Agrégation externe SII - 2025 - Option SII et ingénierie mécanique - Épreuve de modélisation

Agrégation concours externe

Section : Sciences Industrielles de l’Ingénieur
Épreuve d'admissibilité
Option sciences industrielles de l'ingénieur et ingénierie mécanique

Support : Plate-forme de rééducation vestibulaire

Contexte

Chez certaines personnes, les troubles de la fonction vestibulaire peuvent entraîner des sensations de pertes d’équilibre. En effet, le système vestibulaire de l’oreille interne est responsable de l’équilibre et de l’orientation dans l’espace. Un dysfonctionnement de cet organe sensoriel provoque des vertiges incontrôlables et parfois lourds de conséquences pour les personnes qui en souffrent.

Afin de soigner ces troubles, l’entreprise Grassoise Framiral a développé et breveté la plateforme Multitest Balance Control. Elle est utilisée par le personnel médical pour effectuer des bilans vestibulaires et des exercices ciblés de rééducation.

Les bilans vestibulaires consistent à analyser l’équilibre du patient quand la vue et/ou la sensation de stabilité du sol sont modifiés. Ainsi, la plateforme Multitest Balance Control permet de réaliser des tests faisant varier la stabilité du sol afin de diagnostiquer les troubles de l’oreille interne (Figure1).

La plateforme permet également, par des mouvements contrôlés du plateau, de réaliser des exercices de rééducation.

Exigence globale du système

Les principales exigences de ce système pour un usage en test ou en rééducation sont définies sur la Figure 2.

Architecture globale du système

La plateforme Multitest Balance Control est composée de six sous-ensembles (Figure 3) :

Pour permettre au patient de monter sur le système, le plateau est maintenu en position haute et stable par le système de levage. Le patient accède ensuite au plateau par l’escalier. Le châssis supérieur le protège des chutes. Au cours des phases de test, le plateau est suspendu par des ressorts et peut être mis en mouvement par l’intermédiaire de vérins pneumatiques verticaux et horizontaux.

Présentation des problématiques et de l’objectif général du sujet

Le sujet porte sur l'étude des performances de la plateforme de rééducation vestibulaire respectant les exigences données par le diagramme en Figure 2.

Les parties composant ce sujet ont pour objectif de valider la structure retenue pour la plateforme Multitest Balance Control au regard des exigences suivantes décrites sur la Figure 2.

• Maintenir le plateau en position haute stable sans détérioration du système (exigence 1.3.1, Partie 2).
• Atteindre toutes les positions verticales du plateau quel que soit le poids du patient (Exigence 1.5 : Partie 3). La pression pneumatique des vérins verticaux sera notamment étudiée.
• Acquérir les mesures du test de stabilité (Exigence 1.2 : Partie 4).
• Vérifier le dimensionnement du support du vérin électrique (Exigence 1.3.1 : Partie 5).
• Mettre en oeuvre un test de reproduction des sensations vestibulaires ressenties dans les transports en commun (Exigence 1.4.1.2). Pour cela on conduira :

o une étude dynamique pour prévoir le comportement mécanique de la plate-forme capable de restituer les sensations dans les transports en commun (Partie 6) ;
o une étude de l’asservissement du système pour contrôler la dynamique de la plateforme dans le cadre de cet essai (Partie 7).

• Synthétiser les résultats pour conclure vis-à-vis des différentes études menées (Partie 8).