A3D L’Atelier numérique a été sollicité au printemps 2017 par Lauriane, la maman d’Alyssa, qui est une petite fille atteinte d’amyotrophie spinale afin de réaliser des supports de bras en impression 3D. L’objectif était de réaliser des supports de bras qui permettent à Alyssa d’acquérir une nouvelle autonomie en l’aidant à lutter contre la force gravitationnelle. Ces supports, fixés au fauteuil d’Alyssa lui permettent d’amplifier ses mouvements à l’aide d’élastiques.

Qui est Alyssa?

Alyssa est une petite fille de 4 ans atteinte d’amyotrophie spinale intermédiaire de type 2. Elle est originaire de Vertaizon, commune située à proximité de Clermont Ferrand. L’Amyotrophie spinale est une maladie dégénérative voisine de la myopathie. Alyssa ne fabrique pas de protéines et ne peut donc « nourrir » ses muscles qui s’atrophient peu à peu. Elle a donc une faible tonicité musculaire. Ses parents ont créé l’association Alyssa63 afin de l’aider dans son quotidien face à la maladie.

Le début du projet

Lauriane, la maman d’Alyssa, est membre d’un groupe de parents dont les enfants sont atteints de la même maladie qu’Alyssa. L’une des maman de ce groupe a découvert sur Internet un projet de support de bras antigravitationnel imprimé en 3D développé aux états-unis par Mike Taylor, un habitant du Nevada. Mike Taylor est le papa d’une petite fille, Kaylee, lourdement handicapée. Il a développé un bras articulé pour permettre à sa fille de lutter contre la gravité.
Après avoir découvert le projet, Lauriane a contacté A3D L’Atelier Numérique pour voir s’il était possible d’adapter le projet pour Alyssa. C’est Pascale Chabal de A3D qui s’est occupée d’analyser la faisabilité du projet.

Etude du projet

Le projet a été développé par un papa amateur dont l’objectif était d’aider sa fille atteinte d’un handicap différent de celui d’Alyssa. Il a expliqué son histoire et mis à disposition quelques fichiers CAO sur un site de partage DIY appelé Hackaday.
L’enjeu a donc été de savoir si le projet était réalisable en impression 3D et transposable pour le handicap d’Alyssa (qualité des dessins CAO, quantité des pièces, fiche détaillé du projet, bras fonctionnel pour le handicap d’Alyssa?)

Adaptation du projet

Un certain nombre de fichiers mis à disposition n’étaient pas imprimables en l’état, il a donc fallu les modifier, réparer les fichiers, ou redessiner les pièces.
Il a également été nécessaire de commander la visserie : au total chaque support de bras comporte une quinzaine de pièces imprimée en 3d, une quarantaine d’éléments de visserie (écrous et boulons…) ainsi qu’une vingtaine de roulements à billes.
Enfin, il a fallu imprimer chaque pièce en 3D avant l’assemblage des pièces.

Choix des matériaux

Dans un premier temps, Mike avait imprimé les pièces de son support de bras en PLA
(acide polylactique) par méconnaissance de ces propriétés mécaniques bien insuffisantes pour cette application.
Il est vite venu à imprimer l’ensemble des pièces des supports de bras en ABS (acrylonitrile butadiène styrène) pour assurer une meilleur solidité et une meilleure résistance.
Compte tenu de son expérience dans l’impression 3D, A3D L’Atelier Numérique a choisi d’imprimer les pièces en ABS renforcé dont les propriétés sont supérieures à celles de l’ABS.
Pour la visserie, le choix s’est porté sur des boulons en inox avec une tête à empreinte hexagonale : l’objectif est de permettre un montage/démontage facile par clé allene.
Enfin, il restait à trouver les élastiques pour permettre l’articulation de l’ensemble et le choix à été arrêté sur des élastiques en silicone qui offre une résistance à l’usure et une dureté élastique limitant le retour.

50 heures d’impression par support

L’impression des 15 pièces du support de bras a été réalisée sur une imprimante 3D professionnelle. Dans le cadre de ce projet, l’utilisation de l’impression 3D a permis de prototyper plus facilement les pièces qui nécessitaient d’être modifiées par rapport au projet original. Ainsi la mise au point du premier support de bras a pu se faire sur 3 mois et en 2 rendez-vous avec Alyssa. Cette phase de prototypage a été considérablement raccourcie grâce à la technologie de l’impression 3d.

Au total, 50 heures ont été nécessaires pour imprimer le support de bras droit.

Essayages et mise au point

Au premier essayage, nous avons pu vérifier que le principe fonctionnel que nous avions imaginé était bien adapté pour le handicap d’Alyssa. Le support de bras lui permet de lutter contra la force gravitationnel et lui offre la possibilité d’acquérir de nouveaux mouvements tout en renforçant sa tonicité musculaire.

L’une des principales difficultés a été d’adapter la fixation du support de bras au fauteuil d’Alyssa car les montants de son fauteuil ne sont pas verticaux. Certaines pièces ont donc été redessinées pour permettre une parfaite horizontalité du support de bras.

Une autre difficulté consistait à trouver une astuce pour reposer l’avant bras afin que le support soit confortable tout en offrant une résistance suffisante à une utilisation intensive. Nous avons choisi de recycler des protèges-tibias et de les habiller avec une housse lavable.

Enfin, nous avons du réduire la longueur du support de bras pour qu’il s’adapte à la taille du bras d’Alyssa.

Après une nouvelle modification de 4 pièces du bras, nous avons enfin imprimé la version finale des pièces composant le support de bras et procédé au montage.

Au cours du deuxième essayage nous avons pu constater que le support était parfaitement adapté et qu’il permettrait notamment à Alyssa de dessiner des cercles et de pâtisser dans le futur avec sa maman!

Le support de bras gauche sera imprimé en miroir sur les mêmes bases que le support de bras droit.

Les supports ont été conçus pour être évolutifs : ils sont composés de pièces qui s’emboîtent comme les maillons d’une chaîne. Ainsi, lorsqu’Alyssa grandira, il suffira d’ajouter une pièce-maillon pour rallonger le support de bras.

Toute l’équipe d’A3D L’atelier Numérique est fière d’avoir réalisé ce projet et d’avoir pu aider Alyssa dans son quotidien.

Pour soutenir Alyssa et sa famille, n’hésitez pas à consulter le site Internet de l’association Alyssa63.