Avertissement.

Ce document contient une analyse et une proposition de résolution d’une question liée directement à notre domaine d’activité : la Biomesure. Les réflexions, indications, mention et citations de ce document correspondent à l’état de connaissance des auteurs au moment de l’écriture. Certaines données étant très évolutives, ce document ne peut être considéré que comme une étape dans la réflexion du sujet qu’il aborde. Pour le cas où vous relèveriez des changements ou des inexactitudes, et que vous souhaitiez participer au projet ici décrit, nous vous remercions par avance de nous en faire part au plus tôt.

Remerciements.

AFNOR®

http://www.afnor.fr

Spécifications S76-001 : Masques barrières, guide d’exigences minimales, de méthodes, d’essais, de confection et d’usage.

Spécifications S76-001 : Annexe C, patrons des masques barrière à plis et bec de canard.

Collection : L’Internet des Capteurs

Le masque de Biomesure - Projet

Toutes illustrations par l’auteur, Jean François Duval-Kerjolis, sauf mention spécifique.

Préambule

Le début de l’année 2020 est marqué, dans la quasi-totalité des pays de la Planète, par la violence d’une pandémie presque irrépressible, due à la propagation d’un nouveau coronavirus, le Covid-19.

Virulent, contagieux et mortel pour certaines catégories de la population, il affecte principalement le système respiratoire. Il n’existe lors de sa propagation aucun traitement préventif, ni curatif.

Dans l’état des connaissances à l’heure de la rédaction des présentes, il est réputé se transmettre par voie aérologique entre êtres humains, à proximité et par contact direct.

Les mesures de prévention prises par la quasi-totalité des autorités sanitaires responsables sont tout d’abord physiques : gestes barrières, hygiène, distanciation, absence de contacts, confinement, traitement des objets contaminés.

Auxquelles sont immédiatement associées des mesures spécifiques de port de protections, tout d’abord pour les malades et les soignants, puis les personnels de tous les services potentiellement en contact avec ces derniers.

Parmi les protections les plus demandées se trouvent les masques de qualité médicale, tels que portés dans les hôpitaux lors des soins et des opérations.

La brutalité de l’épidémie, sa généralisation et son extrême gravité ont provoqué une demande massive de masques à laquelle aucune infrastructure industrielle, depuis la production jusqu’à la distribution n’était préparée.

S’est ensuivi une série de pénuries au préjudice des malades, des soignants et de l’ensemble des populations. Les stocks existants et leur cadence de réapprovisionnement n’ont pu suffire dans les premières semaines, les plus critiques, à garantir l’équipement indispensable pour assurer un niveau de sécurité satisfaisant.

L’épidémie s’est répandue telle une marée inexorable recouvrant, d’Est en Ouest, la plupart des pays de l’hémisphère nord entretenant des relations d’affaires ou de loisirs avec le lieu d’origine. La cadence d’augmentation des urgences fut telle que les pays touchés se sont parfois confrontés directement ou indirectement pour l’obtention de masques.

A l’extrême confusion subie pendant la période chaude de la crise, s’est ajoutée, dans la perspective d’une résolution de celle-ci, la nécessité de doter la quasi-totalité des habitants des pays touchés, de masques à usages préventifs, condition essentielle au déconfinement et au retour à une certaine normalité, ce qui amplifie l’accélération de la demande.

Prolégomènes

Les masques médicaux actuels sont à usage unique et bref, ils répondent à un objectif précis et des normes établies. Ils ne sont pas concernés par le document présent, qui traite d’une solution différente, non concernée à ce jour par les normes et pratiques médicales. Ils sont toutefois les références des masques barrières et seront donc cités à ce titre.

En second niveau, la notion de masques artisanaux, faits à la maison ou par des entreprises, du secteur textile en particulier, a vu le jour, se dégageant de la volonté croissante du grand public de se doter de moyen de protection. Tout d’abord considérés comme peu utiles, ils ont progressivement été considérés comme un palliatif intéressant à l’absence de solutions plus élaborée.

Réalisés dans quelques catégories de textiles pouvant se trouver facilement, les masques artisanaux et les masques dits alternatifs seront dans certains cas lavables et réutilisables, un nombre de fois restreint mais dépassant au moins cinq séquences (AFNOR S 76-001).

Dans une autre partie de la production industrielle, il existe aussi des solutions durables et ajustables, d’usage quasi permanent, proposées aux professionnels ainsi qu’au grand public. Ce sont les masques de protection anti-nuisances, telles que rencontrées dans la construction, le travail des métaux et des peintures, l’épandage, le recyclage, etc. Par ailleurs, des conversions de masques de différentes origines sont faites, tels que les produits de plongée avec adaptateurs.

Du point de vue de la Biomesure, nous avions indiqué il y a quelques années que les équipements de protection respiratoire deviendraient inéluctablement un terrain d’application pour l’équipement de capteurs.

Nous pensions aux cas pour lesquels le monitoring en temps réel peut s’avérer vital : pompiers et intervenants en milieux dangereux et d’une façon plus générale à l’intérêt de pouvoir retracer des expositions à des produits toxiques ou polluants.

Des masques de nouvelle génération, disposant de fonctions d’objets connectés devaient être proposés comme sujet de développement dans le cadre de nos travaux sur ce que l’on nomme maintenant « l’E-santé ».L’urgence du moment fait accélérer le travail sur ce sujet, en lui ajoutant la contrainte particulière de la préservation de ce qui est brutalement devenu une ressource essentielle.

 

La production d’objets consommables.

Les masques de protection, dits barrières, sont efficaces, peu coûteux et fonctionnels.

Mais, du point de vue de l’intégration moderne, ils sont aussi des reliques du passé. Hormis l’adoption de matériaux nouveaux, ce qui les a rendus plus efficaces d’un point de vue scientifique, essentiel, ils n’ont connu aucune véritable évolution depuis des siècles.

Les masques barrières sont fabriqués en grande quantité à partir de bobines de différents matériaux, qui sont superposés, assemblés et découpés en carrés.

Les carrés de matière sont ensuite pliés, dotés d’élastiques et emballés par sachets eux-mêmes placés dans des cartons avant d’entrer dans la phase logistique. Une date de péremption, les marquages normatifs et les indications fabricants sont imprimés sur les masques.

Les machines utilisées permettent le défilement, l’assemblage et la découpe en très grande cadence. D’une certaine façon les masques barrières sont les versions hospitalières de nombreux objets à usage unique tels que les pailles en plastique, les gobelets de fast-food, les assiettes de pique-nique.

Des objets coûteux en transport et en stockage, durs à recycler, encombrants en quantités, de plus en plus souvent rejetés par les nouvelles normes environnementales. Les masques sont faits pour recueillir de la toxicité avérée, ce qui nécessite une surveillance particulière de leur fin de cycle utile.

Masque de nouvelle génération

Des exigences nouvelles vont voir le jour, parmi celles-ci l’aspiration à une protection réelle contre les nuisances aérologiques est sans doute la plus évidente.

Or, les masques faits maison et les masques barrières sont principalement conçus pour protéger depuis la bouche vers l’extérieur. Seuls les masques filtrants font le travail dans les deux sens.

Si le grand public, ce qui sera encouragé, prend l’habitude de porter un masque dans les circonstances conseillées, nous assisterons à une explosion de demande pour des filtres efficaces.

La période que nous vivons nous conduit à poser la question suivante : comment faire entrer cet objet devenu indispensable dans une logique de valeur ajoutée sanitaire pour les utilisateurs, de pertinence économique pour les industriels locaux et de fonctionnalités  avancées pour toutes les catégories d’usagers ?

Si possible en supprimant les affres des pénuries et des désordres dans le stockage, la distribution, l’utilisation, la collecte et le recyclage ?

Le concept de masque de Biomesure dont nous proposons les grandes lignes est une réponse privilégiant la protection de la ressource médicale tout en la renforçant de fonctions innovantes permettant de le faire entrer dans l’ère de l’E-santé.

Il devra combiner les avantages suivants :

  • Offrir une excellente protection
  • Ne pas être exposé aux risques de pénuries
  • S’adapter à tous, soignants, patients, collecteurs et grand public
  • Personnalisable et confortable
  • Renouvelable simplement
  • Devenir à terme une source d’information.
  • Rassurer l’utilisateur ainsi que ceux qu’il croise
  • Être d’un usage simple
  • Offrir un meilleur coût d’exploitation
  • Gérable en stock dans de meilleures conditions
  • Simplifier le recyclage des parties consommables
  • Proposer une gamme d’accessoires utiles
  • Rester fonctionnel quand plus rien ne marche
 

Concept général

L’idée générale est la suivante : comme nous peinons à produire des objets jetables, autant en faire une version durable, pérenne, réutilisable et offrant des fonctions complémentaires.

La matière première filtrante s’est avérée très précieuse. Son coût extrêmement bas crée une illusion d’abondance, brutalement dissipée en cas de forte augmentation de la demande. Ce sont alors les moyens de production, saturés, qui bloquent la réalisation de masques en quantité.

Il est donc intéressant de chercher une méthode qui économise de la matière et évite d’en gâcher, en l’utilisant par parties utiles, sans continuer à en jeter les neuf dixièmes.

La production de masques est un travail de très grande série, réputé générer une faible valeur ajoutée, sauf en périodes de pénuries, autant les valoriser afin de rendre leur fabrication de nouveau rentable près des centres d’utilisation.

Le masque est un objet de protection intime, voire vitale, autant en faire un outil personnel responsabilisant, dont l’utilisatrice ou l’utilisateur sera consciente de l’importance.

Comme le monde actuel et celui qui s’augure sera traversé de crises sanitaires et environnementales pendant quelques décennies au moins, la possession d’un ou plusieurs masques personnels permettra à leurs détenteurs d’apprendre des gestes utiles complémentaires à ceux de leur protection privée.

Pa analogie, nous pourrions dire que le masque de protection va passer, technologiquement, de la paire de tongs en corde tressée (fort agréables pour autant) au concept du véhicule électrique intelligent. Les deux vous transportent, mais dans des conditions différentes.

Le masque de Biomesure se présente comme la combinaison d’éléments durables et personnalisables, associé avec un élément filtrant réalisé dans une matière appropriée, identique de celle des masques FFPn existants ou en tissus alternatifs.

La matière filtrante est utilisée pour la partie réduite à la respiration et ne concerne plus l’ensemble du masque.

  1. Le masque se compose d’une partie personnelle et de filtres consommables, réutilisables ou recyclables.
  2. Il devient un outil permanent ayant un propriétaire. La matière filtrane est conditionnée en bobines, sachets ou capsules, ce qui induite une forte économie.
  3. Cette matière reste celle des masques classiques, mais pourra facilement évoluer dans le temps
  4. Une pose est un morceau de « masque » utilisé pendant une période donnée
  5. Dans l’équivalent surface d’un masque, plusieurs poses peuvent être produites (par un facteur compris entre 6 et 16, voire plus…
  6. Les filtres pourront être emballés comme des lingettes afin d’augmenter leur durée d’utilisation
  7. Leur stockage sera moins encombrant, en production, en transport et en recyclage.

Dans la suite du document, la pièce filtrante utile est dénommée « pose ».

Composition

Il est composé de trois parties : le mufle, la cassette et le filtre.

Illustrations, de haut en bas – Mufle – Cassette – Filtre – Boite de filtres.

Le mufle est en principalement en dur, il sert de bouclier aux projections et de réceptacle au filtre. Un bourrelet souple permet de le rendre confortable et ergonomique.

La cassette permet d’insérer une matière filtrante de haute performances, issues des matériaux des masques médicaux ou assemblée suivant les normes ou spécifications en vigueur.

Un filtre, ou pose, correspond à l’utilisation d’un masque classique : 3 à 4 heures avant remplacement (et nettoyage), mais n’utilise qu’une fraction de sa matière première.

Les filtres sont proposables en plusieurs qualités et usages, ils ne sont pas contingentés à la seule application Covid-19.

Le MdB 3 Mono-Pose est un objet personnel et durable.

Il est léger, environ 120 grammes.

Son nettoyage se fait au désinfectant classique, il supporte les UV et les Micro-ondes.

Responsabilisant, il résout le problème de pénurie de matières premières tout en ouvrant les perspectives de masques modernes, personnels et connectés (avec capteurs intégrés).

Un masque permanent professionnel pour les personnes exposées.

Protection frontale, respiration latérale, anti- projections

Avantages pour les pros ... et les autres

Aujourd’hui

  • Permanent : nettoyés et désinfectés, le bouclier et le mufle sont utilisables plusieurs années,.
  • Durable : élément filtrant remplaçable, par pose ou par ruban de poses
  • Polyvalent : la plupart des types de filtres sont acceptés
  • Rentable : supprime le gâchis de matière filtrante
  • Responsable : le MdB  est un outil personnel, comme des lunettes

Demain

  • Evolutif : les filtres peuvent être traités avec des révélateurs
  • Utile : en tant qu’outil de prélèvement et de mesure
  • Connectable : dispose de porte capteurs et de cases à équipements*
  • Informatif : évolue en tant qu’objet connecté, durées et conditions d’utilisation

Prêt pour tout le monde

  • Professionnels de santé : plus besoin de courir après l’équipement
  • Professionnels d’accompagnement : une protection de haut niveau
  • Gestionnaires : cauchemars « approvisionnement & logistique » à oublier
  • Chercheurs : des milliers d’informations dans un volume réduit*

* En version Néocapteurs®

Et ensuite ? Des capteurs !!!

Le masque est destiné à devenir un objet de Biomesure actif entrant dans la catégorie de ce que nous nommons les Néocapteurs, objets connectables présentant des caractéristiques de fortes évolutions techniques et fonctionnelles par rapport à leurs prédécesseurs.

En parallèle à l’étude de sa fonction première, la protection aérologique, le masque de Biomesure pourra être doté d’une microélectronique lui conférant des qualités de prise d’information et de communication.

Ces versions seront les formes les plus abouties, mais pas les plus immédiatement disponibles, les masques sans capteurs pourront, si nécessaire, être rééquipés par la suite.

Exemples non exhaustifs :

  • Un capteur sur circuit doté d’une optique macro et de leds.
  • Une adresse physique unique
  • Une interface physique USB-c pour communication et recharge
  • Des interfaces pour des capteurs physico chimiques optionnels
  • Une application sur smartphone ou PC pour la gestion des événements

Illustrations :

Case à équipement pouvant être placée dans un mufle, comportant un thermomètre, un hygromètre, un compteur de respirations.

Composant optique et microflashs, placé dans le nez, en amont des flux d’air permettant de prendre des clichés des filtres avant, pendant et en fin d’utilisation pour permettre l’analyse de l’opacité, des poussières ou tâches, de l’humidification, etc.