Quel point commun entre la conception d’un exosquelette innovant et le recyclage de LED ? Rien, si ce n’est que ces deux sujets font partie des thématiques traitées au sein des laboratoires Arts et Métiers.
Se rééduquer après un AVC grâce à un exosquelette
Développer un exosquelette pour la rééducation d’un patient hémiplégique, c’est l’objectif du projet Carnot RehabByExo sur lequel travaille actuellement l’équipe « sport mobilité et handicap » de l’Institut de Biomécanique Humaine Georges Charpak (IBHGC).
Ce projet, porté par le Laboratoire d'Automatique, de Mécanique et d'Informatique industrielles et Humaines (LAMIH), est mené avec quatre autres laboratoires Arts et Métiers (LAMPA, I2m, LCPI et Lispen), en partenariat avec le CHU de Bordeaux.
« L’innovation consiste à utiliser un exosquelette pour la rééducation spécifique au patient hémiplégique suite à un AVC en cours de rééducation », explique Hélène Pillet, maître de conférences à l’IBHGC. Un dispositif robotisé permettra en effet un entraînement plus intensif et plus approprié. De plus, il pourra améliorer la motivation du patient en incorporant des technologies telles que la réalité virtuelle. Reste que les exosquelettes demandent à être améliorés pour être utilisés facilement, notamment leur portabilité ou la prise en compte de l’interaction entre le dispositif et l’humain.
Le projet Carnot RehabByExo vise plus spécifiquement à lever les verrous technologiques liés à l’intégration de l’humain dans le dispositif, en particulier du point de vue de la commande.
L’IBHGC se chargera notamment de mener différentes expérimentations et analyses biomécaniques sur les versions successives de l’exosquelette développées au fur et à mesure de l’avancement du projet. Ces expérimentations serviront à spécifier l’assistance nécessaire à la rééducation (actionnement et commande).
Débuté en 2019, ce projet devrait s’achever en 2023.
« L’équipe « sport mobilité et handicap » travaille à l'amélioration des moyens d'assistance et de compensation pour les personnes handicapées, reprend Hélène Pillet. Il s’agit en particulier, en plus de l’exosquelette, de prothèses externes et de fauteuils roulants. Une prothèse innovante que nous avons conçue est actuellement en phase d’essai clinique. Son plus, c’est que ce dispositif reproduit la synergie genou-cheville, et simule les mouvements de ces deux articulations au plus proche de ceux des articulations natives. »
Baptisé système Prothétique de Cheville contrôlée par micro processeur, cette « jambe bionique » est le résultat de travaux associant une entreprise (Proteor), le Centre d’Études sur l’appareillage des Handicapés (Institution Nationale des Invalides) et la Direction Générale de l’Armement.
« Par ailleurs, nous avons démarré en 2019 un projet ANR dont le but est de quantifier, sur le plan biomécanique, la difficulté à réaliser un trajet en fauteuil roulant , poursuit Hélène Pillet. L’objectif est de choisir le meilleur itinéraire sur la base de ce critère en fonction du handicap pour améliorer l’accessibilité. »
Ce projet, dont le budget total s’élève à 600 000 €, est mené avec le Laboratoire d’Automatique, de Mécanique et d’Informatique industrielles et Humaines, l’École Normale Supérieure de Rennes (ENS/IRISA) et l’Institution Nationale des Invalides / Centre d’Etudes et de Recherche sur l’Appareillage des handicapés (INI/CERAH).
LED : l’heure est au recyclage
Développer les ampoules LED a permis de réduire la consommation d'énergie pour l'éclairage des bâtiments, des villes ou des transports. Se pose la question de leur recyclage, pour lequel il n'existe pas de solution technique efficace à ce jour. En effet, ces ampoules sont constituées de nombreux composants et matériaux, et sont donc difficiles à retraiter que les ampoules classiques.
C’est un thème particulièrement important car les LED contiennent des matières premières critiques, dont les ressources sont limitées, comme c'est le cas pour le cuivre. Leur recyclage permettra donc à l'Europe de développer de nouvelles ressources secondaires pour l'économie circulaire.
C’est là tout l'objectif du projet européen Redled (Recycling EnDoflife LED), auquel participe le laboratoire I2M (Institut de Mécanique et d'Ingénierie) du campus de Bordeaux, avec l’université de Bordeaux (France), le Bureau de Recherches Géologiques et Minières (France), Coolrec (Pays Bas), Katholieke Universiteit te Leuven (Belgique), Wuppertal Institut fuer Klima, Umwelt, Energie GmbH (Allemagne) et MTB Group (France).
« L’I2M possède une expertise reconnue dans les activités de conception intégrant l’ensemble des phases de vie du produit, en particulier son recyclage, explique Nicolas Perry, professeur au laboratoire. Nous avons souhaité impliquer aussi MTB Group dans ce projet, car nous avions réalisé avec cette société une thèse sur la "conception des scénarios de recyclage pilotée par l’évaluation des performances des procédés". Il s’agissait de proposer des outils d’analyse qui tiennent compte de la certification européenne ETV (évaluation des écotechnologies). Cela permet aujourd’hui aux recycleurs de choisir la solution la plus vertueuse pour l’environnement selon plusieurs critères (volume, qualité, performance). »
En plus de la thèse réalisée avec MTB Group, le laboratoire a également encadré une thèse sur le "développement d’outils d’aide à la décision en conception pilotés par l’analyse multicritère de la valorisabilité du produit et l’outillage des lignes directrices d’écoconception pour la fin de vie", cofinancés par l’ADEME et IC ARTS, ainsi qu’une thèse intitulée "From waste management to supplier of secondary raw materials: development of indicators to support WEEE chain management - focus on the French system", avec la société Ecologic (éco-organisme pour le traitement des Déchets d'équipements électriques et électroniques), l'ADEME et le centre de recherche de l'Union Européenne (JRC). Ces trois thèses ont été soutenues en 2019.
« 2019 a ainsi été une année faste pour le laboratoire et plus généralement pour Arts et Métiers sur les thèmes liés à l'économie circulaire, aux enjeux environnementaux et sociétaux liés à la gestion de fin de vie de produits et l'évaluation environnementale, reprend Nicolas Perry. En effet, le début d'année a aussi vu le démarrage des activités de recherche de la chaire Mines Urbaines avec l'éco-organisme EcoSystem, chaire ParisTech pilotée pour Arts et Métiers par l'Institut de Chambéry et impliquant les chercheurs de l'Institut de Chambéry, de l'I2M et du PIMM à Paris. »
Et 2020 s’annonce également riche puisque l'I2M organise la 14e édition de la conférence Society and Materials du 11 au 12 mai 2020. Cette conférence portera sur les problématiques de criticités de ressources par des modélisations dynamiques des flux de matières, la capacité à assurer les besoins en matériaux et technologies pour la transition énergétique et environnementale, les évaluation des conséquences environnementales de ces produits et matériaux, avec des approches scientifiques et technologiques, couplées à des points de vue d'économistes et de sociologues (plus d’informations).
