UNE INGÉNIEURE ÉLECTRICIENNE DE L’UNIVERSITÉ DE TOLEDO DIRIGE LA CONSTRUCTION DE RESPIRATEUR AU CONGO
Se sentant impuissante à aider son pays natal en Afrique au milieu de la pandémie de coronavirus, une ingénieure électricienne de l’université de Tolède a trouvé un moyen pour les habitants de la République démocratique du Congo (RDC) de construire leurs propres appareils respiratoires à partir de zéro en utilisant des équipements et des matériaux qui leur sont accessibles.
Grâce à Twitter, le Dr Ngalula Sandrine Mubenga, professeur assistant en technologie de l’ingénierie électrique, a exploité son réseau mondial d’ingénieurs ayant des liens avec la RDC et d’ingénieurs et d’étudiants en RDC.
Mubenga est le fondateur de STEM RDC initiative, une organisation à but non lucratif qui a accordé des bourses pour payer tous les coûts associés à plus de 60 étudiants au Congo pour aller à l’université depuis 2018, y compris le transport et les livres.
« Il y a moins de 1 200 ventilateurs dans un pays qui compte près de 85 millions d’habitants, et environ 50 de ces machines se trouvent dans la capitale, Kinshasa », a déclaré M. Mubenga. « Kinshasa aura besoin d’un minimum de 200 ventilateurs d’ici à la mi-mai, lorsque les cas de COVID-19 devraient atteindre un pic au Congo ».
En RDC, il y a plus de 1 000 cas confirmés de coronavirus, plus de 40 décès causés par le nouveau coronavirus et environ 3 000 cas suspects. Une estimation de la semaine dernière a montré que le pays avait une capacité maximale de 200 tests par jour pour l’ensemble du pays.
« Lorsque j’ai regardé les nouvelles ici dans l’Ohio et entendu le président des États-Unis annoncer que General Motors allait construire 100 000 ventilateurs, je me suis demandé ce qui se passait au Congo », a déclaré M. Mubenga. « Nous avons l’opportunité, les moyens, la technologie et les connaissances pour le faire ici, mais le Congo est un État qui reconstruit ses infrastructures avec très peu d’usines d’assemblage. »
En trois semaines, l’équipe d’une vingtaine de personnes qui a répondu à son appel au volontariat a travaillé ensemble – par vidéoconférence et par courrier électronique – et a mis au point un prototype de respirateur salvateur en utilisant les spécifications open-source du Massachusetts Institute of Technology. Le prototype fonctionnel doit ensuite être testé et certifié, ce que Mubenga espère accomplir d’ici la fin de l’année.
« Il en coûte jusqu’à 30 000 dollars américains pour acheter un ventilateur en ce moment », a déclaré Jonathan Ntiaka Muzakwene, qui enseigne l’ingénierie à la faculté de l’université Loyola du Congo. « Le Dr. Mubenga arrive à point nommé pour répondre aux besoins de notre pays et aider à sauver des vies ».
Mubenga a fait équipe avec de nombreux partenaires, dont un hôpital à Kinshasa et l’école nationale de commerce.
Divisant l’équipe en fonction de leurs talents, ils ont construit un respirateur d’urgence qui utilise les ballon de réanimation Ambu couramment utilisés dans les hôpitaux par les professionnels de la santé pour créer un flux d’air vers les poumons d’un patient jusqu’à ce qu’un respirateur soit disponible. Le nouveau dispositif comprend un mécanisme qui automatise les mouvements de compression et de relâchement.
« Au lieu d’avoir un médecin ou une infirmière qui presse le ballon manuellement, nous avons une machine qui pompe le ballon pour que le patient puisse respirer », a déclaré M. Mubenga.
Muzakwene et ses étudiants en ingénierie en RDC ont utilisé l’imprimante 3D de leur école dans leur travail pour fabriquer, assembler, programmer et tester le prototype, un processus rendu plus difficile en raison de problèmes d’accès à Internet, de ressources d’experts, et de lois et normes peu claires pour la validation de la technologie.
« Tous les matériaux, composants, pièces et équipements nécessaires à la production de ces respirateurs sont difficiles à trouver ici sur place en RDC, » a déclaré Muzakwene. « Le grand défi est donc de trouver ce dont nous avons besoin pour fabriquer ces ventilateurs localement, ici dans le pays, défis que les États-Unis n’ont pas »
« Un respiraeur est très délicat », a déclaré M. Mubenga. « Vous avez des spécifications médicales, mécaniques et électriques qui doivent être respectées. Et si le MIT a fourni la plupart des documents de conception, il n’a pas inclus la pièce la plus importante jusqu’à très récemment : le code de contrôle du modèle. Nous parlons de la façon d’obtenir un retour d’information de différents capteurs vers le microcontrôleur et d’ajuster le système en fonction de ce retour d’information ».
Les contrôles ajustent le timing et la compression du ballon d’Ambu en fonction de trois paramètres d’entrée principaux : le volume d’air poussé dans les poumons, le rapport entre le temps d’inspiration et d’expiration, et la fréquence respiratoire, ou respiration par minute.
La tâche est personnelle pour Nicole Bisimwa, étudiante à l’université Loyola du Congo. Elle s’inquiète pour ses amis, sa famille et ses proches dans tout le pays africain.
« Les cliniques de Ngaliema et de l’université n’ont qu’un seul respirateur chacune, ce qui est cruellement insuffisant au cas où elles auraient plusieurs patients qui en auraient besoin », a déclaré Bisimwa. « La limitation du commerce international est un obstacle à l’approvisionnement, mais nous continuons à trouver des solutions pour surmonter ce problème. Toute aide est la bienvenue »
Le projet est également personnel pour Mubenga, qui comprend le pouvoir de la technologie qui change la vie. Lorsqu’elle avait 17 ans en RDC, elle a attendu trois jours pour être opérée après l’éclatement de son appendice parce qu’il n’y avait pas d’électricité à l’hôpital.
« Je vivais dans une petite ville appelée Kikwit, loin de la grande et belle capitale Kinshasa », a déclaré Mubenga. « J’étais très malade, les médecins devaient m’opérer, mais ils ne trouvaient pas de carburant pour allumer le générateur. Pendant trois jours, ma vie a dépendu de l’électricité. Je priais. Je ne pouvais pas manger. Et j’ai décidé que si je survivais, je travaillerais à trouver une solution pour que les gens ne meurent pas à cause du manque d’électricité ».
L’hôpital a trouvé du carburant pour alimenter le générateur, les médecins ont fait l’opération et Mubenga a survécu.
Mubenga a commencé à étudier les énergies renouvelables à la faculté d’ingénierie de l’UToledo en 2000 et a obtenu une licence, une maîtrise et un doctorat en génie électrique. Après avoir obtenu sa licence professionnelle d’ingénieur dans l’Ohio, elle a fondé sa société, le SMIN Power Group, qui développe et installe des systèmes d’énergie solaire dans des communautés de toute la RDC.
Mubenga prévoit ensuite de tester le prototype de respirateur à l’aide d’un logiciel de la RDC accessible en ligne.
« Nous avons encore beaucoup à faire, mais ce prototype est un grand pas », a déclaré Mme Mubenga. « Nous sommes en train de constituer l’équipe clinique de médecins qui nous fournira un retour d’information afin que nous puissions améliorer le dispositif. Ensuite, nous procéderons à l’homologation. Nous avons demandé un financement pour aider à lancer la production, mais nous nous engageons à continuer à donner de notre temps, de notre talent et de nos ressources. Agir pour trouver une solution est notre façon d’apporter la lumière dans cette période sombre et morose. C’est la bonne chose à faire ».
Christine Billau, Spécialiste des relations avec les médias de l’Université de Toledo. Contact 419.530.2077 ou christine.billau@utoledo.edu.
Article traduit en français par David KULE