Webinaire - Exosquelettes au travail. Quels bénéfices ? Quelles limites ? 28 avril 2020
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Présentation réalisée Présentation réalisée par Jean Theurel et Mathilde Schwartz, experts INRS, dans le cadre d'un webinaire consacré aux exosquelettes le 28 avril 2020. L’objectif était d’informer les entreprises sur les bénéfices et les limites associés à l’usage de ces dispositifs lors de diverses tâches de manutention. Pour en savoir plus sur les exosquelettes : http://www.inrs.fr/risques/exosquelettes/ce-qu-il-faut-retenir.html
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- 1. Exosquelettes au travail Quels bénéfices ? Quelles limites ? 28 avril 2020
- 2. 2 Intervenants Jean Theurel Chercheur, Physiologie/Biomécanique Les webinaires de l’INRS – Exosquelettes au travail : quels bénéfices ? Quelles limites ? – 28 avril 2020 Mathilde Schwartz Doctorante, Physiologie/Biomécanique Experts, Laboratoire Physiologie-Mouvement-Travail, INRS
- 3. 3 Sommaire 1 Exosquelettes: Définitions et technologies 2 Contexte 3 Bilan des connaissances 4 Evaluation de l’interaction Exosquelette-Tâche-Opérateur 5 Evaluer les bénéfices apportés par l’exosquelette 6 Autres conséquences, et risques 7 Vos questions Les webinaires de l’INRS – Exosquelettes au travail : quels bénéfices ? Quelles limites ? – 28 avril 2020
- 4. 1. Définition et Technologies
- 5. 5 Définition Les webinaires de l’INRS – Exosquelettes au travail : quels bénéfices ? Quelles limites ? – 28 avril 2020 Ils offrent une aide au mouvement « assistance physique » Ils sont revêtus par l’utilisateur « à contention » Hardiman, 1968
- 6. 6 Technologies Les webinaires de l’INRS – Exosquelettes au travail : quels bénéfices ? Quelles limites ? – 28 avril 2020 Technologies « actives » robotisées (RAP) Technologies « passives » non-robotisées (DAP): - Souples - Rigides Bras Epaules
- 8. 8 Exosquelette : Pour qui ? Pourquoi ? Les webinaires de l’INRS – Exosquelettes au travail : quels bénéfices ? Quelles limites ? – 28 avril 2020 Charge Physique Prévention TMS Manutention Pas d’aménagement Pas d’automatisation Postures contraignantes Entreprises de toutes tailles et de tous secteurs
- 9. 9 Prévention des TMS ? Les webinaires de l’INRS – Exosquelettes au travail : quels bénéfices ? Quelles limites ? – 28 avril 2020 Effets « non-désirés » des exosquelettes …… Contraintes biomécaniques = Force, Répétitivité, Posture D’autres facteurs de risques de TMS (RPS, Organisation…)
- 10. .10 3- Bilan des connaissances
- 11. 11 Revue de la littérature scientifique (2019) Les webinaires de l’INRS – Exosquelettes au travail : quels bénéfices ? Quelles limites ? – 28 avril 2020 Occupationnal Exoskeletons: Overview of their Benefits and Limits for the Prevention of Work-Related Musculoskeletal Disorders J.Theurel & K.Desbrosses études études études
- 12. 12 Les lombalgies 10-60 % Effort des muscles du dos Conception Raideur Masse Tâche Posture Consensus : Quels bénéfices ? Fatigue musculaire Pas de consensus : Perception d’effort Contraintes vertébrales Consensus : Réduction Consensus : Réduction TerrainLaboratoire DAP et RAP Les webinaires de l’INRS – Exosquelettes au travail : quels bénéfices ? Quelles limites ? – 28 avril 2020
- 13. 13 Les tendinopathies de l’épaule Efforts ressentis Efforts musculaires Main en hauteur – Port de charge Conception Masse Tâche Posture Consensus : Quels bénéfices ? Consensus 10-60 % Coordination & Cinématique Pas d’études !! CSA / tendinopathies Efforts des muscles du dos Les webinaires de l’INRS – Exosquelettes au travail : quels bénéfices ? Quelles limites ? – 28 avril 2020 Pas de consensus :
- 14. .14 4. Evaluation de l’interaction Exosquelette-Tâche-Opérateur
- 15. 15 Les webinaires de l’INRS – Exosquelettes au travail : quels bénéfices ? Quelles limites ? – 28 avril 2020 Exosquelette “Dos” Exosquelette “MS” Réductions des efforts des muscles extenseurs du dos Adéquation entre : La demande physique de la tâche (posture et charge) La conception de l’exosquelette Réduction de l’activité des muscles fléchisseurs de l’épaule Evaluation de l’interaction: Exosquelette-Tâche-Opérateur
- 16. 16 Les webinaires de l’INRS – Exosquelettes au travail : quels bénéfices ? Quelles limites ? – 28 avril 2020 En pratique TMS ? Conséquences posturales ? Contrôle du mouvement ? Autres conséquences et risques ? Adaptations chroniques ? Et après ?Quels bénéfices ? Efforts musculaires Ressenti Charge physique Exemples concrets : Etude INRS 2018 Par M. Schwartz, doctorante au laboratoire Physiologie, Mouvement, Travail de l’INRS Quel exosquelette pour quelle tâche ? Parties 5 & 6 de ce webinaire : Besoins d’assistance Performances d’assistance
- 17. .17 5. Evaluer les bénéfices apportés par l’exosquelette
- 18. 18 Objectif Statique Statique DynamiquesExo DOS Assistance au redressement du tronc Exo Memb. Sup. Assistance à l’élévation des bras Les webinaires de l’INRS – Exosquelettes au travail : quels bénéfices ? Quelles limites ? – 28 avril 2020
- 19. 19 Méthodologie Familiarisation 3 charges 2 à 14 kg Sollicitations musculaires (EMG) Equilibre (PFF) Postures (IMU) Perception effort (Borg) Statique Statique Dynamiques Les webinaires de l’INRS – Exosquelettes au travail : quels bénéfices ? Quelles limites ? – 28 avril 2020
- 20. 20 Résultats Tâche statique Tâche dynamique dans l’axe Tâche dynamique en rotation Muscles assistés par l’exosquelette 85° 85° 65° 35° 10° 10° 35° 65° 85° 85° 65° 35° 10° 10° 35° 65° 85° Bénéfice Bénéfice modéré Sans effet Contrainte modérée Contrainte Bénéfice pour toutes les conditions expérimentales (charges, muscles) Contraintes pour toutes les conditions expérimentales Bénéfice pour certaines conditions expérimentales Contraintes pour certaines conditions expérimentales Non significatif Les webinaires de l’INRS – Exosquelettes au travail : quels bénéfices ? Quelles limites ? – 28 avril 2020
- 21. 21 Tâche statique Tâche dynamique dans l’axe Tâche dynamique en rotation Muscles assistés Muscles extenseurs du dos 85° 85° 65° 35° 10° 10° 35° 65° 85° 85° 65° 35° 10° 10° 35° 65° 85° Fortes inclinaisons = + de sollicitations des lombaires Autres inclinaisons = - de sollicitations des lombaires En rotation = Efficacité réduite à une + petite plage angulaire +35% +24% -5% -7% -4% -5% -6% -1% +37% +24% -2% -4% +3% +11% -5% -3% +37% Hystérésis Bénéfice Bénéfice modéré Sans effet Contrainte modérée Contrainte Les webinaires de l’INRS – Exosquelettes au travail : quels bénéfices ? Quelles limites ? – 28 avril 2020
- 22. 22 Tâche statique Tâche dynamique dans l’axe Tâche dynamique en rotation Muscles assistés Muscles extenseurs du dos 85° 85° 65° 35° 10° 10° 35° 65° 85° 85° 65° 35° 10° 10° 35° 65° 85° Effets bénéfiques sur une large plage angulaire Effets réduits voire désavantageux -44% -9% -12% -5% -1% -4% -12% -8% -13% -2% -1% -3% +3% +10% -4% -6% -16% Bénéfice Bénéfice modéré Sans effet Contrainte modérée Contrainte Les webinaires de l’INRS – Exosquelettes au travail : quels bénéfices ? Quelles limites ? – 28 avril 2020
- 23. 23 Tâche dynamique dans l’axe Tâche dynamique en rotation Muscles assistés Muscles élévateurs et fléchisseurs bras 85° 65° 35° 10° 10° 35° 65° 85° 85° 65° 35° 10° 10° 35° 65° 85° Effet bénéfique Sauf pour de fortes inclinaisons 1% -17% -38% -14% -18% -57% -44% +41% -7% -33% -42% -16% -22% -50% -41% +25% Bénéfice Bénéfice modéré Sans effet Contrainte modérée Contrainte Les webinaires de l’INRS – Exosquelettes au travail : quels bénéfices ? Quelles limites ? – 28 avril 2020
- 24. 24 Tâche statique Muscles assistés Muscles élévateurs du bras Effet bénéfique -62% Bénéfice Bénéfice modéré Sans effet Contrainte modérée Contrainte Les webinaires de l’INRS – Exosquelettes au travail : quels bénéfices ? Quelles limites ? – 28 avril 2020
- 25. 25 Conclusion Synthèse Muscles assistés Tâche statique Tâche dynamique dans l’axe Tâche dynamique en rotation 85° 65° 35° 10° 10° 35° 65° 85° 85° 65° 35° 10° 10° 35° 65° 85° Dépendant de la tâche de travail Dépendant de l’exosquelette Réduction des sollicitations pour les muscles assistés Les webinaires de l’INRS – Exosquelettes au travail : quels bénéfices ? Quelles limites ? – 28 avril 2020
- 26. .26 6. Autres conséquences, et risques
- 27. 27 Résultats Tâche statique Tâche dynamique dans l’axe Tâche dynamique en rotation 85° 85° 65° 35° 10° 10° 35° 65° 85° 85° 65° 35° 10° 10° 35° 65° 85° Autres effets Muscles fléchisseurs du tronc Muscles membres inférieurs Muscles élévateurs du bras Equilibre postural Bénéfice Bénéfice modéré Sans effet Contrainte modérée Contrainte Bénéfice pour toutes les conditions expérimentales (charges, muscles) Contraintes pour toutes les conditions expérimentales Bénéfice pour certaines conditions expérimentales Contraintes pour certaines conditions expérimentales Non significatif Les webinaires de l’INRS – Exosquelettes au travail : quels bénéfices ? Quelles limites ? – 28 avril 2020
- 28. 28 Autres effets Muscles fléchisseurs du tronc Muscles membres inférieurs Muscles élévateurs du bras Equilibre postural Tâche statique Tâche dynamique dans l’axe Tâche dynamique en rotation 85° 85° 65° 35° 10° 10° 35° 65° 85° 85° 65° 35° 10° 10° 35° 65° 85° Mise en tension du système + d’extension des jambes Modifications posturales Bénéfice Bénéfice modéré Sans effet Contrainte modérée Contrainte Les webinaires de l’INRS – Exosquelettes au travail : quels bénéfices ? Quelles limites ? – 28 avril 2020
- 29. 29 Autres effets Muscles fléchisseurs du tronc Muscles membres inférieurs Muscles élévateurs du bras Equilibre postural Tâche statique Tâche dynamique dans l’axe Tâche dynamique en rotation 85° 85° 65° 35° 10° 10° 35° 65° 85° 85° 65° 35° 10° 10° 35° 65° 85° Bénéfice Bénéfice modéré Sans effet Contrainte modérée Contrainte Peu de contraintes car tension assez faible + d’extension des jambes Appui sur le trapèze Pbm. de parallélisme des forces Les webinaires de l’INRS – Exosquelettes au travail : quels bénéfices ? Quelles limites ? – 28 avril 2020
- 30. 30 Autres effets Muscles abaisseurs du bras Muscles extenseurs du dos Muscles membres inférieurs Equilibre postural Mise en tension du système Tâche dynamique dans l’axe Tâche dynamique en rotation 85° 65° 35° 10° 10° 35° 65° 85°85° 65° 35° 10° 10° 35° 65° 85° Ceinture appui hanche meilleur transfert des forces Sauf avec + inclinaison et/ou rotation PoidsTransfert des forces Bénéfice Bénéfice modéré Sans effet Contrainte modérée Contrainte Les webinaires de l’INRS – Exosquelettes au travail : quels bénéfices ? Quelles limites ? – 28 avril 2020
- 31. 31 Autres effets Muscles abaisseurs du bras Muscles extenseurs du dos Muscles membres inférieurs Equilibre postural Tâche statique Stabilisation de l’articulation Dépendant de la charge et de l’exosquelette Exhauss : + pour 2 et 5 kg Skelex : + pour 2 kg -65% ExhaussEffet ceinture -27% SkelexEffet équilibre des masses Bénéfice Bénéfice modéré Sans effet Contrainte modérée Contrainte Les webinaires de l’INRS – Exosquelettes au travail : quels bénéfices ? Quelles limites ? – 28 avril 2020
- 32. 32 Conclusion Autres effets Muscles assistés Poids, technologie, points de fixation… Statique/dynamique, angle, complexité… Dépendant de l’exosquelette Dépendant de la tâche de travail Acquisition ? Situation de travail dans laquelle le besoin d’un exosquelette est identifié Performances des exosquelettes A considérer lors d’une démarche d’évaluation d’un exosquelette Evaluation des risques Niveaux / avantages Restrictions… Les webinaires de l’INRS – Exosquelettes au travail : quels bénéfices ? Quelles limites ? – 28 avril 2020
- 34. 34 Vos questions Avec le recours aux exosquelettes, peut-on envisager d’augmenter le poids des charges manipulées ? Les webinaires de l’INRS – Exosquelettes au travail : quels bénéfices ? Quelles limites ? – 28 avril 2020
- 35. 35 Vos questions Les exosquelettes sont-ils des équipements de protection individuelle ? Les webinaires de l’INRS – Exosquelettes au travail : quels bénéfices ? Quelles limites ? – 28 avril 2020
- 36. 36 Vos questions A-t-on suffisamment de recul sur les effets à long terme du port d'un exosquelette ? Les webinaires de l’INRS – Exosquelettes au travail : quels bénéfices ? Quelles limites ? – 28 avril 2020
- 37. 37 Vos questions Comment doit être réalisé le suivi d’un opérateur utilisant un exosquelette ? Et par qui ? Les webinaires de l’INRS – Exosquelettes au travail : quels bénéfices ? Quelles limites ? – 28 avril 2020
- 38. 38 Vos questions Existe-t-il des exosquelettes dédiés aux aides-soignants ? Si oui, ces dispositifs sont-ils également adaptés à la mobilisation des personnes ? Les webinaires de l’INRS – Exosquelettes au travail : quels bénéfices ? Quelles limites ? – 28 avril 2020
- 40. 40 Si des questions subsistent… • Découvrez l’ensemble de nos supports sur www.inrs.fr • Posez vos questions sur le site de l’INRS http://www.inrs.fr/services/assistance/questions.html Les webinaires de l’INRS – Exosquelettes au travail : quels bénéfices ? Quelles limites ? – 28 avril 2020
- 41. Notre métier, rendre le vôtre plus sûr Merci de votre attention