3 – Validation de la conception du brassard

Objectifs de cette partie :

• choisir la famille de matériaux optimale pour la coque du brassard ;
• valider la conception de la coque du brassard à l’aide de résultats de simulation.

Afin de réaliser la mesure de la pression artérielle, le flux sanguin doit être coupé au préalable grâce à un garrot. Cette fonction garrot est réalisée sur le tensiomètre SPG 300 en comprimant l’artère radiale qui passe dans le poignet, grâce au brassard gonflable (figure 6).

Le DT3 décrit la constitution du brassard gonflable et sa déformation lors du gonflage de la poche. On s’intéresse plus particulièrement ici à la déformation de la coque 4b située à l’intérieur du brassard (figure 7).

Le choix du matériau de la coque est ici prépondérant. Ainsi, il est essentiel que le matériau de la coque soit suffisamment élastique pour supporter la déformation lors de l’enfilage du brassard. De plus, le volume de la poche gonflée dépend de la rigidité de la coque. En effet, si la coque est très rigide la pression dans la poche déformera peu la coque et le volume de la poche sera faible. Inversement, si la coque est très déformable, la pression dans la poche va écarter la coque du poignet et la poche se gonflera pour occuper cet espace.

Le volume de la poche doit être connu pour deux raisons. Premièrement, cette donnée permet de choisir la taille et le matériau de la poche : celle-ci doit pouvoir se gonfler suffisamment. Deuxièmement, le temps de gonflage de la poche (imposé par le cahier des charges) dépend du volume de celle-ci.

Afin de stopper la circulation sanguine dans l’artère radiale, le brassard doit être gonflé à une pression de 1,250.10⁵ Pa correspondant à une surpression de 180 mmHg.

3.1 – Choix de la famille de matériaux

La conception du brassard et le choix du matériau de la coque du brassard sont guidés par la déformation engendrée par le gonflage de la poche.

En effet, la coque doit permettre une déformation élastique suffisante pour permettre l’enfilage du brassard tout en ne subissant pas d’endommagement à cause de la pression exercée par la poche gonflable.

Quand un matériau est soumis à une contrainte, il se déforme élastiquement puis éventuellement plastiquement jusqu’à la rupture.

3.2 – Validation du matériau

Pour enfiler le brassard il faut un matériau déformable et léger. Quelles que soient les conclusions des questions précédentes, pour des raisons de coût et de facilité de mise en œuvre, le matériau finalement choisi appartient à la famille des PEBD, le PE40.

Afin de valider le matériau et la géométrie (notamment l’épaisseur de la coque), un calcul par éléments finis réalisé avec un logiciel de modélisation volumique est mené (voir DT4). On considère un poignet moyen d’une circonférence de 17 cm.

Les conditions aux limites choisies pour cette étude sont les suivantes :

• les cinq ilots de la face supérieure sont considérés fixes ;
• un déplacement de 24 mm de l’arête extérieure de la coque est imposé (par l’intermédiaire d’un contact avec une pièce intermédiaire simulant le poignet) pour modéliser l’écartement du brassard autour du poignet ;

• une surpression de est imposée sur la face intérieure de la coque pour modéliser l’action de la poche gonflable. 1,250.10⁵ Pa

Le DT4 présente les résultats de la simulation ainsi qu’une photographie de la coque réelle après plusieurs cycles d’utilisation du tensiomètre où des zones blanchies sont apparues.