Projet sur les prothèses

Madame, Monsieur,
Nous sommes un groupe de 11 étudiants en 3ème année d’école d’ingénieur à Lille (HEI). Dans le
cadre de nos études nous réalisons un projet de 6 mois pour lequel nous avons choisi de développer
un système visant à aider les personnes amputées d’une jambe tout en proposant un système de
récupération et de conversion d’énergie.
En plus de répondre à la fonction de prothèse et cela grâce à des matériaux respectueux des
demandes environnementales actuelles, il est possible d’aller plus loin en cherchant à récupérer
l’énergie qui pourrait être produite par cette prothèse (énergie solaire, mécanique ou encore
cinétique et thermique) et en la transformant en énergie électrique.
Ainsi nous nous permettons de vous contacter pour obtenir d’avantages d’informations quant à
l’usage quotidien d’une prothèse et des limites de ces usages afin de savoir jusqu’où est-il possible de
pousser le concept en gardant la fonction première d’une prothèse.

Si vous le souhaitez, voulez-vous bien répondre aux questions suivantes, vos réponses nous seront très utiles :
- Qu’attendez principalement de votre prothèse de jambe ? (2 à 3 raisons)
- Pensez-vous qu’elle pourrait être améliorable ?
- Si oui, quelles seraient les éventuelles améliorations que vous voudriez lui apporter ?
- Si non, pourquoi ?
- Que penseriez-vous d’un système de récupération d’énergie produite par les actions
mécaniques que vous produisez sur cette prothèse ?
- Est-ce déplacé vis-à-vis de votre handicap ? Trouvez-vous cela trop intrusif ?
- SI vous vous aviez le choix d’utiliser l’énergie produite par votre prothèse, qu’en feriez-vous ? 

Merci d'avance pour votre aide, 
Claire Debut 
Elève HEI

Sans répondre directement aux questions, je dirais que nos prothèses actuelles restituent directement l'énergie lors des différentes phases de la marche. En gros c'est un ressort qui se comprime en phase d'appui et qui nous propulse lorsqu'il se détend.
Vouloir détourner cette énergie pour une utilisation externe serait pénalisant pour l'amputé.

Bonjour,
L'effet ressort de la lame de carbone est un moyen simple de restituer l'énergie très primaire et qui amène à être obligé d'utiliser la lame adéquate à l'effet ressort qu'on désire.
On pourrait envisager un système de récupération de l'énergie dans un  hypercondensateur avec une restitution sur un pied électronique.
D'autre part, récupérer la seule énergie de l'appui du poids du corps sur le pied n'est qu'une partie de celle qu'on fournit pour marcher.
Faire fonctionner un pied électronique pour remplacer la lame ne doit pas faire oublier le fonctionnement du genou.

On tourne en rond avec des systèmes hyper compliqués qui se substituent à la déconnexion de la prothèse avec le cerveau. et on obtient donc des systèmes autonomes à l'efficacité douteuse.
Le problème à résoudre et de connecter l'électronique de la prothèse au cerveau pour obtenir une bien meilleure efficacité qu'un système autonome qui doit analyser ce que le porteur désire obtenir comme résultat.

Ce que l'on attend (du moins pour moi) principalement d'une prothèse de membre inférieur, c'est de faciliter la marche. Donc il faut allier efficacité du matériel, et légèreté.
Pour un amputé fémoral, on estime que la dépense énergétique supplémentaire, par rapport à un valide, est de l'ordre de 70%... D'où l'importance du poids de la prothèse.
Un système de récupération d'énergie électrique implique une batterie pour stocker cette électricité. Donc un surpoids qui vient nuire à la qualité de la prothèse.
Donc à moins de pallier à ce soucis le projet semble compliqué.
Si toutefois, à poids de prothèse équivalent, vous arriviez à produire de l'énergie électrique, le seul intérêt serait, pour moi, de re injecter cette électricité dans 'à batterie du genoux électronique. Ce qui permettrait d' augmenter son autonomie, ce qui peut avoir un intérêt, lorsque on se retrouve 2 ou 3 jours sans électricité quelque en soit la cause, on si on oublie sons chargeur en partant en vacance.
Mais j'insiste bien sur le facteur poids qui est primordial.

Le problème de recharger une batterie c"est une perte importante de l'énergie récupérée et c'est bien pour ça que pour les VAE cette solution a été éliminée d'autant plus qu'il y a une nocivité de ce type de recharge pour la batterie.
Dans le cas des supercondensateurs (ou hypercondensateurs) c'est d'obtenir un système à recharge/décharge rapide avec peu de perte. Mais le seul intérêt est d'obtenir dans le cas d'un pied un bien meilleur résultat  qu'une lame carbone avec un pied adaptable à tous les besoins : marcher trotter courrir .. voire sauter.
La recherche sur les meilleurs supercondensateurs est en plein essor et c'est sans doute pour çà que leur mise sur le marché est difficile du fait de la pléthore  de solutions toutes meilleures les unes que les autres.
Du côté des batteries je viens de lire un article sur les échos qui fait part de la mise en test sur des scooters de livraison de batteries sodium-ion d'une durée de vie 10 fois supérieure à leurs équivalents lithium-ion et rechargeable en 5 minutes ...
Ce sont des batteries françaises produites par la société Tiamat
Wouahhh, le sodium il y en a plein la mer !!!
https://www.lesechos.fr/thema/transformation-energie/tiamat-va-industrialiser-des-batteries-a-recharge-ultra-rapide-1142298

Je n'ai pas cherché, mais tu connais peut être le poids de ces batteries

Bonjour RBK
Désolé pour cette réponse tardive. j'ai dû zapper la notification.
Actuellement la densité  électrique d'une Na-ion est inférieure à une Li-ion mais gageons que l'avenir améliore rapidement cette situation.

Bonjour,
Je reviens sur ce fil pour le développement des batteries Na-ion
Très bonne nouvelle
https://www.journaldugeek.com/2020/06/04/batterie-sodium-grand-pas-en-avant/