BREATHFIT
Analyse de l’air expiré pour évaluer l’état de préparation physique et mentale des soldats
BREATHFIT est un système portable d’analyse de l’air expiré qui aide à surveiller la condition physique et mentale des soldats. Développé avec le VITO et l'Institut Royal Supérieur de Défense, Voxdale a conçu un prototype prêt pour le terrain, transformant l’échantillonnage de laboratoire en un outil pratique et non invasif pour la Défense et au-delà.
Le Défi
Surveiller l’état de préparation physique et mentale dans un environnement de Défense reste complexe. Le prélèvement d’échantillons biologiques, tels que le sang ou la salive, est coûteux, invasif et nécessite une expertise médicale, rendant toute évaluation fréquente et en temps réel difficile.
Lors d’entraînements militaires intensifs, les recrues font face à une augmentation soudaine des exigences physiques et à un temps de récupération limité. Cela peut entraîner fatigue, surentraînement et risque accru de blessures musculosquelettiques.
Aujourd’hui, les équipes médicales se basent surtout sur l’observation et les auto-évaluations, sans outil permettant une vision rapide et objective de l’état d’un peloton. BREATHFIT vise à changer cela en transformant quelque chose d’aussi simple qu’une respiration en données de santé exploitables.
L’Approche
Dans le cadre du programme belge DEFRA (Defence-related Research Action), VITO, Voxdale et l'Institut Royal Supérieur de Défense ont uni leurs forces pour développer une solution portable et non invasive permettant un suivi de santé continu sur le terrain.
La mission de Voxdale consistait à transformer les concepts de prélèvement respiratoire en laboratoire en un prototype robuste et prêt à l’emploi. Il s’agissait de concevoir un système garantissant l’étanchéité, la stabilité des composés organiques volatils (COV) et la reproductibilité des mesures – tout en restant simple d’utilisation lors des entraînements ou des missions.
Notre contribution comprenait :
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La conception mécanique et l’intégration système de l’unité d’échantillonnage
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La conception d’un conteneur étanche et les tests itératifs de stabilité des COV
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Le prototypage et la validation sur le terrain en parallèle avec les échantillonneurs de référence existants (BioVOC-2)
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Le design pour la fabrication (DfM) afin de préparer un déploiement à plus grande échelle
La collaboration entre ingénieurs, scientifiques et professionnels de la Défense a permis des boucles de retour rapides entre les observations en laboratoire et les tests sur le terrain.
La Solution
BREATHFIT est un système portable d’analyse de l’air expiré qui standardise le prélèvement, analyse l’air respiré et détecte les premiers signes de baisse de performance grâce à un algorithme de classification.
Une conception modulaire permet d’étendre la technologie à d’autres applications de santé, du suivi du surentraînement à la surveillance de biomarqueurs plus globale.
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Conception d’un échantillonneur facile à utiliser pour garantir un prélèvement fiable et reproductible.
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Optimisation de la stabilité des COV afin d’assurer des mesures précises lors de campagnes de terrain de 2 heures.
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Validation parallèle avec les échantillonneurs de référence BioVOC-2, fournissant des données de référence sur les concentrations de composés clés tels que l’acétone et l’isoprène.
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Analyse par apprentissage automatique combinant les données de souffle avec la fréquence cardiaque et des questionnaires psychologiques afin de révéler des corrélations liées à la fatigue, à la vigueur et aux perturbations de l’humeur.
L’Impact
Les dernières études de terrain menées à l'Institut royal militaire d'éducation physique et de sport et à l'hôpital militaire Reine Astrid montrent des résultats prometteurs. Les échantillons d’air expiré prélevés après les tests VO₂max révèlent des variations temporelles claires des signatures métaboliques avec une augmentation des COV immédiatement et une heure après l’effort, suivie d’une phase de récupération.
Les premières analyses montrent des corrélations entre les composantes principales basées sur le souffle et la fatigue ainsi que la baisse de performance auto-déclarée, confirmant que l’air expiré reflète la charge physiologique et les tendances de récupération.
Pour la Défense, BREATHFIT offre :
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Un dépistage rapide et non invasif pour identifier les individus à risque de surentraînement ou de blessure
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Des informations objectives pour soutenir les équipes médicales et optimiser les programmes d’entraînement
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Une voie vers des solutions de surveillance de la santé à distance et à grande échelle.
Au-delà du secteur de la Défense, cette technologie modulaire ouvre la voie à de nouvelles applications dans la performance sportive, la santé au travail et la prévention.
Partenaires
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VITO – Responsable scientifique : analyse de l’air expiré, détection des COV, modélisation des données
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Institut Royal Supérieur de Défense – Validation clinique et coordination des études de terrain
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Voxdale – Design produit, prototypage, ingénierie mécanique, DfM et stratégie de valorisation
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