Recueil technique mécanique

L’incubateur peut se décomposer, en première approche, en 3 parties :

• Une planche supérieure, qui accueille le matelas du prématuré. Sur cette planche est aussi fixé un système composé de deux vérins supérieurs qui permet de régler les parois latérales pour s’adapter à la taille du prématuré.
• Une planche inférieure, sur laquelle sont fixés deux vérins inférieurs et un pied central. Les vérins inférieurs permettent de mouvoir la planche supérieure suivant deux angles, l’angle de roulis et l’angle de tangage.
• Trois capteurs de pression, sur lesquels repose l’ensemble du système, qui permettent de réaliser la ballistocardiographie. Cette partie est détaillée dans la section Électronique.

Sur cette planche supérieure repose le matelas du prématuré. Quatre parois verticales, recouvertes de mousse, encadrent ce matelas. L’espacement entre les deux parois latérales est réglable par l’infirmier(ère) via une interface homme-machine.

Afin de dimensionner notre système, nous partons des dimensions du matelas (qui nous est fourni) sur lequel est couché le prématuré. Celui-ci fait 7 cm d’épaisseur, 40 cm de largeur et 30 cm de longueur.

D’après nos recherches, un prématuré susceptible d’être accueilli par l’incubateur peut faire un tour de taille de 18 à 30 cm ; ses bras ont quant à eux une taille de 8 cm au maximum. Enfin, il a une taille maximale de 35 cm.

Dimensions de l’espace laissé au matelas : 40 cm de longueur ; 15 cm — 30 cm de largeur (cet espace pouvant donc être réglé).

La planche supérieure est coupée dans un panneau OSB 3 extérieur d’épaisseur 18 mm. Ce matériau a l’avantage de respecter la contrainte de poids du cahier des charges et d’être facile à assembler et à redimensionner (pour un prototypage rapide). De plus, nous avons vérifié expérimentalement qu’il résistait à un effort équivalent à une masse de 20 kg répartie sur une surface de contact de la taille d’une main. Les planches mobiles sont faites dans le même matériau.

Dimensions de la planche supérieure : 80 cm de longueur ; 70 cm de largeur.

Nous avons choisi une mousse polyéther de 24 kg.m⁻³. Elle sert, entre autres, à réaliser des matelas pour bébé ; son usage était donc tout indiqué ici.

Par ailleurs, ce type de mousse se colle facilement (avec une colle au néoprène), ce qui rend son utilisation encore plus facile.

La planche inférieure supporte deux vérins (nommés « vérins inférieurs ») chargés de faire bouger la planche supérieure et son contenu suivant deux angles, le roulis et le tangage. De plus, un pied central supporte la planche supérieure.

Pour rappel, notre système doit proposer à la fois un maintien postural assisté mécaniquement et une fonctionnalité stimulant les sens du bébé.

Ainsi, nous proposons un mode « tangage » permettant d'incliner le lit dans l'axe tête-pieds pour que le bébé :

• ait sa tête en hauteur (angle de 20°) ;
• ou ait la tête légèrement plus basse que ses pieds (angle de -10°).

Nous avons aussi développé aussi un mode « berceuse » permettant d’incliner le lit de plus ou moins 20° dans l'axe des bras. Ces contraintes angulaires permettent d'éviter que le bébé soit trop penché et se cogne contre les parois.

La position du pied central et des deux vérins a été déterminée par simulation sur la maquette CATIA, notre objectif étant de maximiser la course des vérins inférieurs entre deux angles extrémaux.

Comme la planche supérieure, la planche inférieure est faite d’un panneau OSB3 extérieur d’épaisseur 18 mm.

Dimensions de la planche inférieure : 70 cm de longueur ; 70 cm de largeur.