Les exosquelettes sont censés protéger les travailleurs contre le surmenage. Et ils pourraient même améliorer leur rendement et leur performance au travail. Une comparaison des technologies.

La visseuse sans fil émet un cliquetis pour indiquer qu'elle a correctement rempli sa mission. La vis est bien serrée, mais pas trop. Alexander Esin saisit immédiatement la vis suivante dans la caisse et la fixe également dans la structure du dessous de caisse, qui flotte à environ 20 cm au-dessus de sa tête. Une fois de plus, il dispose d'exactement 2 secondes pour le simple processus de vissage - c'est ce que prévoit l'analyse du temps de travail dans l'industrie.

Visser 16 vis, poser 12 clips, tirer deux câbles, appliquer 25 traits de peinture sur un pad avec précision et à l'horizontale, puis desserrer les câbles et les clips et dévisser les vis : Telles sont les activités prévues par le cahier des charges de la première station de l'expérience mise en place par l'Institut Fraunhofer pour les techniques de production et l'automatisation (IPA) de Stuttgart et l'Institut pour la fabrication industrielle et l'exploitation des usines (IFF) de l'Université de Stuttgart à l'école Wilhelm-Maybach.

Quel est le soulagement apporté par un exosquelette au travail ?

Les chercheurs veulent découvrir quel soulagement un exosquelette apporte réellement lors d'une activité fatigante. L'école professionnelle et technique de Bad Cannstatt a été bien choisie pour accueillir ce projet, car elle offre un grand savoir-faire dans les domaines de la mécanique, de la fonderie et de la technique automobile.

L'Exoworkathlon, nom officiel de l'expérience, est une première internationale, selon Urs Schneider, directeur du département "Techniques médicales et de bioproduction" à l'Institut Fraunhofer IPA. Son équipe, qui développe des solutions de technologie humaine, est le plus grand groupe de recherche sur les exosquelettes en Allemagne. Les stations d'essai ont été développées en collaboration avec des spécialistes de l'ergonomie et de la sécurité au travail issus de l'industrie. Elles reflètent des situations de travail typiques, dans lesquelles les postures contraignantes sont fréquentes. Sur la station d'Esin, il s'agit de travailler la tête en bas, sur une autre de transporter des caisses.

Travailler pendant une heure en collectant des données physiologiques

Pendant une heure, plusieurs élèves de l'école professionnelle effectuent successivement cette tâche fatigante, une fois avec l'aide de l'exosquelette, une fois sans. Des capteurs enregistrent leurs données physiologiques telles que l'activité musculaire et les paramètres cardiovasculaires tels que la fréquence cardiaque et la consommation d'oxygène, et les volontaires répondent à un questionnaire sur leur ressenti subjectif pendant le processus de travail.

Exosquelette

Les exosquelettes sont des structures de soutien fixées au corps qui peuvent renforcer ou même remplacer la force musculaire des bras, des jambes ou du tronc. On distingue les systèmes passifs et actifs, selon qu'ils intègrent ou non des moteurs alimentés par des batteries. Les premiers développements ont été utilisés en médecine pour assister les personnes ayant subi un accident vasculaire cérébral ou souffrant de paraplégie. Mais de plus en plus, l'industrie découvre les exosquelettes pour soulager les employés de manière ergonomique lors de travaux physiques lourds. Le transport de caisses en fait partie.

Transporter des caisses devient presque un jeu d'enfant avec l'exosquelette

Simon Bader se déplace avec souplesse entre la table d'emballage et le conteneur. Il porte en permanence des caisses de 8 kg à travers le deuxième poste. La plupart du temps, il dépose nonchalamment sa charge, allégée par l'exosquelette, dans le conteneur. Comme Esin, il effectue six tours de 10 min. "En fait, il faut se mettre à genoux pour soulever la charge à partir des jambes et non du dos", explique cet employé d'une PME spécialisée dans la technique de moulage sous pression de la vallée de Remstal, qui est actuellement en deuxième année de technicien en génie mécanique.

Plusieurs capteurs enregistrent des données sur son corps et les transmettent par radio pour évaluation. L'équipe de l'IPA et l'université de Stuttgart veulent ainsi déterminer quel soulagement les exosquelettes utilisés dans le test apportent réellement aux employés et dans quelle mesure ils peuvent éventuellement éviter des séquelles.

"Le surmenage professionnel entraîne l'incapacité de travailler"

"Les surcharges, qui sont souvent à peine perçues par les jeunes, peuvent entraîner des absences et une incapacité de travail au cours de la vie professionnelle", explique Verena Kopp, responsable du projet IPA. En revanche, la scientifique du sport et experte en biomécanique est convaincue que les exosquelettes pourraient protéger les professionnels à long terme contre de telles séquelles. Mais l'évaluation des essais devra encore le démontrer. L'important pour les chercheurs de Fraunhofer est que les exosquelettes testés n'entrent pas en concurrence les uns avec les autres, leurs fabricants étant originaires d'Allemagne, de France, des Pays-Bas et des États-Unis.

"Il s'agit simplement de comparer l'activité avec et sans assistance", explique Kopp. "Nous voulons juste voir si les exosquelettes ont le potentiel de réduire la charge physique et de maintenir la performance". Et comment cela se répercute sur le ressenti subjectif. Kopp a spécialement mis au point un questionnaire que les personnes testées remplissent directement après leur utilisation.

L'exosquelette peut augmenter le rendement

"Dans le meilleur des cas, une aide au travail peut même augmenter le rendement, alors peut-être qu'elle s'imposera dans l'industrie", espère Urs Schneider. Les entreprises n'accepteraient pas forcément de dépenser de l'argent pour la santé des travailleurs, mais elles le feraient si cela leur permettait d'augmenter leur rendement. "Nous savons que l'on peut mieux souder au-dessus de la tête si les bras sont soutenus par un exosquelette. L'employeur est heureux de voir que la soudure est propre", sourit le directeur de l'IPA. C'est l'expérience qu'a faite son équipe chez le constructeur automobile Audi.

L'entreprise de Stuttgart a également installé un poste de soudure de ce type lors du salon de la santé et de la sécurité au travail A+A, qui s'est tenu du 26 au 29 octobre à Düsseldorf. Les employés du constructeur automobile Ford ont pu y tester les exosquelettes sur leur propre corps. "Nous allons créer une base de données à partir des résultats de ces deux événements", explique Schneider. En janvier, un autre parcours est prévu au centre d'essais de soudure de Hambourg. Là, des soudeurs du port seront impliqués dans l'expérience.

La protection du travail et les assurances accidents sont intéressées par les résultats

Les résultats de l'Exoworkathlon intéressent également l'Institut fédéral pour la sécurité et la santé au travail (Baua) et l'assurance accidents légale allemande (DGUV). Ils espèrent que les expériences apporteront un peu de méthode dans les données jusqu'ici assez minces sur l'utilisation des exosquelettes. Les employés des entreprises de logistique ou de l'industrie automobile peuvent rapidement souffrir d'hernies discales ou, dans le pire des cas, prendre une retraite anticipée. Il faut éviter cela.

A l'avenir, des recommandations pourraient être faites aux moyennes entreprises et aux entreprises artisanales sur la manière de rendre les processus de travail plus ergonomiques. Car, Schneider en est convaincu, "les emplois vraiment difficiles se trouvent dans les petites entreprises". Elles ne peuvent pas se permettre, comme les grands groupes, une planification complexe des processus et des équipes qui mettent en place les chaînes de production en tenant compte des aspects ergonomiques. C'est aussi pour cette raison que la plupart des fabricants vendent actuellement leurs exosquelettes aux petites entreprises.

"L'effort ressenti était inférieur de près de 30 % avec l'exosquelette".

Pendant ce temps, l'évaluation est en cours. Simon Bader a ressenti un net effet de soutien grâce à l'exosquelette. "A plus long terme, il peut certainement contribuer à faciliter le travail, à améliorer la sécurité et la satisfaction des employés", estime-t-il. Il peut imaginer que son employeur introduise lui aussi de tels systèmes d'assistance. "Chez nous, certaines activités impliquent le transport de caisses pesant jusqu'à 25 kg, ce serait un grand soulagement".

Pour la responsable du projet, Mme Kopp, il est particulièrement important de savoir s'il y a un soulagement perceptible grâce aux exosquelettes. Les essais l'ont clairement démontré. "L'effort ressenti avec l'exosquelette était inférieur de près de 30 % à la valeur indiquée sans l'assistance technique", dit-elle. Dans toutes les régions musculaires, l'effort ressenti était inférieur avec l'exosquelette.

Les exosquelettes montrent un grand potentiel

Kopp a toutefois un résultat surprenant en réserve - avec l'exosquelette, les personnes testées étaient un peu plus lentes dans le processus de travail. "Peut-être est-ce dû au fait que les mouvements avec le système étaient inhabituels", suppose Kopp. Néanmoins, "les résultats montrent que les exosquelettes ont définitivement le potentiel d'aider les travailleurs", conclut la responsable du projet.

Source : Le monde du travail : les exosquelettes pour l'industrie à l'essai - VDI Nachrichten (vdi-nachrichten.com) (17.10.2022)