Sujet Sciences de l'Ingénieur — Terminale — Métropole — Bac 2025

Partie 1 : Sciences de l’ingénieur Rééducation robotisée LOKOMAT Constitution du sujet • Sujet pages 3 à 17 • Documents réponses pages 18 à 19 Le sujet comporte trois sous-parties indépendantes qui peuvent être traitées dans un ordre différent. Les documents réponses DR1 à DR2 (pages 18 à 19) sont à rendre avec la copie. 25-SCIPCJ2NC1 2/24 Mise en situation Le Lokomat est un système complexe, utilisé en milieu hospitalier, permettant aux patients qui ont subi des troubles neurologiques d’inciter les articulations et les parties de la jambe à reprendre les sensations de la marche, sans l’assistance d’un personnel médical et avec un effort variable de la part du patient lui-même. Pour améliorer ces techniques et réduire la charge physique contraignante des thérapeutes, il a été développé une « orthèse de marche forcée » (appareil orthopédique) à la fin des années 1990, au centre paraplégique universitaire hospitalier de Zürich. Ce dispositif est maintenant connu sous le nom de Lokomat. Figure 1 : Diagramme des cas d’utilisation Le Lokomat est constitué d'une orthèse de marche robotisée et motorisée qui guide les jambes du patient sur un tapis roulant. Il est accompagné d'un système de compensation du poids du corps du patient et d’un écran de contrôle qui permet de mesurer l’activité du patient et d’ajuster le niveau d’assistance à la marche pour chaque jambe. La description technique du Lokomat et les performances attendues sont décrites par les figures 2 et 3. La problématique générale abordée dans ce sujet est la suivante : En quoi cet appareil de rééducation robotisée améliore-t-il les techniques de rééducation traditionnelle ? 25-SCIPCJ2NC1 3/24 Système « Levi » Écran Biofeedback Interface de contrôle par le thérapeute Orthèse robotisée ajustable Tapis roulant Figure 2 : Système de rééducation Lokomat Figure 3 : Diagramme partiel des exigences 25-SCIPCJ2NC1 4/24 Sous-partie 1 : Étude du confort du patient durant l’activité physique de marche L'objectif de cette sous-partie est d’analyser les solutions mises en œuvre pour assurer la compensation dynamique du poids du patient et sa stabilité optimale. Étude statique du système Levi du Lokomat à l’arrêt : Afin de faciliter la rééducation du patient, le Lokomat a la capacité de le soulager en le déchargeant d’une partie de son poids propre grâce au système de suspension « Levi » (figure 4). Une fois le patient installé dans l’orthèse grâce à un vérin électrique, le praticien a la possibilité de régler