Ces inventions ingénieuses qui sauvent la vie d'enfants ayant désespérément besoin d'oxygène
La pneumonie est l'une des complications les plus courantes causées par le covid-19 mais, ce que l'on sait moins, c'est que, même avant la pandémie, elle constituait déjà un énorme problème de santé, en particulier chez les enfants, étant la première cause de décès des enfants de moins de 5 ans dans le monde.
Environ 1,4 million d'enfants meurent chaque année de pneumonie, la principale cause de décès des moins de cinq ans dans le monde. Chaque année, environ 1,4 million d'enfants perdent la vie à cause de cette infection respiratoire, selon l'Organisation mondiale de la santé (OMS). Le problème est le plus grave dans les pays à revenu faible ou intermédiaire, où un enfant meurt toutes les deux secondes de cette maladie pulmonaire, a déclaré à la BBC la pédiatre et pneumologue Rebecca Nantanda. "Les poumons fonctionnent normalement comme un ballon, et lorsque vous inspirez, ils se gonflent. Mais lorsque vous avez une infection, qu'elle soit due à une bactérie ou à un virus, le processus devient plus compliqué", explique-t-elle. A ne pas manquer sur BBC Afrique : "Parfois, il y a du pus dans les poumons et vous ne pouvez pas respirer", a-t-il dit. La pneumonie peut être traitée, mais la guérison nécessite deux éléments cruciaux : des antibiotiques et de l'oxygène. Et dans de nombreux endroits, le vrai problème est d'obtenir ce dernier. La raison en est que de nombreux établissements de soins de santé dans les pays en développement, notamment les petits hôpitaux situés dans des endroits reculés, ne disposent pas de sources fiables d'oxygène concentré. En général, cela est dû au fait que les machines qui produisent ce gaz vital fonctionnent à l'électricité et que, dans de nombreuses régions du monde, l'approvisionnement en électricité ne peut être garanti. Lorsque la production d'oxygène est limitée, le personnel médical est obligé de décider quel patient en a le plus besoin, décidant essentiellement qui vivra et qui mourra sûrement par manque d'accès à cette ressource de base. Conscient de ce dilemme, un groupe de scientifiques australiens a entrepris de trouver une solution. Fabriquer des médicaments à partir de l'air L'un des responsables du projet, le physicien nucléaire Roger Rassool de l'université de Melbourne, a expliqué à Ruth Evans, journaliste de BBC World Service, comment tout a commencé. "(En 2010), un collègue de notre équipe a assisté à une réunion d'experts de la santé, qui a rassemblé des ingénieurs, des scientifiques et des médecins pour parler des problèmes existants", a-t-il rappelé. "La réunion a été pensée parce que, bien souvent, dans une société, la solution à un problème surgit en dehors de cette discipline." Lors de cette réunion, le physicien en question, Bryn Sobott, a appris que la pneumonie était la principale cause de décès chez les jeunes enfants. "Ce qui l'a vraiment surpris, c'est d'apprendre le rôle que joue l'oxygène et le fait que le médicament pour traiter la pneumonie se trouve dans l'air qui entoure l'enfant mourant." "Le défi était de savoir comment faire entrer de l'oxygène dans le corps de ces enfants". Rassool, Sobott et leur équipe ont commencé à étudier le problème, pour voir comment ils pourraient fabriquer des médicaments à partir de l'air. Il est surprenant de constater que seulement 21 % de l'air que nous respirons est composé d'oxygène, dit-il. La grande majorité (78%) est constituée d'azote. Depuis les années 1950, il existe des appareils portables appelés concentrateurs d'oxygène qui éliminent l'azote de l'air. Les concentrateurs d'oxygène filtrent l'air et produisent de l'oxygène concentré, mais sont alimentés par l'électricité. Le problème est qu'ils dépendent d'une alimentation électrique constante. Des scientifiques australiens ont décidé d'étudier ces appareils, qui sont utilisés par de nombreux hôpitaux et par les personnes ayant besoin d'oxygène à domicile, afin de voir s'ils pouvaient mettre au point un système similaire qui filtre l'air sans recourir à l'électricité. Ils ont baptisé leur projet FREO2, un acronyme pour "Fully Renewable Energy Oxygen" (Oxygène d'énergie entièrement renouvelable). L'invention égyptienne Leur première idée a été de tester une source d'énergie accessible et simple : l'eau courante. Ils se sont inspirés d'une méthode déjà utilisée il y a 4 000 ans par les anciens Égyptiens : le "siphon", qui permet de faire passer l'eau d'un côté à l'autre. "Ce que nous avons fait, c'est de construire un très grand siphon, de dix mètres de haut", explique Rassool. Il s'agissait essentiellement d'un tube construit au-dessus d'une rivière, dans lequel l'eau montait et descendait. Roger Rassool, Bryn Sobott et leurs collaborateurs avec le siphon FREO2, la première invention de l'équipe de scientifiques australiens. Un petit trou en haut du siphon générait un vide qui aspirait l'air. Le siphon était relié à un concentrateur d'oxygène, et c'est cette aspiration qui faisait passer l'air à travers les filtres, plutôt que d'utiliser l'électricité. Les scientifiques ont breveté le siphon FREO2 en 2011 et se sont rendus en Ouganda, au Kenya et en Tanzanie pour mettre en œuvre leur projet. Cependant, en raison d'une série de problèmes, ils n'ont pu réussir à installer le système pour la première fois qu'en 2018. "C'était merveilleux de voir un résultat, après si longtemps. C'était un sentiment de paix", a décrit Rassool. Une nouvelle invention Loin d'être découragés par le temps qu'il a fallu pour faire fonctionner ce concentrateur d'oxygène sans électricité, les scientifiques ont mis ce temps à profit pour apprendre et s'améliorer. Au cours de ces années, ils sont devenus des experts du problème de l'oxygène concentré et se sont rendu compte d'une chose : la plupart des établissements de soins de santé qu'ils visitaient disposaient d'un peu d'électricité, et leur principal problème était en fait de savoir comment faire face aux coupures de courant. Pour de nombreux patients atteints de pneumonie, une panne de plus de quelques minutes peut signifier la mort. Le groupe a créé une fondation à but non lucratif, la Fondation FREO2, et a entrepris de résoudre ce problème. Avec Sheillah Bagayana, l'un des premiers diplômés en génie biomédical de l'Ouganda, ils ont conçu une nouvelle invention : le réservoir d'oxygène à basse pression, ou LPOS, qui résout le problème de ces pannes. Sheillah Bagayana et un collaborateur avec le LPOS, qui permet de stocker l'oxygène excédentaire et de l'utiliser pendant les pannes de courant. "Nous avons réalisé que les concentrateurs d'oxygène produisent plus d'oxygène que nécessaire", explique M. Bagayana. C'est ainsi qu'ils ont eu l'idée de créer un dispositif - le LPOS - qui stocke cet excès d'oxygène et le libère lorsque les concentrateurs cessent de fonctionner par manque d'électricité. Pour cette invention, ils ont remporté un prix de la Fondation Bill et Melinda Gates, le Grand Challenges Explorations Award. Le premier hôpital à l'utiliser, en Ouganda, a pu maintenir l'approvisionnement en oxygène malgré plus de 100 coupures de courant, indique M. Bagayana. Le FREO2 LPOS a permis de réduire les décès de nourrissons dans ce centre médical de 80 % à 20 %, a confié l'une des infirmières de l'hôpital à la BBC. Bien que son coût - près de 1 000 dollars (540,165 FCFA) - reste prohibitif pour de nombreux centres de santé dans les petits villages, la Fondation s'efforce toujours de le rendre plus abordable. M. Bagayana souligne que l'un des avantages économiques de l'appareil est que les hôpitaux n'ont pas besoin d'avoir autant de bouteilles d'oxygène comme réserve en cas de panne d'électricité. "Chaque cylindre coûte entre 20 et 30 dollars US (10 803 et 16 204 FCFA)", explique l'ingénieur. "Notre système a permis de réduire considérablement le nombre de cylindres qu'un centre de santé doit utiliser", dit-il. Plus de 1 400 enfants Ces dernières années, la Fondation FREO2 a intégré le système LPOS dans sa dernière innovation, l'OxyLink, qui permet de maintenir le flux d'oxygène concentré même en cas de coupures de courant prolongées. Plus de 1 400 enfants ont été traités avec succès grâce à l'oxygène à énergie entièrement renouvelable (FREO2). L'ONG a confié à BBC Mundo que les différentes inventions créées pour produire de l'oxygène à partir d'une énergie totalement renouvelable ont déjà été utilisées avec succès dans sept hôpitaux, pour traiter 1 415 enfants. Entre-temps, d'autres projets ont également vu le jour, qui cherchent à résoudre le problème de la fourniture d'oxygène dans les lieux présentant des problèmes électriques. L'une d'entre elles est SPO2, dirigée par un pédiatre canadien, également en Ouganda, qui utilise l'énergie solaire pour faire fonctionner les concentrateurs d'oxygène et utilise des batteries pour stocker l'énergie excédentaire, de sorte que les appareils continuent à fonctionner la nuit. Tous ces projets ont été retardés par la pandémie de covid-19, qui a rendu très difficile l'expédition d'équipements d'un pays à l'autre. Toutefois, les porte-parole de la Fondation FREO2 ont déclaré à ce journal qu'ils étaient en train d'expédier des systèmes OxyLink à 22 centres de santé dans l'ouest de l'Ouganda et à d'autres en Tanzanie et dans les îles Salomon. "La demande de systèmes comme FREO2 et autres va augmenter (à cause de la pandémie)", a prévenu M. Rassool. "Et je pense que le monde a l'obligation d'accroître ses efforts pour renforcer les systèmes de santé dans ces communautés à faibles ressources."