Soutenance mémoire
Les conséquences de la prématurité sur l’enfant :
Les enfants prématurés présentent une inaptitude évidente à supporter la vie extra utérine, et ça peut se justifier par l’immaturité de leurs organes. En fait, la prématurité peut atteindre différents systèmes vitaux du nouveau-né et même simultanément, on peut s’attendre de l’immaturité nerveuse centrale, pulmonaire, cardiorespiratoire, digestive, métabolique et pleine d’autres.
Un sujet d’importance :
Selon l’OMS, 15 millions de bébés naissent prématurés chaque année, ce qui représente plus d’un bébé sur dix. Or près d’un million d’enfants décèdent chaque année en raison de complications liées à la prématurité. Bon nombre de survivants souffrent d’une incapacité à vie, notamment en matière d’apprentissage, et de troubles visuels et auditifs.Afin de mieux saisir l’importance du sujet de l’immaturité et ses conséquences sur les bébés on représente dans ce qui suit un ensemble de statistiques et études établit par l’OMS à propos de ce sujet :
Chaque année, quelque 15 millions de bébés naissent prématurément (avant 37 semaines révolues de gestation). Ce nombre est en augmentation ce qui représente plus d’un bébé sur 10.
Or près d’un million d’enfants décèdent chaque année en raison de complications liées à la prématurité. Bon nombre de survivants souffrent d’une incapacité à vie, notamment en matière d’apprentissage, et de troubles visuels et auditifs.
À l’échelle mondiale, la prématurité est la première cause de mortalité chez les enfants de moins de 5 ans.
Dans presque tous les pays disposant de données fiables, les taux de naissances prématurées sont en hausse.
Dans les pays à faible revenu, la moitié des bébés nés à 32 semaines (2 mois trop tôt) décèdent en raison d’un manque de soins réalisables et abordables comme le maintien au chaud, l’allaitement et les soins de base pour traiter les infections et les problèmes respiratoires.
L’utilisation insuffisante de la technologie dans les milieux à revenu intermédiaire entraîne un plus grand nombre d’incapacités chez les bébés prématurés qui survivent à la période néonatale. Toutes ces études affirment la nécessité persistante de la mise en œuvre de stratégies strictes en vue de diminuer le risque croissant de l’immaturité infantile. D’après l’Inserm qui est un établissement public français à caractère scientifique et technologique, placé sur la double tutelle du ministère de la santé et du ministère de la recherche, dédié à la recherche biologique, médicale et à la santé humaine, 50% des naissances prématurées sont spontanées dont les causes sont rarement identifiés, tandis que l’autre moitié correspond à des naissances provoquées. Ce qu’il faut retenir c’est que la naissance prématurée dans ces deux cas est totalement imprédictible, pour cela –et jusqu’à l’heure actuelle- on ne se dispose à aucune solution préventive pour ce problématique, ce qui ne conduit à chercher et à développer d’autres qui sont curatives ou palliatives, parmi eux, vient l’incubateur d’enfant. Dans la partie qui suit un résumé d’historique de cette invention qui joue un rôle très important à sauver les vies des prématurés. L’histoire de la couveuse met en exergue les circonstances dans lesquelles elle est apparue, son idée primaire et les différentes étapes d’amélioration qu’elle subissait jusqu’aux jours actuelles, et tout cela rentre dans le cadre de l’état de l’art et sert à mous offrir une base solide pour la compréhension du concept et pour la réalisation de notre prototype.
L’histoire de la couveuse :
L’idée de la couveuse d’enfant est apparue pour la première fois en France à la fin des années 1870s quand le médecin français Dr. Etienne Stéphane Tarnier (1828-1897), un chirurgien accoucheur dans la Maternité Port-Royal à Paris, voulut trouver une solution pour réduire le taux de mortalité des enfants nés avant-terme et à faible poids. Ces derniers souffraient des cas de refroidissement sévère (Hypothermie) qui était la cause majeure de leur décès. Par conséquent, l’idée de les mettre en chaud dans un environnement clos vint au Dr. Tarnier lorsqu’il visita le Zoo du jardin d’acclimatation à Paris et découvris la salle où les poussins sont placés dans des incubateurs et du coup il décida d’appliquer cette approche pour les prématurés. Deux mois plus tard, Tarnier mis au point les premières couveuses qui étaient des boites en bois où les bébés sont placés au-dessus d’un réservoir d’eau chaude qui réchauffe l’air à l’intérieure de la boite. Grace au Dr. Tarnier, la mortalité des enfants prématurés commence à réduire, mais le problème de son dispositif été l’instabilité de la température de l’air qui varie entre 30°C et 37°C.Pierre Constant Budin, un élève de Tarnier, travailla à améliorer l’invention de ce dernier en ajoutant un thermostat pour régler la température de l’air qui entoure l’enfant. Il a remplacé le bois en verre par des plaques en verre pour assurer une meilleur surveillance de l’enfant. Aussi, il a eu l’idée d’utiliser le gaz naturel à la place de l’eau chaude pour le réchauffement. En 1893, Budin été nommé à la tète d’une unité spéciale pour enfants prématurés qui été la première en France et dans le monde entier. En 1889, le médecin et ingénieur niçois Alexandre Lion a breveté la première couveuse humaine nommé « l’incubateur Lion ». Il s’agit d’une petite armoire équipée d’un système de chauffage à régulation automatique. Cependant, cet incubateur avait comme principale inconvénient son cout cher. La raison pour laquelle les établissements de santé ont refusé d’en investir surtout avec leur stratégie de ne pas s’occuper des enfants les plus faibles, ce qui a poussé Dr. Lion à créer un établissement pour accueillir gratuitement les prématuré (Œuvre Maternelle des couveuses d’enfants) qui s’installa à Paris, Bordeaux, Lyon, Nice, Liège et Bruxelles.En 1896, un physicien allemand qui s’appelle Martin Couney fit la première exhibition des couveuses hors la France. Ainsi, un berlinois et une compagnie américaine achètent la licence du Dr. Lion et commence à fabriquer leurs propres couveuses. Au cours des années qui suivait, des expositions des couveuses d’enfants sont diffusés à Londres et aux Etats Unis. Ce genre d’expositions faisait connaitre le procédé de l’incubation aux médecins américains et sauvait les vies de 80% des quelques 8000 nourrissons à cet époque. Par conséquent, l’Hôpital de New York de l’Université de Cornell créa une formation et un centre de recherche pour les enfants prématurés en 1939. Puis, aux cours des années 1950s les couveuses modernes sont apparues la lumière des idées des docteurs Tarnier, Budin et Lion. Enfin, on peut dire que depuis son apparition, la couveuse a donné de l’espoir à la vie pour les enfants prématuré qui étaient considérés comme condamnés à mort auparavant. Une note très importante à prendre c’est que la cause majeure de la mortalité des prématurés avant l’invention de la couveuse était l’hypothermie. Donc, il révèle nécessaire d’en discuter car elle présente le motif pour lequel la couveuse été inventée, le problème que les médecins et les techniciens ont essayé de résoudre. On déterminant la problématique, la solution sera plus efficace.
Microcontrôleur :
Chaque année, les couveuses d’enfants reçoivent des améliorations techniques et fonctionnelles significatives surtout avec le développement remarquable des sciences de la physique, de la néonatologie, et de la technologie principalement au sein du è siècle. L’apparition des transistors et la notions de digitalisation en électroniques ont permis de rendre ces dispositifs de plus en plus autonomes et facile à manipuler. Actuellement, les microprocesseurs et les systèmes embarqués ont remplacé quasiment la majorité des systèmes asservis analogiques utilisés auparavant dans le processus de régulation de température et d’hygrométrie et cela s’explique par les avantages que présentes ses systèmes par rapport aux précédents à savoir la facilité de production et d’installation, la flexibilité (la possibilité de modification de fonctionnement pour les systèmes embarqués) etc. Le prototype qu’on réalisera à travers ce projet ne sort pas de ce contexte car il utilise une carte L’Arduino est une carte électronique à microcontrôleur Atmel AVR. Elle est constituée des mêmes éléments qu’une carte mère d’un ordinateur (La mémoire flash, RAM, ROM). Elle contient des entrée/sortie pour l’interfaçage avec d’autres circuits. L’Arduino consiste à une plateforme « open source » destiné pour le prototypage des systèmes intelligents et interactifs. Un deuxième avantage de ce matériel, en addition de l’accessibilité, et le fait que son utilisation ne nécessite guère une connaissance approfondies en électronique ni en informatique, ce qui rend son usage aisé pour les professionnels que les passionnés par le monde des systèmes intelligent et de la programmation. L’électronicien de formation Erik Bartmann affirme les avantages de la carte Arduino dans son livre « le grand livre d’Arduino » et il dit : « avec son microcontrôleur hautement performant et facilement programmable, la carte Arduino a révolutionné le mouvement Do it yourself. Se couplant aisément avec d’autres composants (écran LCD, capteurs, moteur…), elle est devenue aujourd’hui un élément indispensable dans nombreux dispositifs électroniques. Sa simplicité d’utilisation, son étendu d’application et son prix modique ont conquis un large public d’amateurs et de professionnels : passionnés d’électronique, designers, ingénieurs, musiciens… » Le constructeur d’Arduino délivre toute une famille des cartes programmable qui se diffèrent en taille, nombre d’entrée sortie et aussi en performances (processeurs, fréquence d’horloge, capacité de stockage..) dans le but d’assurer à l’utilisateur tout un intervalle d’option et de choix tout dépend de son besoin. La carte utilisée dans ce prototype est la carte Arduino Mega 2650. Parce qu’elle présente les caractéristiques techniques suivantes :
-Une vitesse de procession relativement grande
-Un grand nombre des entrées/sorties, ce qui permet l’intégration de plusieurs applications simultanément.
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Table des matières
I. Introduction
II. Etat de l’art
III. La prématurité
1. Définition
2. Les conséquences de la prématurité sur l’enfant
3. Un sujet d’importance
4. L’histoire de la couveuse
IV. L’hypothermie
V. Les mécanismes de perte de chaleur
I. Introduction
II. Concept général
1. Le système de conditionnement et le principe de Feedback
VI. Développement de la couveuse
1. Introduction
2. Le système de régulation
2.1. Microcontrôleur
2.2. Les capteurs
2.3. Actionneurs
2.4. Affichage
3. L’intégralité fonctionnelle du système
VII. La forme générale de la couveuse
i. Design
ii. La conception de l’habitacle de l’enfant
iii. La conception du caisson de régulation
iv. Le concept final
a. Modélisation
b. Conception matérielle
I. Les capteurs
1-Le DHT11
2-Le LM35
II. Les actionneurs et le circuit de commande
III. Le système d’affichage
IV. Le système final
Le code du test final
Résultat
Conclusion : le système final est fonctionnel parfaitement comme été prévu et il est prêt d’être intégré dans le caisson de l’incubateur
Conclusion
Perspectives
Bibliographie
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