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Kinops

Conception d’un matelas réducteur de pression

L’entreprise partenaire fabrique et vend des matelas pour les marchés résidentiels et hospitaliers. Sa gamme de produits médicaux ne comportait que des matelas standard pour les lits d’hôpitaux. Le projet consistait à concevoir un nouveau matelas spécialisé qui diminuait le risque de plaies de lits chez les patients alités et, si possible, qui serait aussi curatif.

Secteur d’activité :
Médical.

Défi :
Découverte d’une nouvelle technologie brevetable qui permet de créer un matelas réducteur de pression à un prix abordable.

Expertise Chercheur :
Coordination d’une approche hybride de modélisation expérimentale/numérique à la conception.
Impact physiologique de la technologie sur la peau.

Bénéfices :
Nouvelle technologie en instance de brevet, créée à l’intérieur de 12 mois.
Conception d’un outillage de fabrication unique.
Validation du produit au niveau expérimental avec un capteur de précision nouvellement conçu, des nappes de pression et des simulations numériques.

Méthodologie de conception :

Le projet étant prévu sur une courte période de temps malgré sa complexité, une approche hybride à la conception a été suivie. Premièrement, une revue d’antériorité clinique et une recherche de brevets ont été effectuées afin de déterminer l’état de l’art et identifier les pistes d’innovation potentielles. Ce travail nous a permis d’élaborer un cahier des charges plus spécifique.

Deuxièmement, une série de prototypes ont été créés et testés expérimentalement afin de mieux comprendre les fonctions mécaniques d’une surface de support (i.e. un matelas). Cette activité nous permis de déterminer un modèle générique par éléments finis du contact d’un corps humain avec la surface. L’avantage majeur était qu’avec les éléments finis, il est possible d’estimer virtuellement des variables physiques qui sont innacessibles expérimentalement. Par exemple, il a été démontré que le frottement et le cisaillement sont des variables importantes et leurs origines ont été identifiées. Ainsi, une future solution devait les minimiser et les modèles nous ont mené rapidement à des solutions.

Finalement, afin de convaincre le milieu clinique de la performance du matelas, un nouvel appareillage de mesure de pression a été développé pour améliorer la résolution des nappes de pression présentement disponibles. Les tests comparatifs avec les nappes ont démontré l’origine de la performance accrue du matelas au niveau réduction de pression.
L’équipe de recherche a par la suite itéré plusieurs prototypes expérimentaux et numériques avant d’arriver à une solution viable physiquement, physiologiquement, cliniquement et commercialement. Évidemment, la collaboration avec le partenaire industriel a joué un rôle essentiel pour accélérer le processus de conception et assurer le transfert de connaissance pour la commercialisation.

Notre expertise mise en collaboration :
La science du matelas est encore aujourd’hui embryonnaire et est donc de niveau recherche fondamentale à appliquée. Par conséquent, une collaboration avec un environnement formé au R&D devenait essentielle au développement d’une nouvelle technologie. La collaboration avec le partenaire a permis de transférer au groupe de R&D des décennies de connaissances dans le domaine du matelas et d’éviter de repartir à zéro. C’est grâce à cette collaboration étroite que le projet s’est réalisé rapidement.

Résultats :
Le matelas est commercialisé depuis plusieurs années et il est maintenant homologué par le milieu hospitalier.
L’approche hybride expérimentale-numérique s’est avérée essentielle pour accélérer le processus de conception, pour mieux comprendre la fonction d’une surface de support et pour développer le protocole de validation de la solution optimale.
Les modèles issues du projet sont encore aujourd’hui utilisés afin de mieux adapter la technologie à différents produits de surfaces de support, tels des matelas résidentiels, des civières et autres.

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