Défibrillateur mobile – Prototype entièrement simulé
Présentation générale du projet
Défibrillateur mobile – Prototype entièrement simulé
Présentation générale du projet
Le projet CardioMove s’inscrit dans la démarche de conduite de projet en STI2D. Il consiste à concevoir un système technique innovant permettant d’acheminer rapidement un défibrillateur automatisé externe (DAE) vers une victime d’arrêt cardiaque, en amont de l’arrivée des secours.
Le système étudié est un robot mobile autonome, inspiré du principe d’un équipement posé sur un socle roulant, capable de se déplacer vers un point de rendez-vous à partir d’une alerte transmise par un témoin.
Le projet est entièrement simulé : il n’y a pas de réalisation physique, mais une maquette numérique complète intégrant modélisation 3D, simulation énergétique et dynamique, électronique simulée et logique de commande.
L’intelligence artificielle est utilisée comme outil d’assistance à la conception, à la structuration du raisonnement et à la vérification de cohérence, sans se substituer à la démarche d’ingénierie.
1. Analyser le besoin et le contexte
L’analyse du besoin met en évidence la nécessité de réduire le temps d’accès à un DAE lors d’un arrêt cardiaque, notamment dans des zones où l’accès aux équipements fixes est limité ou éloigné.
Les parties prenantes identifiées sont :
- la victime,
- le témoin à l’origine de l’alerte,
- les services de secours,
- la collectivité exploitante du système.
À partir de cette analyse, les fonctions de service principales sont définies :
- acheminer rapidement le DAE vers un point de rendez-vous,
- informer et guider le témoin pendant la mission,
- assurer un déplacement sécurisé du système,
- permettre la localisation du robot en temps réel.
Les contraintes prises en compte concernent :
- le temps d’intervention,
- la masse et l’encombrement du système,
- l’autonomie énergétique,
- la sécurité des personnes,
- le coût, la maintenance et la fiabilité,
- les aspects éthiques liés à l’usage de systèmes autonomes.
L’ensemble de ces éléments est formalisé dans un cahier des charges fonctionnel (CdCF) intégrant des critères, des niveaux de performance attendus et leur flexibilité.
2. Gérer le projet
Le projet est organisé selon une démarche de gestion de projet adaptée au cadre STI2D. Le travail est structuré en lots fonctionnels (analyse, modélisation, conception, réalisation virtuelle, validation et communication).
Un planning est défini avec des jalons correspondant aux différentes revues de projet. Les risques techniques, énergétiques et de sécurité sont identifiés et pris en compte.
La traçabilité du projet est assurée par un carnet de bord, la gestion des versions et la justification systématique des choix techniques.
3. Modéliser le système
La phase de modélisation permet de représenter le système avant toute réalisation. Une architecture fonctionnelle est établie, distinguant :
- la chaîne d’énergie (alimenter, distribuer, convertir, transmettre, agir),
- la chaîne d’information (acquérir, traiter, communiquer).
Des modèles sont développés pour estimer :
- l’autonomie énergétique,
- la vitesse et le temps de déplacement,
- les efforts mécaniques,
- la stabilité du robot.
Les hypothèses de calcul (masse, frottements, environnement, rendement) sont clairement explicitées et justifiées.
4. Concevoir des solutions techniques
La conception repose sur une recherche de solutions techniques concernant le châssis, les roues, le support du DAE et les modes de déplacement.
Les solutions envisagées sont comparées à l’aide de critères multicritères intégrant les performances, la sécurité, le coût et les principes de développement durable.
Un algorithme de mission est défini sous forme de logigramme, décrivant la séquence d’actions depuis la réception de l’alerte jusqu’à la livraison du DAE, en incluant la gestion des situations dégradées (obstacles, batterie faible, indisponibilité).
5. Réaliser un prototype virtuel
La réalisation du projet prend la forme d’un prototype virtuel. Celui-ci comprend :
- une maquette CAO 3D avec assemblage et étude d’encombrement,
- des simulations de fonctionnement (déplacement, autonomie),
- une électronique simulée (drivers moteurs, capteurs),
- une structure logicielle décrite par pseudo-code de type Arduino.
Cette phase permet d’intégrer l’ensemble des choix techniques dans un système cohérent.
6. Valider et vérifier
La validation consiste à vérifier la conformité du système au cahier des charges fonctionnel.
Un plan de tests est établi (tests unitaires, tests d’intégration, tests de sécurité). Les résultats sont analysés à l’aide d’un tableau de conformité CdCF.
Les écarts éventuels sont identifiés, expliqués et donnent lieu à des propositions d’amélioration.
7. Communiquer
La communication du projet repose sur :
- un dossier projet structuré,
- des supports de présentation (diaporama, schémas, animations 3D),
- une soutenance orale argumentée.
Un bilan final est réalisé, mettant en évidence les limites du prototype virtuel et les perspectives d’évolution.
8. Prendre en compte le développement durable
Le développement durable est pris en compte de manière transversale. L’étude porte sur :
- la consommation énergétique et l’autonomie,
- le choix de solutions réparables et modulaires,
- l’impact sociétal et l’acceptabilité du système,
- la sécurité des usagers.