Les exosquelettes expliqués simplement : une assistance physique au travail et dans la vie quotidienne

En septembre 2022, l'Institut Fraunhofer pour les techniques de production et l'automatisation IPA a présenté, lors du salon RehaCare, des exosquelettes qui étaient jusqu'à présent surtout utilisés dans les secteurs industriels. Ils y aident les personnes à effectuer des travaux physiquement exigeants, évitent les mauvaises postures et doivent ainsi soulager les muscles et les articulations. À l'avenir, ils pourraient également devenir de plus en plus souvent une aide pour les personnes souffrant de certains handicaps physiques, explique Urban Daub, chef de groupe du groupe de recherche en biomécanique appliquée à l'Institut Fraunhofer. Une interview.

Monsieur Daub, le terme "exosquelette" semble un peu technique pour les non-initiés. Qu'est-ce qui se cache derrière ce terme ?

Un exosquelette est un système d'assistance qui est porté directement sur le corps. Il soulage l'appareil locomoteur en fournissant un support de force supplémentaire. Nos muscles et nos articulations sont conçus pour des mouvements dynamiques, comme la marche. Mais si quelqu'un doit soulever régulièrement de lourdes charges ou maintenir longtemps son appareil locomoteur dans une position presque immobile, les muscles peuvent rapidement s'épuiser. Cela peut constituer un risque de blessure. Les exosquelettes permettent de remédier à ce problème.

D'où provient cette assistance de force ? Les exosquelettes fonctionnent-ils avec un moteur ?

Parfois oui, parfois non, il existe des systèmes passifs et actifs. Les exosquelettes industriels les plus répandus fonctionnent de manière passive. Ils sont équipés de ressorts ou d'extenseurs qui sont soumis à une tension mécanique et qui libèrent leur énergie lorsque le corps adopte certaines positions. Ainsi, lors de certains mouvements, ils ajoutent automatiquement de la force que les muscles du corps devraient autrement fournir seuls. Certaines zones du corps sont ainsi soutenues et soulagées de manière ciblée. Il existe d'autres différences dans cette catégorie, certains systèmes ont par exemple des coques dures, d'autres se composent presque exclusivement de bandes élastiques et de bandages. Ces derniers sont ce que l'on appelle des exosquelettes souples ou - c'est le terme international - des "exosuits". Mais il existe aussi de plus en plus de systèmes actifs, qui fonctionnent à l'électricité.  

Quel système est le plus approprié ?

Tout dépend de la situation. Si des mesures techniques ou une modification des processus de travail ne suffisent plus à soulager suffisamment une personne sur son lieu de travail, les exosquelettes peuvent être une bonne option supplémentaire, qu'ils soient actifs ou passifs. Les exosquelettes actifs peuvent être particulièrement utiles lorsqu'un travail nécessite un effort plus important ou lorsque l'assistance requise varie d'une personne à l'autre. L'exosquelette peut en effet être adapté de manière beaucoup plus précise aux besoins de la personne ou à une activité particulière. Si le poids varie fortement, par exemple si des paquets de 2 à 25 kilos doivent être déplacés, l'assistance peut être adaptée en conséquence avec les systèmes actifs. Une partie de nos recherches porte d'ailleurs sur ce type de besoins.

Vous dites que les exosquelettes soutiennent toujours certaines parties du corps. Il existe donc différentes variantes, selon que l'on travaille plutôt avec les bras ou plutôt avec les jambes, par exemple ?

Oui, bien que la plupart des exosquelettes soient conçus pour maintenir le haut du corps droit et aligné - ce sont les "exos du dos" - ou pour soulager les bras lors d'activités au-dessus de la tête - ce sont les "exos des épaules". Il existe également des systèmes pour le cou, le pouce ou la force de la main.

Pour quels travaux les systèmes de soutien du dos et des épaules apportent-ils une aide ?

Les systèmes pour le dos sont utilisés lorsque des composants ou des conteneurs lourds doivent être soulevés ou déposés, ou lorsque quelqu'un doit travailler pendant une longue période dans une position inclinée vers l'avant. Un domaine d'application typique des exosquelettes pour le dos est par exemple la logistique, comme nous l'avons déjà expliqué pour les systèmes actifs : les personnes doivent souvent et fréquemment soulever et porter des paquets lourds. Les exosquelettes d'épaule aident à leur tour dans les activités où les bras sont maintenus longtemps en l'air, par exemple dans les travaux de montage ou de soudage. (→ voir la vidéo).

Quand un exosquelette est-il considéré comme "réussi", à quoi doit-il répondre pour l'être ?

 Les utilisateurs diraient que l'exosquelette doit être aussi léger que possible, imperceptible et non contraignant, tout en offrant un soutien maximal. Cela ressemble à la fameuse "poule aux œufs" qui reste encore à inventer. Pour des raisons techniques, il n'est bien sûr pas possible d'atteindre la perfection, il faut donc toujours faire quelques compromis. C'est pourquoi il existe actuellement plus de 100 exosquelettes différents sur le marché : Aucun n'est parfait à tous égards, mais chacun d'entre eux résout très bien des problèmes et des cas d'application très concrets pour certains utilisateurs. Cela signifie qu'il faut trouver l'exosquelette le plus adapté.

Il existe donc déjà de nombreuses versions d'exosquelettes pour presque toutes les applications. Ne pourraient-ils pas être intéressants pour les personnes qui ont moins besoin d'éviter les blessures que d'être assistées, c'est-à-dire pour les personnes handicapées ?

C'est une très bonne idée. Les exosquelettes pourraient effectivement aider les personnes handicapées dans leur vie professionnelle, parfois même leur permettre de participer à la vie tout court. Les fabricants d'exosquelettes l'ont également reconnu, c'est-à-dire que ces systèmes recèlent encore une toute autre opportunité en dehors de l'application industrielle. Les personnes souffrant de handicaps physiques acquis ou congénitaux pourraient, selon moi, en tirer un grand profit à l'avenir, ce qui leur permettrait de retrouver un emploi ou de travailler plus facilement.

Connaissez-vous un exemple où c'est déjà le cas ?

Oui, lors du salon Rehacare, nous avons fait une présentation dans le cadre de notre symposium "Assistance technique et rééducation professionnelle", qui portait sur un employé de musée souffrant d'une maladie neurologique. Son métier consiste à fabriquer des ciseaux de manière traditionnelle. Dans l'entreprise du musée, les machines utilisées à cet effet sont classées. Il est donc impossible d'y apporter des modifications techniques pour faciliter son travail. Depuis plus d'un an, il utilise un exosquelette qui soutient sa main et l'aide à compenser le manque de force dû à des problèmes neurologiques. Selon lui, cela lui permet de travailler mieux, plus longtemps et surtout sans douleur. Le musée conserve ainsi un collaborateur précieux - et lui-même peut continuer à exercer son métier.

Source : Les exosquelettes expliqués simplement : une assistance physique au travail et dans la vie quotidienne (avec vidéo) - Vie professionnelle inclusive (lwl.org) (17.10.2022)