Titre : Système et combinaison d’assistance à l’homéostasie destinés à appliquer une séquence d’alternance de refroidissement et de chauffe

Domaine technique

La présente invention concerne le domaine de l’homéostasie.

La présente invention concerne plus particulièrement un système et une combinaison permettant d’assister les phénomènes d’homéostasie d’un utilisateur.

Par homéostasie au sens de la présente invention, on entend dans toute la description qui suit les phénomènes et processus de régulation des caractéristiques physiques d’un utilisateur, notamment la circulation sanguine et le rythme ventilatoire permettant la régulation de di oxygène, d’ions ou encore de nutriments à travers le corps, ou encore la contraction musculaire produisant de la chaleur. Un tel système et une telle combinaison peuvent ainsi servir à optimiser ces phénomènes et/ou à assurer leur bon fonctionnement.

La présente invention trouvera ainsi de nombreuses applications avantageuses dans le domaine de l’assistance au sportif, notamment dans l’assistance à la récupération ou la rééducation. La présente invention trouvera également des applications dans d’autres domaines plus larges, notamment dans le domaine de la santé en général, pour l’assistance à la récupération après chirurgie ou en convalescence.

Etat de la technique

Le Demandeur observe que, dans la pratique sportive, la programmation des charges d’entraînement a considérablement progressé de manière à optimiser la performance sportive. Cependant, les modalités de récupération sont souvent laissées à la charge de l’athlète. Or, la récupération musculaire étant un facteur clé de la performance sportive, l’absence de récupération régulière amène progressivement l’athlète dans une surcharge ou un surentraînement.

Le Demandeur observe ainsi que différentes solutions ont été envisagées pour améliorer la récupération des athlètes, de manière à permettre l’athlète de continuer à s’entraîner ou maintenir un état compétitif stable. De telles solutions emploient des techniques de massage à chaud et/ou à froid, d’oxygénation hyperbare, d’accélération de retour veineux, ou encore d’électrostimulation, de manière à accélérer la régénération globale de l’athlète. D’autres solutions comme la cryothérapie locale et l’immersion en eau froide apparaissent également comme des moyens de lutte contre l’inflammation musculaire. A ce jour, ces solutions restent incomplètes, en voie de développement, et ne permettent pas d’assurer une récupération optimale du sportif. La mise en œuvre de ces solutions est également complexe et leur emploi se limite par conséquent à des conditions d’utilisation spécifiques.

Le Demandeur soumet par conséquent qu’il n’existe à ce jour aucune solution alternative satisfaisante permettant d’assister autant que possible la récupération musculaire et l’homéostasie du sportif, de manière à obtenir des performances optimales et éviter les blessures liées à l’effort.

Résumé de l ’invention

La présente invention vise à améliorer la situation actuelle décrite ci-dessus.

La présente invention vise plus particulièrement à remédier aux limitations ci-dessus en proposant un système d’assistance à l’homéostasie simple d’emploi et stimulant autant que possible les capacités de récupération musculaires.

A cet effet, l’objet de la présente invention concerne dans un premier aspect un système d’assistance à l’homéostasie destiné à appliquer une séquence d’alternance de refroidissement et de chauffe en au moins une zone de la surface du corps d’un utilisateur, le système comprenant :

- un support flexible apte à être porté par l’utilisateur ;

- une électronique de contrôle ; et

- une application logicielle, le support comprenant au moins un moyen de chauffage et de refroidissement et au moins un capteur de température destinés à être associés à la zone, l’électronique de contrôle étant configurée pour recevoir des données du capteur de température et pour contrôler le moyen de chauffage et de refroidissement, l’application étant configurée pour communiquer par voie filaire ou non filaire avec l’électronique de contrôle de manière à :

- recevoir de l’électronique de contrôle des informations de température mesurées par le capteur ;

- déterminer des instructions d’application d’une séquence déterminée d’alternance de refroidissement et de chauffe, en fonction des informations de température reçues, selon un programme de l’application ; et

- envoyer à l’électronique de contrôle les instructions.

En d’autres termes, l’application du système reçoit des informations de température corporelle d’un utilisateur, les informations étant obtenues par un capteur de température, par exemple une thermistance, et génère un ensemble d’instructions à partir des informations reçues selon un programme de l’application, par exemple un programme sélectionné parmi une pluralité de programmes dédiés à la récupération musculaire, à l’entraînement, ou encore au traitement de lésion ou d’entorse. Les instructions sont alors transmises à l’électronique de contrôle, par exemple par voie filaire, l’application étant mise en œuvre par un microprocesseur intégré à l’électronique de contrôle, ou par voie non filaire, l’application étant mise en œuvre à distance sur un dispositif électronique déporté, par exemple un téléphone intelligent. L’électronique de contrôle applique alors les instructions de manière à contrôler le moyen de chauffage et de refroidissement associé au support flexible porté par l’utilisateur, résultant en une séquence d’alternance de refroidissement et de chauffe sur la zone de la surface du corps de l’utilisateur.

On comprend ici que le support flexible correspond à un dispositif destiné à être porté par l’utilisateur, notamment de manière à réaliser un dispositif mobile, son caractère flexible permettant de s’adapter à la physionomie et/ou aux mouvements de l’utilisateur. Le support flexible est par exemple réalisé dans un matériau textile. L’électronique de contrôle est par exemple assemblée sur le support ou reliée à celui-ci, notamment aux moyens de chauffage et de refroidissement du support. En particulier, l’assemblage de l’électronique de contrôle au support permet la réalisation d’un ensemble portatif permettant à l’athlète de se déplacer. L’électronique de contrôle est ainsi alimentée soit sur secteur, notamment via un transformateur, dans une conception simplifiée à mobilité limitée, ou encore sur batterie dans une conception portable du système.

On comprend additionnellement que l’électronique de contrôle peut être configurée pour contrôler une pluralité de moyens de chauffage et de refroidissement, par exemple disposés sur plusieurs supports ou sur un même support. Selon une variante, l’électronique de contrôle est configurée pour contrôler un seul moyen de chauffage et de refroidissement. L’homme du métier comprend qu’une telle sélection s’effectue en fonction du nombre et du type de moyens de chauffage et de refroidissement désirés, ainsi que des limitations de l’électronique de contrôle, notamment du courant requis par le moyen de chauffage et de refroidissement vis-à-vis du courant maximal toléré par l’électronique de contrôle.

L’homme du métier comprend additionnellement que la séquence d’alternance de refroidissement et de chauffe génère successivement des vasoconstrictions et vasodilatations ayant pour effet de stimuler le flux sanguin au voisinage de la surface du corps recevant le moyen de chauffage et de refroidissement, selon un mécanisme appelé « vaso-pumping », lequel permet un mouvement des substances métaboliques (dioxygène, ions, nutriments), une réduction de la réponse inflammatoire et de sa durée, facilitant la réparation du muscle soumis à l’exercice et diminuant les processus métaboliques au sein du muscle.

Le Demandeur soumet ainsi qu’une telle solution permet la réalisation d’un choc thermique rapide à l’aide d’un dispositif portatif, sans requérir d’éléments extérieurs supplémentaires, par exemple de glaçons ou de bains effectuant un refroidissement du muscle. En comparaison de ces solutions, le choc thermique est également effectué de manière automatisée et contrôlée, permettant d’en simplifier et optimiser l’emploi sans requérir de connaissances spécifiques. Le Demandeur observe en outre que l’emploi de cette solution permet d’obtenir une amélioration significative de l’évacuation d’acide lactique et de la récupération des capacités de production de force, permettant la répétition d’exercices de moyenne ou longue durée. Cette solution présente également des effets antalgiques et anti-inflammatoires avantageux dans le cadre de pathologies aigües, d’origine chirurgicale, traumatologique ou rhumatologique, par exemple de lésions musculaires, d’entorses, de tendinopathies aigües ou encore dans le cadre de soins post-chirurgicaux ou de traitement d’algoneurodystrophie. Avantageusement, le moyen de chauffage et de refroidissement est intégré à l’intérieur du support flexible, le moyen de chauffage et de refroidissement étant également flexible. En d’autres termes, le moyen de chauffage et de refroidissement est associé au support flexible de manière à former un ensemble monobloc. Le support flexible correspond par exemple à un support en textile, le moyen de chauffage et de refroidissement étant intégré dans le support flexible par exemple par tricotage et soudure des composants électriques avec le support flexible.

En particulier, la flexibilité du moyen de chauffage et de refroidissement à l’intérieur du support flexible permet d’assurer une bonne mise en contact entre le moyen de chauffage et de refroidissement et la zone de la surface du corps de l’utilisateur. Cette conception permet ainsi d’améliorer la transmission de chaleur entre le corps de l’utilisateur et le moyen de chauffage et de refroidissement.

L’homme du métier comprend additionnellement que cette conception est optionnellement complétée de passe-câbles intégrés au support flexible, de manière à alimenter le moyen de chauffage et de refroidissement et/ou l’électronique de contrôle, ainsi qu’à relier le moyen de chauffage et de refroidissement à l’électronique de contrôle.

Grâce à la présente invention, le système d’assistance à l’homéostasie permet l’application de refroidissement et de chauffage via le port d’un dispositif mobile, restreignant au minimum la mobilité de l’utilisateur et permettant un emploi dans des situations variées, dans lequel le refroidissement s’effectue sans azote, glaçon ou liquide. L’emploi du système et donc simplifié et son efficacité augmentée en comparaison des dispositifs existants.

Dans un mode de réalisation avantageux de l’invention, au moins un moyen de chauffage et de refroidissement comporte au moins une cellule à effet Peltier.

De préférence, l’électronique de contrôle comporte un pont en H configuré pour appliquer un courant alternant à-travers la cellule à effet Peltier.

On comprend ici que la cellule à effet Peltier correspond à un module de refroidissement thermoélectrique présentant deux faces, le module exploitant l’effet Peltier de sorte que la circulation d’un courant à-travers la cellule à effet Peltier refroidisse une première face du module tout en réchauffant une seconde face du module. Le sens du courant définit alors si la face de la cellule Peltier associée à la zone de la surface du corps de l’utilisateur est refroidie ou chauffée. L’emploi du pont en H permet alors de changer la polarité du courant, c’est-à- dire d’inverser le sens du courant de sorte que la cellule Peltier réalise la séquence d’alternance de refroidissement et de chauffe, en fonction du courant circulant à travers celle- ci.

Avantageusement, la cellule à effet Peltier présente une structure flexible, permettant ainsi d’être associée au support flexible et d’en suivre la déformation, afin d’adapter la cellule à effet Peltier à la zone de la surface du corps de l’utilisateur et/ou à ses mouvements. La cellule à effet Peltier est par exemple associée à une couche de graphite formant un conducteur thermique, ou à tout autre matériau ou élément facilitant le transfert de chaleur de la cellule à effet Peltier vers la zone de la surface du corps.

Ainsi, la cellule à effet Peltier permet de réaliser un moyen unique de chauffage et de refroidissement, commandé directement par le courant circulant à-travers celle-ci, l’emploi du pont en H permettant d’alterner entre le refroidissement et la chauffe.

De préférence, l’électronique de contrôle comporte un contrôleur de tension configuré pour appliquer une tension variable et un courant constant à-travers la cellule à effet Peltier. Le Demandeur soumet que l’emploi d’un tel contrôleur de tension permet d’obtenir un fonctionnement plus linéaire de la cellule à effet Peltier, notamment en gardant une consommation électrique constante, ce qui permet de réaliser une descente en froid progressive et durable en laissant le temps nécessaire à la dissipation de chaleur au niveau de l’autre face de la cellule à effet Peltier. Pour la chauffe, l’emploi du contrôleur de tension permet également d’obtenir une chauffe constante à température stabilisée, c’est-à-dire d’obtenir un meilleur contrôle de la chauffe.

De préférence, le contrôleur de tension est asservi par modulation de largeur d’impulsions. L’homme du métier comprend ici que la modulation de largeur d’impulsion (de l’anglais Pulse Width Modulation, dit PWM), dite MLI, consiste en une variation des longueurs d’impulsion de la tension, réalisant une tension variable. Le contrôleur de tension, donc l’électronique de contrôle et le système de manière plus générale, est alors plus autonome et peut être piloté plus facilement, sans requérir de réglage manuel.

Dans un mode de réalisation particulier, le moyen de chauffage et de refroidissement est configuré pour appliquer une séquence de refroidissement à moins de 0°C, de préférence entre -10°C et 0°C.

Le Demandeur observe qu’une telle température de la séquence de refroidissement permet de refroidir la chaleur corporelle, lors de son utilisation, jusque 10°C. En particulier, le moyen de chauffage et de refroidissement est configuré de manière à effectuer une cryothérapie, au contraire d’un simple rafraîchissement de la zone de la surface du corps.

Dans un mode de réalisation additionnel, le support flexible comprend au moins un moyen de dissipation de chaleur.

On comprend ici que le moyen de dissipation de la chaleur est configuré pour être associé au moyen de chauffage et de refroidissement, par exemple à la cellule à effet Peltier décrite ci- avant, lequel respectivement génère et/ou perd de la chaleur de manière à refroidir ou à chauffer la zone de la surface du corps de l’utilisateur. Un tel moyen de dissipation de chaleur permet ainsi d’évacuer et/ou de récupérer la chaleur générée et/ou perdue par le moyen de chauffage et de refroidissement, notamment hors de la zone de la surface du corps de l’utilisateur, et donc d’améliorer la chauffe et le refroidissement appliqué sur cette zone.

De préférence, l’au moins un moyen de dissipation de chaleur comprend au moins un ventilateur, l’électronique de contrôle étant configurée pour contrôler ledit ventilateur. Le Demandeur soumet que l’emploi d’un tel ventilateur permet d’améliorer les performances de la chauffe et du refroidissement. En particulier, en combinaison avec une cellule à effet Peltier telle que décrite ci-avant, l’emploi d’un ventilateur permet à la cellule Peltier fonctionnant en refroidissement d’atteindre des températures négatives selon la face associée à la zone de la surface du corps de l’utilisateur.

Bien évidemment, l’au moins un moyen de dissipation de chaleur peut également comprendre des moyens « passifs » ne nécessitant aucun contrôle, par exemple l’emploi d’un dissipateur thermique facilitant le refroidissement par convexion. Un tel dissipateur thermique est par exemple également flexible de manière à faciliter son port. Selon une conception spécifique, ce dissipateur thermique est intégré avec le ventilateur dans un élément monobloc et/ou assemblé de manière amovible à une cellule Peltier formant le moyen de chauffage et de refroidissement.

On prévoit ainsi dans une conception particulière un support textile intégrant une cellule à effet Peltier souple, associée à des dissipateurs thermiques de part et d’autre, les fils conducteurs de la cellule à effet Peltier étant intégrés à l’intérieur du support flexible.

De préférence, le ventilateur est agencé par rapport à l’au moins un moyen de chauffage et de refroidissement de manière à expulser l’air en provenance de l’au moins un moyen de chauffage et de refroidissement vers l’extérieur.

Le Demandeur observe que cette disposition du ventilateur, notamment au contraire d’une disposition visant à souffler l’air en direction de l’au moins un moyen de chauffage et de refroidissement, permet d’améliorer la dissipation de chaleur et en particulier d’accélérer la baisse de température. Notamment, la combinaison d’une cellule à effet Peltier et d’un ventilateur agencé de manière à expulser l’air en provenance de la cellule à effet Peltier permet d’obtenir, à l’usage sur un utilisateur, une température de la cellule de 0°C en moins de 4 secondes.

Dans un mode de réalisation spécifique, l’au moins un moyen de dissipation de chaleur comprend une pluralité de micro-ventilateurs disposés adjacents au moyen de chauffage et de refroidissement, l'électronique de contrôle étant configurée pour contrôler la pluralité de mi cro-ventil ateur s .

Le Demandeur soumet que cette conception permet de parvenir à un ensemble souple et performant, en particulier plus souple qu’un ou plusieurs ventilateurs conventionnels et plus performant qu’un simple dissipateur thermique passif. La souplesse de l’assemblage permet également de garantir que les micro-ventilateurs sont disposés au plus près du moyen de chauffage et de refroidissement afin d’assurer leur fonctionnalité.

Les micro-ventilateurs sont par exemple également intégrés à l’intérieur du support flexible, à l’instar du moyen de chauffage et de refroidissement.

Dans un mode de réalisation additionnel, le support comprend en outre au moins un moyen de rétroaction sélectionné parmi un ensemble de moyens de rétroaction comprenant :

- un dispositif à vibrations ;

- un dispositif d’électrostimulation ;

- un dispositif de génération d’onde de choc ; et

- un dispositif piézoélectrique de rétroaction haptique, l’électronique de contrôle étant configurée pour contrôler l’au moins un moyen de rétroaction et l’application étant configurée pour communiquer avec l’électronique de contrôle de manière à envoyer des instructions de contrôle de l’au moins un moyen de rétroaction.

On comprend ici que le moyen de rétroaction vient compléter la séquence d’alternance de refroidissement et de chauffe, de manière à stimuler et contrôler les processus homéostatiques. En particulier, le Demandeur observe que l’emploi d’un dispositif d’électrostimulation, notamment d’un dispositif de neurostimulation électrique transcutanée, dite TENS (de l’anglais « Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation »), présente des propriétés analgésiques et facilite la récupération de l’utilisateur. Le moyen de rétroaction est par exemple intégré avec le moyen de chauffage et de refroidissement, ou encore juxtaposé à celui-ci, de manière à agir sur la même zone de la surface du corps. Le programme de l’application est par exemple adapté de manière à envoyer des instructions variables en fonction de la présence et/ou du type du moyen de rétroaction.

Dans un mode de réalisation spécifique, le support comprend en outre au moins un biocapteur sélectionné parmi un ensemble de biocapteurs comprenant :

- un capteur de rythme cardiaque ;

- un capteur de taux de glucose ;

- un capteur de taux d’acide gluconique ;

- un capteur de taux d’acide lactique ;

- un capteur de taux d’acide pyruvique ;

- un capteur de taux d’ion potassium ; et

- un capteur de taux d’ion sodium, l’électronique de contrôle étant configurée pour recevoir des données du biocapteur et l’application étant configurée pour recevoir des informations biologiques mesurées par le biocapteur et pour adapter les instructions envoyées en fonction des informations biologiques. On comprend ici que le biocapteur peut être configuré pour mesurer directement le rythme cardiaque et donc estimer la circulation sanguine, ou encore le taux d’un ou plusieurs ions ou molécules régulé par le rythme cardiaque et ventilatoire, en particulier au niveau de la zone de la surface du corps recevant le moyen de chauffage et de refroidissement, et donc au niveau des muscles associés à cette zone. Le biocapteur correspond par exemple à une électrode sélective d’ions, dite ISE (de l’anglais « lon-Selective Electrode », aussi appelée « Specific Ion electrode » ou en français « Electrode à ion spécifique ») permettant de mesurer la concentration d’un ion particulier. Les instructions déterminées par l’application le sont alors également en fonction des informations biologiques renvoyées par le biocapteur. L’homme du métier comprend en outre que le taux de glucose permet d’évaluer des situations locales d’hypoglycémie et/ou d’hyperglycémie ; que l’acide lactique, ou lactate, est produit lorsque l’apport en oxygène est insuffisant et doit être évacué ; que l’acide pyruvique, ou pyruvate, fait partie des processus de glycolyse liés à la respiration et au métabolisme des nutriments ; que les ions sodium (associé à l’ hyponatrémie et/ou l’hypernatrémie) et potassium (associé à l’ hypokaliémie et/ou l’ hyperkaliémie) sont au cœur des phénomènes électrophysiologiques du muscle, en particulier les contractions musculaires. Ainsi, la mise en œuvre d’un choc thermique, réalisant un « vaso-pumping » permet à la fois d’améliorer l’apport en oxygène, ions et nutriments ainsi que l’évacuation des produits du métabolisme. L’emploi de capteurs supplémentaires, et l’adaptation du programme de l’application au traitement des informations reçues par ces capteurs, permet ainsi de calibrer plus finement l’usage des moyens de chauffage et de refroidissement, voire des autres moyens de rétroaction décrits ci-avant, afin de garantir une performance optimale des muscles.

Dans un autre mode de réalisation, le support comprend en outre au moins un capteur d’électromyographie de surface, l’électronique de contrôle étant configurée pour recevoir des données du capteur d’électromyographie de surface et l’application étant configurée pour recevoir des informations neuromusculaires mesurées par le capteur d’électromyographie de surface et pour adapter les instructions envoyées en fonction des informations neuromusculaires.

L’homme du métier comprend ici que l’électromyographie, dite EMG, de surface permet une analyse non invasive du système neuromusculaire, le capteur d’EMG de surface correspondant par exemple à une ou plusieurs électrodes disposées sur la peau de la zone de la surface du corps de l’utilisateur. Les informations neuromusculaires mesurées par le capteur EMG permettent ainsi de suivre l’activité musculaire, détecter les zones sensibles et les seuils de fatigue, de manière à optimiser le processus de récupération piloté par l’application. Un deuxième aspect de la présente invention concerne une combinaison d’assistance à l’homéostasie destinée à appliquer une séquence d’alternance de refroidissement et de chauffe en au moins une zone de la surface du corps d’un utilisateur, la combinaison comprenant au moins un manchon recevant un support relié à une électronique de contrôle du système de thermorégulation selon le premier aspect de l’invention, le moyen de chauffage et de refroidissement et le capteur de température du support étant disposés dans la combinaison de manière à être associés à la zone lorsque l’utilisateur porte la combinaison.

On comprend ici que la combinaison embarque le support flexible et l’électronique de contrôle du système selon le premier aspect de l’invention, l’électronique de contrôle communiquant avec l’application par voie filaire ou non filaire, par exemple communiquant à distance avec un appareil électronique déporté indépendant de la combinaison. La combinaison comporte par exemple une pluralité de manchons, permettant de traiter des grandes surfaces du corps ou le corps en entier. Selon une conception particulière, les manchons sont disposés selon une cartographie des points moteurs du corps, de manière à cibler l’action de la combinaison sur l’ensemble des zones du corps à traiter pour optimiser la récupération physique de l’utilisateur. L’intégration du système d’assistance à l’homéostasie dans une combinaison facilite également la mobilité de l’utilisateur

De préférence, la combinaison présente un effet compressif selon l’au moins une zone de la surface du corps de l’utilisateur.

On comprend ici que la compression, par exemple dynamique, vient compléter l’action de chauffage et de refroidissement, par exemple à l’instar des moyens de rétroaction décrits ci- avant, en assistant le « vaso-pumping ». L’effet compressif est par exemple compris, de manière réglable, entre 0 et 75 mm de mercure.

Ainsi, par les différentes caractéristiques techniques fonctionnelles et structurelles ci-dessus, le Demandeur propose un système et une combinaison d’assistance à l’homéostasie permettant le refroidissement et la chauffe d’une zone de la surface du corps à l’aide d’un dispositif portatif, permettant d’améliorer les capacités de récupération et d’éviter les lésions et blessures liées à la fatigue, et d’appliquer un refroidissement sans glaçon ou bain de liquide.

Brève description des figures

Les caractéristiques de la présente invention ressortiront de la description ci-dessus en référence aux figures 1 à 6 annexées illustrant une pluralité d’exemples de réalisation qui sont dépourvus de tout caractère limitatif et sur lesquelles : [Fig- 1]

La figure 1 représente une vue schématique d’un système d’assistance à l’homéostasie selon un exemple de réalisation de la présente invention ;

[Fig- 2]

La figure 2 représente une vue schématique éclatée d’un premier exemple de réalisation d’un support flexible intégré à un système conforme à la figure 1 ;

[Fig- 3]

La figure 3 représente une vue schématique d’un deuxième exemple de réalisation d’un support flexible intégré à un système conforme à la figure 1 ; [Fig- 4]

La figure 4 représente une vue schématique d’un premier exemple de réalisation d’une cellule à effet Peltier intégrée à un support flexible d’un système conforme à la figure 1 ;

[Fig- 5]

La figure 5 représente un organigramme des différentes étapes d’un procédé d’assistance à l’homéostasie mis en œuvre par un système conforme à la figure 1 ;

[Fig- 6]

La figure 6 représente une vue schématique d’un deuxième exemple de réalisation d’une cellule à effet Peltier intégrée à un support flexible d’un système conforme à la figure 1.

Description détaillée

La présente invention va maintenant être décrite dans ce qui va suivre en référence conjointement aux figures 1 à 6 annexées à la description.

Comme indiqué dans le préambule de la description, les solutions actuelles d’assistance à l’homéostasie sont généralement encombrantes et ne permettent qu’une récupération limitée après l’effort.

Un des objectifs de la présente invention consiste à permettre l’emploi, par un athlète ou tout autre utilisateur, par exemple une personne en rééducation ou un pratiquant standard d’une discipline sportive, d’un système facilitant sa récupération musculaire et présentant un encombrement limité.

Ceci est rendu possible dans l’exemple décrit ci-après.

Selon l’exemple de la figure 1, un système 100 d’assistance à l’homéostasie développé dans le cadre de la présente invention est employé par un utilisateur, par exemple un athlète. Dans une conception spécifique, l’utilisateur porte une combinaison d’assistance à l’homéostasie, c’est-à-dire un vêtement, par exemple un gilet ou encore une combinaison intégrale, laquelle intègre les éléments matériels du système 100. La combinaison comporte par exemple un ou plusieurs manchons, c’est-à-dire une poche ou portion de la combinaison, recevant les éléments matériels du système 100. En particulier, le positionnement du ou des manchons, c’est-à-dire la disposition des éléments matériels du système 100, permet de définir au moins une zone 2 de la surface du corps de l’utilisateur sur laquelle le système 100 agit. Ainsi, le ou les manchons de la combinaison sont par exemple avantageusement disposés de manière à couvrir les points moteurs du corps de l’utilisateur, notamment selon une cartographie donnée des points moteurs. Optionnellement, la combinaison présente un effet compressif selon la zone 2, c’est-à-dire qu’elle est configurée pour appliquer une pression sur la surface du corps de l’utilisateur. Notamment, une pression réglable, comprise entre 0 et 75 mm de mercure, c’est-à-dire entre 0 et 0.1 bar, voire une pression dynamique évoluant au cours du temps, permet d’assister la circulation sanguine de l’utilisateur selon la zone 2, et donc de contrôler l’homéostasie via l’apport en di oxygène, ions et nutriments et l’évacuation des produits de l’activité musculaire. Dans ce même exemple, le système 100 comprend un support flexible 110 apte à être porté par l’utilisateur, le support 110 comprend au moins un moyen de chauffage et de refroidissement 112 et au moins un capteur de température 111, par exemple une thermistance, destinés à être associés à la zone 2 ; le support 110 constitue au moins une partie des éléments matériels du système 100, tel qu’énoncé ci-avant. Le support flexible 110 est ainsi disposé de manière à agir sur la zone 2 de la surface du corps de l’utilisateur. Selon l’exemple de la figure 2, le support 110 comprend également un film 118 entrant directement en contact avec la zone 2, le capteur de température 111 et le moyen de chauffage et de refroidissement 112 étant disposés sur ce film 118. Le film 118 correspond par exemple à un film de graphène, réalisant un support 110 léger et flexible s’adaptant à la forme de la zone 2, c’est-à-dire à la physionomie et au mouvement de l’utilisateur.

En combinaison du support 110, le système 100 comporte une électronique de contrôle 120 en communication avec le capteur de température 111, de manière à en recevoir les données, et avec le moyen de chauffage et de refroidissement 112, de manière à le contrôler. L’électronique de contrôle 120 est par exemple également intégrée à la combinaison, sans pour autant nécessiter d’être en contact direct avec la zone 2. L’électronique de contrôle 120 peut ainsi être agencée sur la combinaison de manière à en faciliter le port, ou encore à être relié à plusieurs supports 110 distincts, par exemple disposés selon plusieurs manchons de la combinaison. De manière générale, l’électronique de contrôle 120 est ainsi avantageusement configurée pour alimenter et contrôler les éléments électroniques du support 110. A ce titre, l’électronique de contrôle 120 est alimentée en électricité par une source 140, par exemple une source interne au système 100 et portée par l’utilisateur, notamment une batterie dans une conception portable du système 100 facilitant le déplacement et l’autonomie de l’utilisateur, ou encore une source externe au système 100, correspondant notamment à un transformateur dimensionné pour l’alimentation de l’électronique de contrôle 140, le système 100 fonctionnant alors lorsque branché sur secteur. De manière à permettre le contrôle des éléments électroniques du support 110, l’électronique de contrôle 120 comprend ainsi au moins un processeur 121. Enfin, le système 100 comprend également une application logicielle configurée pour communiquer avec l’électronique de contrôle 120 par voie filaire ou non filaire. Selon une première conception, l’application logicielle est directement mise en œuvre par le processeur 121, celui-ci communiquant avec les autres éléments de l’électronique de contrôle par voie filaire. Selon une deuxième conception, l’application logicielle est mise en œuvre par un dispositif déporté 130 en communication avec l’électronique de contrôle 120, en particulier avec le processeur 121. Cette conception permet en particulier de limiter les capacités de traitement requises par le processeur 121 et de les remplacer par des moyens de communication avec le dispositif déporté 130, de manière à limiter l’encombrement généré par l’électronique de contrôle 120. Le dispositif déporté 130 correspond par exemple à un téléphone intelligent de l’utilisateur, communiquant avec l’électronique de contrôle par voie filaire ou non filaire, par exemple par Bluetooth. L’application logicielle et l’électronique de contrôle 120 permettent ainsi de commander le moyen de chauffage et de refroidissement 112 et de recevoir des données du capteur de température 111.

Selon les exemples des figures 2 à 4 et 6, l’ au moins un moyen de chauffage et de refroidissement 112 comporte au moins une cellule à effet Peltier, c’est-à-dire une cellule présentant deux faces et configurée pour recevoir un courant circulant à travers la cellule, la circulation du courant générant un refroidissement d’une première face et un réchauffement d’une deuxième face opposée à la première face, par l’application de l’effet Peltier. En combinaison d’une telle cellule à effet Peltier, l’électronique de contrôle 120 comporte un pont en H 122 configuré pour appliquer un courant alternant à-travers la cellule à effet Peltier. En d’autres termes, le processeur 121 contrôle le fonctionnement du pont en H 122 de manière à envoyer un courant à-travers la cellule à effet Peltier, la polarité du courant changeant le sens dans lequel l’effet Peltier s’effectue, c’est-à-dire échangeant le refroidissement et le réchauffement de la première et de la deuxième face.

Ainsi, la cellule à effet Peltier permet de réaliser, en un seul élément, un chauffage et un refroidissement de manière alternante, en fonction du contrôle effectué par l’électronique de contrôle 120.

L’exemple des figures 4 et 6 illustre plus en détail une cellule à effet Peltier selon une variante de réalisation de l’invention. Dans cet exemple, la cellule à effet Peltier présente un premier fil conducteur 112a et un deuxième fil conducteur 112b, chacun étant assemblé à deux dissipateurs thermiques 112c formant les deux faces de la cellule à effet Peltier, par exemple via un ensemble de soudures 112d. Le premier fil conducteur 112a correspond par exemple à la phase et le deuxième fil conducteur 112b au neutre de la cellule à effet Peltier. Avantageusement, un isolant thermique souple 112e, c’est-à-dire un matériau conducteur dont le pouvoir thermoélectrique est supposé nul, est disposé entre les deux dissipateurs thermiques 112c, permettant de séparer les deux faces de la cellule Peltier et donc d’améliorer son efficacité. Selon une conception particulière, la cellule à effet Peltier est intégrée à l’intérieur du support flexible 110, la cellule à effet Peltier présentant également une structure flexible. Par exemple, le support flexible 110 forme l’isolant thermique souple 112e, les fils conducteurs 112a, 112b étant tricotés avec l’isolant thermique 112e de manière à disposer les dissipateurs thermiques 112c de part et d’autre de la surface du support flexible 110. La structure textile permettant l’intégration d’un moyen de chauffage et de refroidissement 112 souple correspond par exemple à un tissu velours, à un tissage 3D, à un tricotage à maille jetée, ou encore à une insertion par couture des fils thermoélectriques. Cette conception permet ainsi d’intégrer complètement le moyen de chauffage et de refroidissement 112 avec le support flexible 110 au contraire d’un simple assemblage, et de disposer le moyen de chauffage et de refroidissement 112 directement en contact avec la zone 2 de la surface du corps de l’utilisateur lors de l’utilisation du système 100.

Avantageusement, et comme illustré en figure 2, on prévoit un film isolant électrique 117 disposé de part et d’autre de la cellule à effet Peltier, permettant son opération sans risque envers l’utilisateur ou les autres composants du support 110.

Dans l’exemple de la figure 1, on prévoit additionnellement un contrôleur de tension 123 intégré à l’électronique de contrôle 120 et associé au pont en H 122 de manière à alimenter la cellule à effet Peltier. Un tel contrôleur de tension 123 est avantageusement configuré pour appliquer une tension variable et un courant constant à travers la cellule à effet Peltier, résultant en une évolution plus linéaire de la température de la cellule à effet Peltier, facilitant la dissipation de chaleur et permettant une meilleure tenue dans le temps de la température recherchée. La tension variable du contrôleur de tension 123 est par exemple obtenue via un asservissement par modulation de largeur d’impulsions, permettant d’approximer une évolution linéaire de la tension.

Optionnellement, et comme illustré dans les figures 2, 3 et 6, le support flexible comprend additionnellement au moins un moyen de dissipation de chaleur 113, 114, 114’. Dans ces exemples, le moyen de dissipation de chaleur 113, 114, 114’ permet d’améliorer les échanges de chaleur avec la face de la cellule à effet Peltier qui n’agit pas sur la zone 2 de la surface du corps de l’utilisateur. Le gradient de température à l’intérieur du moyen de chauffage et de refroidissement 112 est donc réduit, limitant les transferts de chaleur internes et améliorant sa performance. On prévoit ainsi un dissipateur thermique passif 113, en particulier un dispositif muni d’une pluralité d’ailettes montées verticalement par rapport au moyen de chauffage et de refroidissement 112, réalisant ainsi un dissipateur thermique passif 113 présentant une grande surface de contact avec l’air extérieur et augmentant les échanges de chaleur par convection. On prévoit également un ventilateur 114, par exemple combiné avec le dissipateur thermique passif comme illustré dans la figure 2, l’électronique de contrôle 120 commandant également l’actionnement du ventilateur 114. De préférence, le ventilateur 114 est agencé de manière à souffler l’air provenant du moyen de chauffage et de refroidissement 112, et ici du dissipateur thermique passif 113, vers l’extérieur, c’est-à-dire dans la direction opposée à la zone 2 de la surface du corps de l’utilisateur. Dans l’exemple de la figure 6, on prévoit, en remplacement ou en complément du dissipateur thermique passif 113 et/ou du ventilateur 114, une pluralité de micro-ventilateurs 114’. Les micro-ventilateurs 114’ sont avantageusement disposés de manière adjacente au moyen de chauffage et de refroidissement 112. Les micro-ventilateurs sont par exemple également agencés de manière à souffler l’air provenant du moyen de chauffage et de refroidissement 112 vers l’extérieur, de manière à obtenir un refroidissement plus efficace.

Le système décrit ci-avant est ainsi configuré pour mettre en œuvre les étapes d’un procédé d’assistance à l’homéostasie selon la figure 5. Dans une première étape 31, l’application reçoit de l’électronique de contrôle 120 des informations de température mesurées par le capteur de température 111, c’est-à-dire que les données issues du capteur de température 111 et reçues par l’électronique de contrôle 120 sont transmises pour leur traitement selon l’application. En accord avec la description ci-avant, les informations sont ainsi transmises à destination du processeur 121 et/ou du dispositif déporté 130.

Dans une deuxième étape 32, l’application détermine des instructions d’application d’une séquence déterminée d’alternance de refroidissement et de chauffe en fonction des informations de température reçues. Les instructions sont également déterminées selon un programme de l’application, par exemple un programme ciblé pour un entraînement en force, une récupération rapide, une rééducation ou tout autre programme, permettant d’adapter les instructions à différents scénarios d’utilisation ou encore à différents profils d’utilisateur. Les instructions sont alors envoyées dans une troisième étape 33 à l’électronique de contrôle 120, laquelle les met en œuvre, notamment en contrôlant le moyen de chauffage et de refroidissement 112 et optionnellement le ventilateur 114 et/ou les micro-ventilateurs 114’ décrits ci-avant, de manière à optimiser le fonctionnement du moyen de chauffage et de refroidissement 112. Ainsi, le moyen de chauffage et de refroidissement 112 est contrôlé de manière à réaliser une séquence d’alternance de chauffe et de refroidissement sur la zone 2 de la surface du corps de l’utilisateur. Cette séquence résulte en une pluralité de vasoconstrictions et vasodilatations, générant un mécanisme de « vaso-pumping » stimulant la circulation sanguine au niveau du muscle et facilitant la récupération d’énergie et l’apport en nutriments, ions et di oxygène. Optionnellement, on prévoit une étape additionnelle intermédiaire dans laquelle les informations de température reçues sont comparées à au moins une valeur seuil, les instructions déterminées au cours de la deuxième étape 32 étant adaptées en fonction d’un résultat de la comparaison. En particulier, le programme de l’application logicielle est configuré pour générer une inversion entre la chauffe et le refroidissement en fonction du résultat, notamment de manière à commander une chauffe lorsque les informations de température sont inférieures à une première valeur seuil, et un refroidissement lorsque les informations de température sont supérieures à une deuxième valeur seuil. Un tel fonctionnement permet d’assurer une sécurité supplémentaire au système lors de son utilisation, notamment de manière à éviter les brûlures résultant de températures extrêmes. Avantageusement, le moyen de chauffage et de refroidissement 112, par exemple la cellule à effet Peltier décrite ci-avant et associée au moyen de dissipation de chaleur 113, 114, 114’ est configuré pour effectuer un refroidissement inférieur à 0°C, de préférence compris entre - 10°C et 0°C, une telle température permettant d’effectuer une cryothérapie, réduisant la chaleur corporelle de la zone 2 jusqu’à 10°C. Une telle réduction de température permet de garantir une vasoconstriction efficace et de différencier l’action du moyen de chauffage et de refroidissement 112 d’un simple rafraîchissement de la zone 2.

Optionnellement, le support 110 comprend également au moins un biocapteur 115, l’électronique de contrôle 120 recevant les données du biocapteur 115 et l’application étant configurée pour recevoir, au cours de la première étape 31, des informations biologiques mesurée par le biocapteur 115, l’application étant également configurée pour adapter, lors des deuxième et troisième étapes, les informations déterminées et envoyées en fonction des informations biologiques.

Le biocapteur 115 correspond par exemple à un capteur de rythme cardiaque, permettant ainsi de déterminer la circulation sanguine s’effectuant dans le muscle associé à la zone 2, ou encore à un ou plusieurs capteurs mesurant un taux d’ions ou de nutriments dans le sang de l’utilisateur, notamment à une électrode sélective d’ions. Le biocapteur 115 permet ainsi par exemple de mesurer un taux de glucose afin de déterminer si l’apport en sucre est insuffisant ou excessif, c’est-à-dire l’hypoglycémie ou l’hyperglycémie locale de la zone 2, un taux d’acide gluconique, lactique ou pyruvique produits au cours de la glycolyse et devant être évacués des muscles associés à la zone 2, ou encore un taux d’ion potassium ou sodium afin de repérer les situations d’hypokaliémie, hyperkaliémie, hyponatrémie et hypernatrémie, c’est-à-dire de surveiller et réguler la concentration d’ions permettant une correcte contraction musculaire.

Ainsi, selon une conception particulière, les informations reçues du biocapteur 115 sont traitées par l’application de manière à réguler le rythme de la séquence d’alternance de refroidissement et de chauffe, afin d’accélérer ou de ralentir la circulation sanguine au niveau du muscle associé à la zone 2, les informations reçues du capteur de température 111 étant traitées de manière à suivre le refroidissement et la chauffe appliquées selon la séquence déterminée, de manière à confirmer que le moyen de refroidissement et de chauffage 112 a l’effet escompté.

Selon une autre variante, le support 110 comprend un ou plusieurs capteurs d’électromyographie de surface, dit capteur EMG, l’électronique de contrôle 120 recevant les données du capteur EMG et l’application recevant des informations neuromusculaires mesurées par le capteur EMG lors de la première étape 31 et adaptant les instructions des deuxième et troisième étapes 32, 33 en fonction des informations neuromusculaires. Selon un principe similaire à celui décrit ci-avant en regard des biocapteurs 115, l’emploi de capteurs EMG permet de préciser l’action du moyen de refroidissement et de chauffe 112 et de l’adapter aux besoins du muscle traité, en particulier en repérant des signes de fatigue musculaire.

Selon encore une variante illustrée dans la figure 3, le support 110 comprend également un moyen de rétroaction 116, par exemple disposé de manière adjacente au capteur de température 111, en contact avec la zone 2 de la surface du corps de l’utilisateur. Un tel moyen de rétroaction 116 correspond par exemple à un dispositif à vibrations, un dispositif d’électrostimulation, un dispositif de génération d’onde de choc ou encore à un dispositif piézoélectrique de rétroaction haptique. Les instructions déterminées et envoyées par l’application au cours des deuxièmes et troisième étapes 32, 33 comprennent alors également des instructions de contrôle du moyen de rétroaction 116. L’action du moyen de rétroaction 116 vient alors compléter le « vaso-pumping » mis en œuvre par le moyen de refroidissement et de chauffe 112 et/ou fournir un moyen supplémentaire d’assistance à l’homéostasie en parallèle du moyen de refroidissement et de chauffe 112.

Ainsi, on comprendra que la présente invention prévoit un système d’assistance à l’homéostasie, et une combinaison intégrant au moins partiellement un tel système, le système permettant l’application d’une séquence d’alternance de refroidissement et de chauffe sur au moins une zone de la surface du corps d’un utilisateur, générant ainsi à la fois vasoconstriction et vasodilatations à l’intérieur d’un seul ensemble contrôlé selon une application, sans nécessiter l’emploi de bains ou de glaçons pour en compléter l’action. De préférence, le refroidissement et la chauffe sont mis en œuvre à l’aide d’au moins une cellule à effet Peltier permettant d’effectuer ces deux actions à l’aide d’un dispositif simple et compact. Un tel système peut également être complété par l’emploi de capteurs et de moyens de rétroactions supplémentaires, afin d’affiner le comportement du système et d’optimiser la récupération musculaire, notamment en fonction des besoins précis du muscle traité. II devra être observé que cette description détaillée porte sur un exemple de réalisation particulier de la présente invention, mais qu’en aucun cas cette description ne revêt un quelconque caractère limitatif à l’objet de l’invention ; bien au contraire, elle a pour objectif d’ôter toute éventuelle imprécision ou toute mauvaise interprétation des revendications qui suivent. II devra également être observé que les signes de références mis entre parenthèses dans les revendications qui suivent ne présentent en aucun cas un caractère limitatif ; ces signes ont pour seul but d’améliorer l’intelligibilité et la compréhension des revendications qui suivent ainsi que la portée de la protection recherchée.