergie électrique que nous avons utilisée est une batterie ‘’ LEAD ACID ‘’, qui produit une tension maximale de 12Volts DC et un courant maximal de 7 Ah. Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry 15 Figure 3. 2 : Batterie de type ‘’ LEAD ACID ‘’ II-1-2-1- PRINCIPE GENERAL DE L’ONDULEUR Les onduleurs sont basés sur une structure en pont en H, constituée le plus souvent d'interrupteurs électroniques tels que les MOSFETS, transistors de puissance ou thyristors. Par un jeu de commutations commandé de manière appropriée (généralement une modulation de largeur d'impulsion), on module la source afin d'obtenir un signal alternatif de fréquence désirée. Il existe deux types d'onduleurs : les onduleurs de tension et les onduleurs de courant. On distingue aussi les onduleurs autonomes et les onduleurs non autonomes. Dans le cadre de ce projet, il s’agit d’un onduleur de tension autonome. Pour notre cas nous avons utilisé un circuit intégré nommé SG 3524. Le schéma du principe de notre onduleur est le suivant : Figure 3. 3 : Schéma de principe de l’onduleur Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry 16 II-1-2-2- DESCRIPTION DE LA PARTIE OSCILLATOIRE Ici le composant principal est le circuit intégré nommé SG3524 [2] qui renferme en lui deux grandes parties à savoir : un oscillateur et un compteur. Le brochage du circuit intégré est le suivant : Figure 3. 4 : Vue de dessus de la SG3524 ainsi que son brochage Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry 17 Les fonctions de chaque broche sont regroupées dans le tableau ci-dessous : Tableau 3. 1 : Fonctions des broches de la SG3524 Le circuit intégré SG3524 intègre toutes les fonctions nécessaires à la construction d’une alimentation électrique, onduleur sur une seule puce. Il peut également être utilisé comme élément de commande de haute puissance de sortie. C’est lui qui permet de fabriquer le signal carré d’une amplitude maximale de ≈4.78 Volts DC qui va osciller à une fréquence bien déterminée. Les deux paramètres permettant de trouver la fréquence de l’oscillateur sont les suivants : CT (Broche n°6) RT (Broche n°7). La formule est la suivante : 1.30 𝑓=𝑅 𝑇 ∗𝐶𝑇 (3-1) Avec : RT : Résistance de l’oscillateur en kΩ CT : Capacité de l’oscillateur en µF Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry 18 Pour le calcul des paramètres de notre oscillateur, nous avons fixé la valeur de la fréquence à 50 Hz (fréquence du secteur au Cameroun), puis nous avons fixé CT à 0.1 µF (valeur conseillée par la fiche technique du composant) et nous avons calculé RT. Tout calcul fait, nous avons obtenu RT = 120 kΩ. II-1-2-3- DESCRIPTION DE LA PARTIE AMPLIFICATRICE Elle est constituée de quatre transistors principalement les A1015 [3] et les C1815 [4]. Tous ces deux transistors sont utilisés pour amplifier le signal carré de fréquence 50 Hz générée par la partie commande. Ils diffèrent du fait que : le transistor A1015 est du type PNP et le transistor C1815 est du type NPN. On amplifie la tension issue de la partie commande pour permettre à chaque MOSFET de tirer le maximum de courant nécessaire à son fonctionnement. En cas de courant insuffisant sur la gâchette de chaque MOSFET, on court le risque d’endommager la charge qu’on branche dessus. II-1-2-4- DESCRIPTION DE LA PARTIE PUISSANCE La partie puissance permet de fournir la puissance adéquate au fonctionnement de la charge. Elle est constituée de quatre transistors de puissance montés en pont comme suit : Figure 3. 5 : Partie puissance de l’onduleur Chacun de ces interrupteurs est commandé à la fréquence de l’oscillateur afin de produire le signal sinusoïdal. L’onduleur que nous avons conçu à une puissance de 300 Watts. Cette puissance représente la puissance que pourra développer notre onduleur. Ce qui est suffisant pour alimenter notre pompe de 162 Watts. Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry 19 II-2- L’INVERSEUR DE SOURCE Comme nous l’avons dit plus haut, il permet de faire le basculement automatique pour passer l’alimentation sur l’onduleur à l’alimentation sur secteur et vice – versa. Ici, l’idée a été de faire passer le circuit de l’onduleur par les ‘’ Normaly Open ‘’ des relais et le secteur par les ‘’ Normaly Close ‘’ des relais. Car en cas de présence du secteur, les relais vont se fermer (Normaly Close) faisant fonctionner l’équipement sur secteur. Et en cas de délestage, les relais vont passer en (Normaly Open) faisant ainsi fonctionner l’équipement sur onduleur. II-3- CONVERSION DES TENSIONS Comme nous l’avons dit plus haut, ce bloc permet de convertir le 220 Volts en des tensions utiles au fonctionnement du système. Il comporte en son sein deux sous composantes à savoir : UN TRANSFORMATEUR ABAISSEUR 220 VOLTS AC 110VOLTS AC Pour fournir une tension nécessaire au fonctionnement de la pompe aspirante. UNE ALIMENTATION 220VOLTS AC +12 VOLTS DC / +05 VOLTS DC Pour pouvoir alimenter les relais, les diodes électroluminescentes et le microcontrôleur. II-4- COMMANDE Elle a pour but principal de commander l’aspiration tout en garantissant la protection de la pompe aspirante. Elle permet de couper l’alimentation de la pompe aspirante une fois que le niveau haut est atteint dans le dernier bocal de recueil. Il est impératif de contrôler le niveau de liquide dans le dernier bocal car : en cas de non contrôle, le liquide risque d’être aspirer par la pompe ce qui dois l’endommager. Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry 20 Le microcontrôleur utilisé pour la commande est l’ATMEGA 32 [5]. Figure 3. 6 : Brochage typique d’un ATMEGA32 La description des broches est la suivante : Port A (PA7... PA0) le Port A est un port d'entrée-sortie à 8 bits bidirectionnel avec des résistances internes. Il sert aussi pour les entrées analogiques du convertisseur A/D ; Port B (PB7... PB0) le Port B est un port d'entrée-sortie à 8 bits bidirectionnel avec des résistances internes. Il sert aussi de comparateur analogique (sortie sur PB2, PB3), ou de SPI ; Port C (PC7... PC0) le Port C est un port d'entrée-sortie à 8 bits bidirectionnel avec des résistances internes. Il sert aussi comme oscillateur pour le Timer / Compteur et d’interface I2C ; Port D (PD7... PD0) le Port D est un port d'entrée-sortie à 8 bits bidirectionnel avec des résistances internes. Il sert aussi d’USART et d’entrées pour les interruptions externes ; RESET : déclenché par un front descendant maintenue plus de 50 ns il produira le Reset du microcontrôleur, même si l'horloge ne court pas ; XTAL1 : Entrée de l'oscillateur externe ou libre pour l'horloge interne ; XTAL2 : Production de l'amplificateur d'oscillateur ; AVCC : est une broche de tension d’alimentation pour le Convertisseur A/D qui doit être connectée à VCC via un filtre passe-bas pour éviter les parasites ; AREF : est l'entrée de référence analogue pour le Convertisseur A/D avec une tension dans la gamme de 2 Volts à AVCC avec filtre passe-bas ; Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry 21 AGND : masse Analogique. Si la masse analogique est séparée de la masse générale, brancher cette broche sur la masse analogique, sinon, connecter cette broche à la masse générale GND ; VCC : broches d'alimentation du microcontrôleur (+3 à +5V) ; GND : masse de l’alimentation. II-5- SYSTEME DE RECUEIL Il permet de recueillir les liquides issus de l’aspiration. Dans ce système, le troisième bocal ne doit pas se remplir jusqu’à atteindre le 2/3 de sa capacité. Auquel cas le liquide risquerait de remonter dans la pompe, provoquant ainsi deux défauts majeurs : La destruction de la pompe aspirante ; Le risque d’infection du moteur qui est un danger réel pour les autres patients qui seront soumis au même aspirateur. Figure 3. 7 : Système de recueil à trois bocaux [6] III- CONFECTION DE LA MAQUETTE DE NOTRE FUTUR ASPIRATEUR Avant toute conception, il est important de faire une maquette de ce à quoi va ressembler l’équipement à la fin du projet. A cet effet, nous avons tout d’abord dessiné une maquette en deux dimensions à la main ensuite nous l’avons dessiné sous POWER POINT. Ensuite, dans le but de faire des choses très professionnelles, nous avons utilisé un logiciel de CFAO. Ce logiciel est appelé CATIA. Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry 22 CATIA est un puissant logiciel de CFAO (Conception et Fabrication Assistée par Ordinateur), conçu par Dassault Systèmes et commercialisé par IBM. Il est très utilisé en aéronautique et en automobile. Il s’avère très important dans le domaine biomédical. Notamment, dans la conception et la fabrication des équipements biomédicaux. CONCLUSION En définitive, dans ce chapitre il s’agissait pour nous dans ce chapitre de mener l’étude théorique du projet. Notamment la littérature liée à chacun des modules de notre projet, étant donné qu’une bonne réalisation passe obligatoirement par une étude bien faite. Se faisant nous allons aborder dans le prochain chapitre, la partie pratique ainsi que les résultats obtenus. Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry 23 CHAPITRE 4: REALISATION PRATIQUE Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry 24 INTRODUCTION Après avoir mené une étude théorique visant à mieux s’outiller, nous commençons ce chapitre qui consistera au détail de l’aspect pratique du projet en passant par les résultats obtenus et le devis définitif du projet. Tous les schémas et simulations ont été faits sous ISIS de PROTEUS 8 et les typons sous Ares de PROTEUS 8. Et les dessins en deux dimensions sous POWER POINT et ceux en trois dimensions sous CATIA I- LES DIFFERENTS MODULES UTILISES I-1- ALIMENTATIONS Elle est de deux types à savoir : SECTEUR et ONDULEUR. Tous deux délivrent des tensions de 220 Volts – 230 Volts AC à une fréquence comprise entre 50 et 60 Hz. SECTEUR Il représente le fournisseur d’électricité local. ONDULEUR Il permet d’alimenter l’équipement en cas de délestage. Il est constitué de deux cartes à savoir : la carte de commande (partie oscillatoire) et la carte de puissance. I-1-2-1- LA CARTE DE COMMANDE Elle permet de fabriquer le signal carré. Son schéma ISIS et son typon sont les suivants: Figure 4. 1 : Schéma ISIS de la commande de l’onduleur Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry 25 Ce schéma n’est pas simulable car il comporte des composants non actifs. De ce fait nous allons décrire de manière succincte son principe de fonctionnement. Lorsque la carte est alimentée, la SG3524 qui est générateur de signaux par MLI (Modulation de la Largeur d’Impulsion), va générer les signaux carrés à une fréquence calculée grâce à la formule (3.1). Lesquels signaux seront envoyés sur le bloc amplificateur. Et une fois que le bloc amplificateur a amplifié le signal, celui-ci est prélevé via deux sorties pour être ensuite envoyé sur chaque bloc de MOSFET de la carte de puissance. Ce qui nous amène alors a parlé de la carte de puissance de notre onduleur. I-1-2-2- LA CARTE DE PUISSANCE La carte de puissance permet d’augmenter la puissance du signal carré issu de la carte de commande. Elle est constituée de quatre MOSFETS montés en pont H. Le MOSFET est un composant actif destiné à fournir une variation de courant circulant entre deux bornes Source (S) et Drain (D), à partir d’une faible variation de tension appliquée sur une électrode de commande Grille(G) Cette carte a donc pour but de moduler le courant des signaux carrés provenant de la carte de commande. Une fois qu’elle est modulé, ce signal est envoyé sur la borne négative du transformateur via les connecteurs J1 et J3 du Schéma ISIS de la carte de puissance. Une fois toutes les connexions effectuées, la tension 220 Volts – 230 Volts AC est prélevé en sortie. Son schéma ISIS est le suivant : Figure 4. 2 : Schéma ISIS de la partie puissance de l’onduleur Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry 26 Des captures du typon et d’une vue en 3D de la carte ont été faites et voici les résultats : Figure 4. 3 : Typon et capture d’une vue en 3D de la partie puissance de l’onduleur I-2- L’INVERSEUR DE SOURCE Il permet de faire la commutation SECTEUR BATTERIE et vice – versa. Son schéma ISIS est le suivant : Figure 4. 4 : Schéma ISIS de l’inverseur de source Des captures du typon et d’une vue en 3D de la carte ont été fait et voici les résultats : Figure 4. 5 : Typon et capture d’une vue en 3D de l’inverseur de source Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry 27 PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT Il convient d’abord de préciser la logique de branchement adoptée : Lorsque les relais sont sur ‘’ Normally Close ‘’ c’est le secteur qui alimente l’équipement. Lorsque les relais sont sur ‘’ Normally Open ‘’ c’est l’onduleur qui alimente l’équipement. Son principe est le suivant : Au départ, lorsque la carte n’est pas alimentée, l’équipement est alimenté par l’onduleur. Lorsque la carte est alimentée (12 Volts DC), tout le courant passe par le condensateur et la résistance. La diode quant à elle empêche la tension 12 V DC d’arriver au collecteur des transistors. Ce courant va charger le condensateur de 1000 µF (16 V), dès que celui-ci sera plein, le courant ira saturer la base du transistor ; de ce fait envoyer la masse au collecteur du transistor et faire basculer les relais du ‘’ Normally Open ‘’ (Onduleur) au ‘’ Normally Close ‘’ (SECTEUR) I-3- LA CARTE DE COMMANDE DE LA POMPE ASPIRANTE La carte de commande a pour but de commander la pompe aspirante tout en assurant sa sécurité. Cette carte a été programmée à l’aide d’un microcontrôleur ATMEGA 32. Son schéma ISIS est le suivant : Figure 4. 6 : Schéma ISIS commande de la pompe Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry 28 Des captures du typon et d’une vue en 3D de la carte ont été faites et voici les résultats : Figure 4. 7 : Typon et capture d’une vue en 3D de la carte de commande de la pompe PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT Tout d’abord, la pompe aspirante, la pédale et la sortie du transformateur abaisseur (220 Volts AC 110 Volts AC) sont branchés en série sur les ‘’ Normally Open ‘’ et les ‘’ Communs ‘’ de deux relais, qui sont commandés par transistors 2N2222A [7] via le microcontrôleur. Ces relais servent d’interrupteurs de commande dans le présent schéma. Alors, lorsque la carte de commande est alimentée et que le niveau haut n’est pas encore atteint dans le troisième bocal, les deux relais RL1 et RL2 passent du ‘’ Normally Open ‘’ et ‘’ Normally Close ‘’. Une fois qu’ils sont activés, ils ferment le circuit et rendent l’aspiration possible. Durant l’aspiration, si le niveau haut est atteint dans le troisième bocal, deux actions majeures se produisent en même temps, à savoir : Les relais RL1 et RL2 sont désexcités et passent du ‘’ Normally Close ‘’ au ‘’ Normally Open ‘’ car le microcontrôleur envoie un niveau logique bas sur la base des transistors qui les commandent ; Le buzzer se met à siffler pour signifier que le niveau haut dans le troisième bocal a été atteint. Il faudra donc arrêter l’équipement et procéder au vidage des bocaux. Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry 29 I–4- MISE EN PLACE DU SYSTEME DE RECUEIL Le système de recueil est assez simple suit le principe suivant : Le tuyau d’aspiration du patient est branché sur le premier bocal, au cours de l’aspiration les bocaux se remplissent dans l’ordre 1 – 2 – 3. Et lorsque le trop plein est atteint dans le troisième bocal, les sondes envoient l’information à la commande de couper la pompe aspirante. Son schéma de branchement est le suivant : Figure 4. 8 : Schéma de branchement des trois bocaux II- REALISATION DE LA COQUE Comme nous l’avons dit dans l’étude théorique, nous avons fait un schéma sous Power point. Comme on peut le voir sur la figure ci-dessous : Figure 4. 9 : Dessin annoté de la maquette de notre aspirateur en deux dimensions Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry 30 Ensuite, nous sommes passés à un dessin plus professionnel sur CATIA. Sous CATIA, le schéma a été fait en quatre grandes parties : Dessin du socle C’est la partie sur laquelle repose la charge de l’équipement, elle a été faite en fer. Figure 4. 10 : Dessin non annoté du socle de l’aspirateur chirurgical en 3D Dessin du bocal Figure 4. 11 : Esquisse d’un bocal pour l’aspirateur chirurgical en 3D Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry 31 Dessin de la partie supérieure Figure 4. 12 : Dessin de la partie supérieure de l’aspirateur chirurgical en 3D Assemblage partie supérieure, socle et bocaux Figure 4. 13 : Dessin d’assemblage de l’aspirateur chirurgical en 3D Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry 32 Après tous ces dessins, voici les différentes images qui montrent l’évolution de la fabrication de la coque de notre aspirateur chirurgical. Etape 1 : Fabrication du socle Figure 4. 14 : Soudure du socle de l’aspirateur chirurgical Etape 2 : Fabrication de l’ossature de notre aspirateur chirurgical Figure 4. 15 : Soudure de l’ossature Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry 33 Etape 3 : Habillage de l’aspirateur chirurgical Figure 4. 16 : Habillage de l’aspirateur Après ces trois dernières étapes, il ne manquait plus qu’à mastiquer la coque (dans le but de cacher les points de soudure) et à mettre la peinture. Voici donc le résultat final de la fabrication de la coque : Figure 4. 17 : Coque finale de l’aspirateur chirurgical Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry 34 III- INSERTION DES MODULES DANS LA COQUE Une fois la coque faite, il ne manquait plus qu’à insérer les différents modules dans la coque. Pour ce faire, nous avons tour à tour effectué les étapes suivantes : Dessiner le schéma bloc de connections entre les différents modules : ce schéma permet de limiter les erreurs de câblage et est représenter ci-dessous : Figure 4. 18 : Schéma bloc des connections Insérer chacun des modules et le tester séparément ; Etiqueter tous les câbles dans la coque à l’aide d’un scotch pour électricien ; Faire un test générique de l’équipement. IV- DEVIS DU PROJET Il convient de rappeler que sur le marché les aspirateurs chirurgicaux avec batteries coûtent 486 euros TTC ce qui équivaut à 315.900 Fcfa. La mise en œuvre de notre projet a nécessité un certain nombre de dépenses dont le récapitulatif est mentionné dans le tableau ci-dessous en Francs CFA. Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry 35 Tableau 4. 1 : Devis du projet I – Electronique Nom composant Unité Prix Unitaire (Fcfa) Quantité Total (Fcfa) Carte de commande 1 15 000,00 1 15 000,00 Vaccuomètre 1 6 000,00 1 6 000,00 Inverseur de source 1 5 000,00 1 5 000,00 Onduleur 1 60 000,00 1 60 000,00 Sous total 1 86 000,00 II- Fabrication de la coque 1 3 700,00 2 7 400,00 Cornière de 25 1 1 800,00 1 1 800,00 Lames de scie 1 500,00 2 1 000,00 Main d'œuvre 1 15 000,00 1 15 000,00 Roues 1 1 500,00 4 6 000,00 Diluant litre 1 200,00 0,5 600,00 Peinture à huile blanche Kg 2 800,00 2 5 600,00 Tubes carrées de 20 Sous total 2 37 400,00 III- Consommables Filtre antibactérien à usage unique 1 5 000,00 2 10 000,00 Bocaux de recueil 1 10 000,00 3 30 000,00 Tuyaux L 1 000,00 3 3 000,00 Autres 1 25 000,00 1 25 000,00 Sous total 3 63 000,00 Totaux 191 400,00 Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry 36 CONCLUSION GENERALE L’objectif de notre étude était de mettre en œuvre un dispositif embarqué qui permettra d’aspirer les liquides biologiques. Au final, nous avons réalisé un aspirateur chirurgical au coût relativement bas par rapport à ceux vendus par les occidentaux. Une revue de la littérature sur les aspirateurs chirurgicaux, nous a permis de prendre en main tous les outils nécessaires à la mise en œuvre de notre projet. Nous avons ensuite procédé à une étude théorique du projet qui nous a permis de concevoir les différents modules nécessaires à la réalisation dudit dispositif médical. Au regard des résultats obtenus, et compte tenu de la revue de la littérature effectuée dans ce sens nous pensons avoir rempli notre cahier de charges. Cependant des améliorations ne tarderont pas à venir, notamment avec l’ajout du variateur de vitesse, une régulateur de charge pour batteries ‘’ LEAD ACID ‘’. Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry 37 BIBLIOGRAPHIE [1] Martin JP. : Les aspirateurs de liquides morbides. Clystère (www.clystere.com), n° 37, 2015. [2] http://www.ti.com/lit/ds/symlink/sg3524.pdf [3] http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet_pdf/fairchild-semiconductor/A1015.pdf [4] http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet_pdf/fairchild-semiconductor/C1815.pdf [5] Microcontrôleur ATMEGA Janvier 2005 V1.2 © Balade.nono@voila. Fr [6]http://player.slideplayer.fr/download/3/1316031/c50Nk_83NdCazNPFieXDPg/144583199 1/1316031.ppt [7] http://onsemi.com/datasheet/2N2222A.pdf Rédigé par TOUOMOU TCHOFFO Eric Landry 38
