Une étudiante au doctorat de Concordia découvre que les masques chirurgicaux sont plus efficaces avec un cadre imprimé en 3D
Après quelques mois de recherche à temps partiel, l’étudiante au doctorat de Concordia Nathalie Duponsel a établi que les masques chirurgicaux sont encore plus efficaces lorsqu’ils sont portés avec un cadre imprimé en 3D.
Doctorante en technologie éducative, Nathalie Duponsel mène des recherches sur l’éducation pragmatique, les avantages du design fait maison et l’optimisation des classes pour faciliter l’apprentissage des élèves. Elle est également enseignante certifiée au primaire et possède de l’expérience concrète en enseignement à tous les niveaux, de la garderie à l’université.
Selon Mme Duponsel, le projet de recherche sur les masques a été initié en réponse aux pénuries d’EPI (équipement de protection personnelle) lors de la première vague de la pandémie de COVID-19, alors que de nombreux professionnels de la santé et de travailleurs de première ligne œuvraient sans protection adéquate. Beaucoup de personnes ont commencé à chercher des solutions de rechange temporaires à l’EPI, en particulier en utilisant des fournitures imprimées en 3D comme des visières ou en cousant des masques en tissu.
« Malheureusement, l’efficacité de la plupart de ces initiatives ne pouvait pas être testée, ce qui pouvait exposer les professionnels de la santé et les travailleurs de première ligne au virus, explique Mme Duponsel. Notre objectif avec ce projet était de faire ce qui est impossible pour la plupart des fabricants : tester quelques-unes des idées les plus populaires et les plus prometteuses en matière de filtration et d’efficacité des masques au moyen d’une technologie de pointe. »
« Un masque chirurgical certifié devrait fonctionner comme un masque respiratoire N95 »
Grâce à la collaboration de l’équipe de l’Institut de recherche Robert-Sauvé en santé et en sécurité du travail et à une bourse Mitacs, Mme Duponsel et ses collègues ont été en mesure de tester l’efficacité de divers modèles d’EPI.
« J’ai commencé par analyser les produits existants, » explique Mme Duponsel qui s’est d’abord penchée sur les respirateurs imprimés en 3D qui utilisent des filtres, car ils sont durables et requièrent des quantités minimes de matériel de filtration. Mais elle a vite réalisé qu’ils sont difficiles à fabriquer, inconfortables à long terme et pas assez respirants. Mme Duponsel a ensuite découvert une idée de cadre pour masque sur Thingiverse, un site Web sur lequel les fabricants partagent leurs fichiers de design 3D.
« Les masques chirurgicaux certifiés étaient beaucoup plus accessibles, mais n’étaient pas aussi hermétiques que les masques respiratoires N95, raconte Mme Duponsel. Je me suis dit que si nous pouvions créer ce sceau hermétique en utilisant quelque chose comme un cadre pour masque, alors un masque chirurgical certifié devrait fonctionner comme un masque respiratoire N95 contre la COVID-19. »
Après avoir testé le cadre trouvé sur Thingiverse, Mme Duponsel a pu prouver que c’était bel et bien le cas.
« Le seul problème, c’est que le cadre était rigide et appliquait une pression douloureuse sur mon nez et ma mâchoire, alors je l’ai modifié pour le rendre en partie plus souple. C’était aussi efficace et beaucoup plus confortable. »
Afin de communiquer ses avancées au public, Mme Duponsel a rédigé un article Instructables qui explique comment imprimer le cadre pour masque et le préparer.
De l’EPI au matériel éducatif 3D
La nature multidisciplinaire de l’équipe, composée de six membres, a rendu l’initiative possible. Ann-Louise Davidson, professeure agrégée en éducation, directrice du laboratoire d’innovation et titulaire de la chaire de recherche de l’Université Concordia en culture maker, a dirigé le projet. Les autres membres étaient Barbara Layne, professeure en fibres et pratiques matérielles; Ali Bahloul et Clothilde Brochot, deux experts en ingénierie de la filtration et la stagiaire boursière de Mme Duponsel, Ryth Kesselring, étudiante à la maîtrise en beaux-arts.
Avant le début de sa collaboration avec la professeure Davidson en 2017, Mme Duponsel n’avait jamais touché à une imprimante 3D, mais elle est devenue très douée dans ce domaine à la suite de sa participation à des ateliers de fabrication et de son apprentissage autonome.
Son intérêt pour l’impression de produits 3D ne s’arrêtera pas à la fin du projet d’EPI. L’un de ses projets à venir portera sur la fabrication de matériel pédagogique 3D pour les enfants ayant une déficience visuelle.
« J’enseigne au primaire, je ne suis donc pas ingénieure ni physicienne, mais grâce aux ressources en ligne et à une équipe comme la mienne, j’ai pu apporter une contribution qui pourrait sauver quelqu’un, explique Mme Duponsel. Tout le monde devrait avoir ce type de possibilité, c’est pourquoi je travaille si fort pour que les écoles perfectionnent les compétences de design des élèves dès le départ. »
Renseignez-vous sur le Département des sciences de l’éducation de l’Université Concordia.
