Cryothérapie Peltier
Etudes et projets autour d’un système de traitement de la douleur et des inflammations par le froid

Présentation :

Le système médical biocompatible permettant de traiter la douleur et les inflammations par le froid

Parfait pour les oedèmes, les hématomes, les déchirures, la cicatrisation, la récupération, les entorses, les inflammation et le drainage

Bloque la douleur et le processus inflammatoire, résorbe les oedèmes et accélérer la cicatrisation tissulaire.

Il permet donc de gagner du temps vers la reprise d'activité et le rétablissement.

Mise en oeuvre :

  • d'un circuit fermé d’eau glacée générée par un module Peltier et alimentant un masque de visage ou une attelle de jambe
  • d'un circuit d’air comprimé généré par une pompe à air et permettant de mettre en oeuvre de la pressothérapiesur l’attelle

Activités Pédagogiques :

Exploitations pédagogiques en SSI (en cours de développement)

Activité 1: Décrire le mode de fonctionnement en lien avec les cas d’utilisation

Activité 2: A partir du modèle SysMLet des mesures, vérification de la conformité de la chaîne de contrôle de température et critique de la solution mise en oeuvre

Activité 3: Etude de l’effet Peltier et calcul de rendement. Applications industrielles

Activité 4: Modélisation du régulateur de température et détermination de sa fonction de transfert

Activité 5: Modélisation de l’échangeur thermique liquide-air et vérification de performances

Activité 6: Modélisation de l’impact du débit sur l’échange thermique et solutions d’augmentation du débit

Activité 7: Identification de solutions d’augmentation du débit. Modélisation des gains de débit

Projet: Programmation de la régulation de température en Python. Essais de performance et validation

Projet: Conception mécanique d’un casque de cryothéraphieet évolutions nécessaires du système pour réduire le régime d’eau à -2°C/2°C

 

Exploitations pédagogiques en STI-2D (En cours de développement)

Activité 1: Découverte du système & Vérification des spécifications techniques du cahier des charges

Activité 2: Etude de l’effet Peltier et calcul de rendement. Applications industrielles

Activité 3: Evaluer les écarts de comportement entre le modèle multi-physique de l’échangeur thermique liquide-air et le réel

Activité 4: Modélisation de l’impact du débit sur l’échange thermique et solutions d’augmentation du débit

Activité 5: Identification de matériaux bio-compatiblesadaptés à la fabrication du masque (Utilisation possible de CES Edupack)

Activité 6: Etude des normes techniques sur les équipements médicaux et impacts sur la conception et l’évolution du système «IceCompression»

Activité 7: Recherche et sélection d’un procédé de fabrication du masque

Activité 8: Etudes mécaniques autour du radiateur d’échange thermique du module Peltier (Avec modèle Solidworks)

Activité 9: Etude des capteurs, de la commande électronique des pompes. Etude temporelle du fonctionnement.

Projet: Création d’une communication en WiFiavec le système et d’un interface de supervision à distance

Projet: Comment améliorer la performance thermique du système afin de pouvoir utiliser le Module Peltier 115W sur des attelles de grande dimension? Identification des pertes par caméra thermique. Mesure du DeltaT…

Solutions techniques abordées :

Le produit permet de réaliser des activités pédagogiques liées à la conceptionmécanique, énergétique, électrique, électronique et logicielle mais aussi de travailler sur la régulation de température. C’est également une remarquable plate-forme de projets didactiques. Le système «Cryothérapie Peltier» RY10 est constitué de:

Un système «IceCompression» de la start-up EasyCryo constitué de:

  • Un module Peltier 115W à transfert liquide/air associé à un régulateur de température
  • Un circuit d’eau glacée avec pompe compacte, tuyauteries souples isolées et connectiques rapides
  • Un circuit d’air comprimé avec pompe à air compacte, tuyauteries souples (Pour la mise en oeuvre de cycles de compressions statiques et dynamiques sur la partie du corps soignée)
  • Un écran tactile
  • Un contrôleur électronique
  • Un masque de visage
  • Une attelle de genou

Un ensemble d’instrumentation du système constitué de:

  • Capteurs de température (Réservoir, Entrée/Sortie du module Peltier, Entrée/Sortie du masque/attelle
  • Débitmètre sur le circuit hydraulique
  • Capteur de pression sur le circuit d’air comprimé
  • Signal de commande du module Peltier
  • Signal de commande de la pompe à eau
  • Boucle de courant sur la l’alimentation du système
  • Points de mesure de tension sur l’alimentation du système
  • Carte de conditionnement des signaux de capteurs et de commande pour acquisition avec la «Centrale d’acquisition USB» (Ref: AQ10) ou autre solution

Une connectique permettant de dériver les signaux de contrôle/commande vers le «Boîtier de prototypage électronique RaspberryPipour Cryothérapie Peltier» (Ref: RY11)

  • Le contrôleur et afficheur du système deviennent alors inactifs au profit du boîtier de prototypage
  • Dans le cadre de projets, une nouvelle solution de contrôle/commande connectée pourra alors être développée sur la base du code Python fourni
  • Le système étant totalement ouvert, il est possible de développer un nouveau contrôle/commande sur d’autres environnements de propotypagesdéjà disponibles dans le laboratoire

 

En option, sont proposés les bancs d’essais suivants:

«Module Peltier liquide/air et Régulation de température» (Ref: RY00)

«Module Peltier liquide/air et Régulation de température» (Ref: RY01)

Points forts :

Etude de l’effet Peltier et des échangeurs thermiques

Etude des normes associées aux équipements médicaux (Matériaux bio-compatibles…)

Circuits hydraulique et pneumatique instrumentés

Possibilité de prototyper/compléter un contrôle commande connecté avec programmation Python

Modélisation d’évolutions du système (Diamètre de tuyaux, Isolation, Changement de débit…) et essais réels sur le système grâce à des changements de composants

Possibilité de programmer/modifier la régulation de température en Python

 

Ce produit est accompagné d’un dossier technique et pédagogique sous format numérique comprenant:

Site HTML avec les activités, projets, corrigés et ressources

Sources de programmation, Schémas fonctionnels

Modèles de simulation comportemental

Diagrammes SysML…