Machine à laver les masques

Marre de laver votre masque après chaque utilisation ?

Voici LA solution pratique, simple et efficace :

«  LAVAMASK » 

Rapide, robuste et écologique, nous avons mis au point cette machine qui peut régler tous vos problèmes de désinfection de masques en tissu. Combinant un fonctionnement mécanique et électrique, il vous suffit de brancher la prise et d’un simple mouvement de bras pour assurer la propreté de votre masque.

Nous vous assurons le gain de temps et d'énergie.

Fini avec cette corvée ! 

Votre santé, notre priorité!

Introduction

L'apparition du virus SARS-CoV-2 entre octobre et décembre 2019, a boulversé l'année 2020. La maladie à coronavirus 2019 connu sous le nom de COVID-19 est particulièrement virulente. En seulement 2 mois, cette maladie s'est propagée modialement, engendrant une crise sanitaire internationale. Le 11 mars 2020, l'OMS la classifie en tant que pandémie. De nombreuses mesures de protections sont mises en place au quatres coins du monde. En France, comme dans de nombreux pays, il en suit deux confinements, afin de réduire le nombre de cas contaminés et la surcharge des hôpitaux.

L'une des mesures de protection contre la Covid-19 est : le port du masque. Aujourd'hui encore, le masque est obligatoire dans les lieux publics clos sous peine d'une amende de 135 € (voir l'article : Port du masque : ce qu'il faut savoir).

Il existe de nombreux types de masques, mais les deux principales catégories sont les masques jetables (ou masques à usage unique) et les masques lavables (généralement des masques en tissu).

D'après un sondage réalisé le 15 janvier 2020 sur 35 personnes, 34% préfèrent les masques jetables et 66% favorisent le masque lavable.

Le lavage du masque en tissu doit respecter certains critères. Les plus récurrants sont :

• la désinfection préalable du masque (soit par trempage dans de l'eau chaude généralement entre 60°C et 80°C pendant 15 minutes minimum, soit par pulvérisation de solution hydroalcoolique, soit par attente d'une durée d'environ 3 jours),
• un lavage à la température de désinfection (ou inférieure),
• un lavage dit "à la main" (critère qui n'est pas mentionné sur tout les masques).

Bien que pour les familles, le lavages des masques soit simple : dans la machine à la fin de la semaine, ce n'est pas forcémént le cas, pour ceux qui vivent seuls ou ceux qui n'ont pas assez de masques pour tenir entre deux lessives. Notre objectif était donc de répondre au besoin suivant : laver son masque le plus tôt possible après son utilisation tout en respectant les restrictions imposées. Pour ce faire, nous avons décidé de créer une machine permettant de laver les masques en quantité réduite (1 ou 2 à la fois)

Etude de l'existant

A la date du lancement de ce projet, il n'y avait pas de modèle déja existant.

A la date d'aujourd'hui, nous n'avons toujours rien trouvé à ce sujet.

Analyse fonctionnelle

1 - Recherche du besoin fondamental du système

Figure 1 : Bête à corne du système

Pourquoi le système existe-t-il ?

• Parce que l’Homme a besoin de masques en cette crise sanitaire.
• Parce que les masques en tissu sont à usage multiple et doivent être lavés sous certains critères.
• Parce que l’Homme ne peut pas réutiliser un masque possiblement contaminé.

Pour quoi ce besoin existe-t-il ?

• Pour retirer les saletés et les germes d’un masque à usage multiple après chaque utilisation.

Qu’est-ce-qui peut le faire évoluer ?

• Démocratisation du masque lavable.
• Système multifonction : Lavage + séchage de masques .
• Système multifonction : Désinfection + lavage.
• Rajout du système de chauffage de l’eau et de contrôle de température.
• Evolution du virus.
• Reprise des échanges de masse entre pays (migration des populations par exemple).
• L’évolution de la forme des masques.
• Non-respect des mesures de protection.

Qu’est-ce qui pourrait le faire disparaître ?

• L’immunisation du corps humain face à la menace sanitaire.
• Découverte d’un vaccin.
• Disparition du virus.
• Généralisation de l’usage du masque jetable.
• Création d’un masque auto-nettoyant.
• Généralisation des visières de protection.
• Généralisation d’un courant de pensée qui rejette l’utilité du port du masque/l’existence du virus.

Dans sa forme actuelle, le besoin est-il validé ?  OUI

Pourquoi?

• Peu de chance que le virus disparaisse d’ici quelques semaines.*
• Encourager les gens à arrêter d’utiliser les masques à usage unique → Moins de pollution.**

*N.B. : Il est très difficile de prédire la durée de validité de notre produit dans un tel contexte. En effet, l’évolution de la situation peut être bouleversée à tout moment en fonction des mesures gouvernementales, internationales, mais aussi du comportement de chacun. La seule chose dont nous somme sûr est que la période de quarantaine est de deux semaines donc notre produit serait valable au moins deux semaines.

** Il est nécessaire de réaliser une étude approfondie sur la durée de vie des masques lavables, leur recyclage, la pollution qu'il libère à chaque lavage (ACV). Sachant qu'il existe de nombreux types de masques lavables, il est impossible de porter un jugement clair sur l'écoresponsabilité des masques lavables par rapport au jetables. Néanmoins, on trouve plus rarement un masque lavable sur le sol de la rue qu'un masque jetable.

2 - Recherche du besoin fondamental du produit

Figure 2 : Bête à corne du produit

Pourquoi le produit existe-t-il ?

• Parce que le masque nécessite un entretien rigoureux consommateur en temps, énergie et attention.
• Pour que l’utilisateur n’ait pas à attendre pour nettoyer ses masques (la machine à laver contient un grand volume donc on attend de le remplir avant de nettoyer).

Pour quoi ce besoin existe-t-il ?

• Pour rendre le masque réutilisable tout en nécessitant le moins d’interaction venant de l’homme.
• Pour laver le masque après chaque utilisation.

Qu'est-ce qui pourrait le faire évoluer ?

• Autonomie grâce à une partie électrique qui chauffe l’eau.
• Sécher les masques immédiatement après leur lavage.
• Évolution de la forme des masques.

Qu’est-ce qui pourrait le faire disparaître ?

• Tout ce qui pourrait faire disparaître le système.

Dans sa forme actuelle, le besoin est-il validé ? OUI

Pourquoi ?

• Peu de chance que le virus disparaisse d’ici quelques semaines*.
• Encourager les gens à arrêter d’utiliser les masques à usage unique → Moins de pollution**.

3 - Recherche des milieux extérieurs et des fonctions de bases en phase d'utilisation et de repos

Figure 3 : Diagramme pieuvre en phase d'utilisation

Figure 4 : Diagramme pieuvre en phase de repos

Figure 5 : Tableau des fonctions

Premières ébauches, brainstorming et difficultés rencontrées

Afin de réaliser notre machine lave-masques, nous avons d'abord esquisser quelques croquis et imaginer ce à quoi pouvait ressembler notre machine.

Nous nous sommes d'abord beaucoup inspirer du principe de tambour de la machine à laver ordinaire, d'essoreuse à salade et hachoir mécanique (cf. l'ensemble de croquis joint ci-dessous).

Figure 6 : Collection de croquis

Puis nous rendant compte que le système serait remplit d'eau, il aurait été difficile de faire tourner tout un ensemble interne au système. Nous avons alors opter pour une solution en "tige" afin de limiter la résistance à l'eau lors de notre opération de lavage (roatation ou translation de l'ensemble de lavage dans un milieu aqueux).

Après une entrevue avec le professeur, nous avons aussi pensé à ajouter la fonctionnalité chauffante de notre système et nous avons envisagé l'utilisation d'un agitateur magnétique pour permettre un lavage sans contact direct avec le masque (c'est l'action de l'eau qui permet de reirter les germes, bactéries et saletés du masque). Nous avons abandonner cette dernière idée car il fallait le support de l'agitateur en plus du support de bouilloire et bien qu'il existe des plques d'agitateur chauffante, nous avons opter pour une méthode plus "manuelle". Nous avons cependant conserver l'idée de chauffage de l'eau en nous inspirant du système de bouilloire.

A ce jour, il nous reste un obstacle : la résistance chauffante ne se règle pas,  le seuil de température auquel d'arrête notre système est 100°C. Ainsi, malgré toutes nos recherches afin d'abaisser ce seuil de température, notre FP2 (voir la figure 5) n'est pas respectée. Il existe néanmoins une solution pour que l'eau soit à la bonne température pour la désinfection et le lavage. Il suffit de mélanger un certain volume d'eau bouillante avec un certain volume d'eau froide du robinet pour atteindre approximativement une température de 60°C à 80°C. On peut marquer ces volumes à l'intérieur de notre machine, ainsi, on remplit jusqu'au premier marquage et on fait bouillir, puis on remplit avec de l'eau froide du robinet jusqu'au second marquage. Ainsi, nous pouvons démarrer la résistance et l'arrêter après 2 minutes de marche.

Nous avons aussi rencontré quelques soucis lors de l'assemblage de nos pièces. Nous avons eu un problème de contact entre la résistance et sa broche d'alimentation dû à un espacement entre la surface cylindrique de notre coque et la surface de contact pleine de notre résistance. Ce qui nous a amené alors à produire une plaquette ayant les mêmes dimensions que notre broche d'alimentation à l'aide de la machine de découpe laser. Ensuite, nous l'avons collée à l'intérieur de notre pièce. Puis, nous avons enlevé la surface cylindrique inutile.

Nous avons été exposés à un autre problème et dans celui de l'étanchéité de notre pièce. En effet, en remplissant notre cylindre avec de l'eau, celle-ci fuyait de la partie de l'alimentation. Nous avons ainsi rajouté de la colle chaude autour pour essayer d'avoir de l'herméticité, ce qui n'est toujours pas assuré à 100%.

Notre produit se ferme facilement mais l'ouverture était un peu plus compliquée. Nous avons alors rajouté 2 anneaux sur le couvercle jouant le rôle de poignée pour pouvoir tirer notre couvercle vers le haut et ouvrir notre machine à laver.

Modèle retenu

1 - Croquis et premier dimensionnement

Figure 7 : Croquis du premier dimensionnement

2 - Modélisation des pièces et utilité

Dans cette section, on peut voir chaque pièce ainsi que son utilité.

• Coque

Figure 8 : Modélisation de la coque

La coque correspond au contenant. La résistance chauffante est placée à l'intérieur de la coque et ses câbles sont placés dans le compartiment supplémentaire prévu à cet effet. Les dimmensions de cet espace supplémentaire ont été prévues de façon à reproduire l'encoche présente sur la bouilloire où nous avons prélever la résistance. Ce compartiment nous est aussi utile pour réaliser la connexion électrique de notre système.

• Plaque de niveau

Figure 9 : Modélisation de la plaque de niveau

La plaque de niveau est utile afin d'empêcher le masque de toucher la resistance. Elle correspond au "fond" de la zone exploitable pour nettoyer le masque. Il était necessaire de la faire suffisamment percée afin de permettre à l'eau de bouillir le plus rapidement possible. Cependant, il ne fallait pas qu'il y ait trop de trous ou des perçages trop grand de façon ce que la plaque soit suffisement résistante à la sollicitation de la tige et que les elastiques du masque ne descendent pas dans la zone de la résistance.

• Couvercle

Figure 10: Modélisation du couvercle

Le couvercle comporte une demi-boule utile afin de verrouiller la fermeture du contenant. En effet, cette demi-boule entre dans une encoche en forme de L présente à l'intérieur de la coque. Un fois au bout de ce L, la fermeture est sécurisée.

• Tige

Figure 11 : Modélisation de la tige

La tige correspond à notre système de nettoyage. Afin de nettoyer notre masque, nous avons choisi de placer des demi-sphères en relief pour ajouter de la texture à la surface de nettoyage. Cette surface agit par frottement sur les parois du masque et retire les impuretés pareillement au frottement du masque avec les articulations des phalanges. La plateforme au bout de la tige est trouée pour faciliter la circulation de l'eau.

Il est possible de nettoyer le masque de 2 manières :

- action de compression (lever et baisser la tige)

- action de frottement (tourner la tige)

• Poignée

Figure 12 : Modélisation de la poignée

La poignée est utile pour permettre l'action de compression, mais elle sert avant tout à terminer l'assemblage du couvercle.

• Anneaux:

Figure 13: Modélisation des anneaux d'ouverture

Les 2 anneaux ont été collées sur le couvercle de notre produit et ils nous servent de poignées pour pouvoir tirer le couvercle et ouvrir la machine à laver. 

• Modélisation de l'assemblage

Figure 13 : Modélisation de l'assemblage en position ouverte

3 - Produit final

Figure 14.A : Photo du système en situation de marche

Figure 14.B : Photo du système ouvert (de gauche à droite : socle, sous-assemblage de la coque, sous-assemblage du couvercle)

Conclusion

Dans l'ensemble, ce projet a été très constructif. Il nous a permis d'en apprendre d'avantage sur le travail d'équipe et l'organisation des tâches. Nous avons aussi du prendre en considération la disponibilité des machines et la communication entre groupes afin de mener à bien notre projet. Nous nous sommes familiarisé avec certaines machines du Fablab, que nous pourrions retrouver ultérieurement dans notre formation ou profession.

Bien que la propriété principale de l'étanchéité de notre système ne soit pas atteinte de la manière dont nous l'aurions souhaité, nous sommes satisfaits du rendu des impressions 3D et la fonction de la résistance est bien assurée.

L’organisation du travail a été très importante pour mener à bien notre projet. En effet, nous avons dû faire face à un travail de recherche et d’analyse très dense, ce qui nous a obligé à nous organiser en conséquent. 

Lors de ce projet, l'un des points clé, en cette situation de crise sanitaire, a été la communication interne du groupe et la prise d'initiatives. Dans notre cas, cela se traduit notamment par la suppression de certaines fonctionnalités (non évoquées dans cet articles car nous avons choisi de ne pas les poursuivre pour des raisons de temps principalement) et la simplification de notre système. Ainsi, si nous étions amenés à poursuivre ce projet plus tard, nous aimerions complexifier un peu notre système et étudier de manière plus approfondie la résistance de l'eau sous différentes actions. Il serait intéressant de développer la capacité de notre système à réchauffer l'eau à une température souhaitée, mais aussi d'autres fonctionalités telle que l'évacuation des eaux ou le fonctionnement du système en général (développer les systèmes que nous avons abandonner en route en raison de leur complexité). 

Ceci dit, nous pensons que ce  travail fut, pour nous,  une expérience trés enrichissante du point de vu humain, nous avons appris à travailler en groupe, à présenter nos accords et désaccords, mais également d'un point de vue intellectuel à savoir mettre au point une étude de A à Z et à contrer toutes les difficultés rencontrées tout en veillant à appliquer concrétement nos connaissances déjà acquises et à en chercher d'autres pour résoudre nos problèmes.

Enfin, ce projet fut l'occasion de travailler dans les même conditions qu'un ingénieur : travail de groupe sur un long terme avec différentes deadlines. Ce qui présente une opportunité d'apprentissage et de savoir faire énorme qui dépasse largement les modalités d'évaluation classiques qui consistent seulement à réciter le cours, sans se sentir forcément impliqué.

Mis à jour le 26 janvier 2021 à 9:44