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L'évolution de l'exosquelette

Avec l'arrivée de technologies telles que ChatGPT et la réalité augmentée avancée, les outils tels que les exosquelettes ne semblent plus trop futuristes. Ils n'en restent pas moins un complément émergent pour la manipulation des matériaux. Les développeurs d'exosquelettes, conçus à l'origine il y a longtemps à des fins agricoles et plus récemment à des fins militaires, ont consacré des heures à leur conception afin de les amener dans le monde industriel et d'aider à la fois à leur fabrication et à leur stockage.

Bien qu'il s'agisse encore d'un concept nouveau, certains fabricants affirment que les exosquelettes feront bientôt partie de l'équipement de protection individuelle (EPI) standard.

Il y a de bonnes raisons de se ranger derrière cette idée. Malgré les licenciements dans le secteur technologique, le pays continue de souffrir d'une pénurie de main-d'œuvre paralysante. Selon un récent rapport de la Chambre de commerce américaine, le pays compte plus de 10 millions d'offres d'emploi, mais seulement 5,7 chômeurs.

Au sein de ce segment, les secteurs tels que la fabrication et l'entreposage restent parmi les emplois les plus difficiles à recruter pour les travailleurs qualifiés. Il peut s'agir d'un travail grossier, monotone, physiquement exigeant et difficile à vendre - en particulier auprès des jeunes générations qui recherchent des postes présentant un défi plus mental.

Les tâches de manutention sont également chargées de répétitions. "Imaginez soulever des centaines de livres par heure, des milliers de fois dans une journée", explique Ilya Mirman, directeur du marketing et des ventes chez Verve Motion . "Les charges répétées sur le dos ont un impact important sur la qualité de vie et affectent également les performances au travail".

Ajoutez à cela une main-d'œuvre vieillissante et moins en forme physiquement qu'au cours des décennies précédentes, et les coûts élevés liés aux blessures/soins de santé, au roulement du personnel et à la perte de productivité, ainsi que le soutien ergonomique des exosquelettes commencent à paraître attrayants.

"Les entreprises voient une plus grande valeur dans leurs employés plutôt que de les considérer comme des articles jetables", explique Paul Nicholson, vice-président de la croissance chez HeroWear . "Les blessures au dos et autres problèmes ergonomiques étaient considérés comme allant de soi pour le cours. Ce n'est plus le cas".

Les appareils actuels

Les exosquelettes sont des cadres, des sacs à dos ou des gilets légers et externes qui peuvent soutenir et même améliorer les tâches d'un employé. Dans cette fonction, ils aident à éviter les blessures courantes au dos, aux genoux, aux épaules et plus encore. Il existe aujourd'hui plus de 100 fabricants d'exosquelettes, dont beaucoup sont basés en Europe, où ces dispositifs sont plus répandus qu'aux États-Unis. Parmi les nombreuses entreprises d'exosquelettes, environ une douzaine pénètrent dans le domaine de la manutention, dont un plus grand nombre encore dans la fabrication que dans le stockage.

La plupart des conceptions d'exosquelettes peuvent être divisées en deux catégories principales : les systèmes passifs et les systèmes actifs. Un système passif est basé sur le concept qu'un ensemble de ressorts ou d'élastiques emmagasine de l'énergie et la restitue lors d'un soulèvement ou d'un mouvement conjoint. Un système actif est alimenté par des batteries ou parfois même par du gaz et offre un soutien plus important que son homologue passif.

Les systèmes actifs ressemblent souvent à l'idée que l'on se fait d'un exosquelette - un "squelette" dur et rigide qui imite la structure d'un corps. Les dispositifs passifs ont tendance à être plus légers et peuvent ressembler à un sac à dos ou à un gilet, mais il peut y avoir un chevauchement entre les deux. Les deux ont des avantages et des inconvénients à prendre en compte.

Bien qu'il s'agisse d'un concept assez simple, il a été quelque peu difficile d'amener les exosquelettes à un endroit pratique. Cependant, la dernière décennie a finalement apporté le développement nécessaire pour les amener à une version plus largement applicable.

Les exosquelettes sont des cadres, des sacs à dos ou des gilets légers et externes qui peuvent soutenir et même améliorer les tâches d'un employé. 

"Les exosquelettes d'aujourd'hui n'ont pas l'air dramatiquement différents de leurs premières conceptions du 19ème siècle", explique Nicholson. "Ce qui a mis tant de temps à les rendre pratiques, c'est qu'ils sont difficiles à fabriquer pour que les gens puissent y travailler confortablement. Historiquement, ils ont toujours ralenti les gens".

Mais cela est en train de changer, avec un accent mis sur des exosquelettes plus légers et plus confortables. "La science des matériaux a finalement rattrapé son retard, ce qui nous a permis de créer un dispositif à la fois suffisamment solide et agréable à porter", explique Nicholson. "Il existe toute une série de nouvelles options spécialement conçues pour l'utilisateur".

Les systèmes actifs, plus rigides, offrent un soutien plus important et sont souvent utilisés pour des tâches nécessitant de maintenir les bras au-dessus de la tête pendant de longues périodes - pensez par exemple à une usine automobile.

Une telle conception peut réduire les blessures au dos, aux épaules et au cou. Ces systèmes peuvent également jouer un rôle dans les tâches de levage lourdes en aidant un utilisateur à se pencher, à ramasser et à transporter une charge d'un endroit à un autre.

Les équipements plus petits et plus légers tels que les gilets et les sacs à dos ont également un rôle à jouer. Bien qu'ils ne constituent pas un squelette aussi lourd, ils peuvent apporter un soutien considérable à un travailleur effectuant des tâches répétitives dans une zone de stockage ou de fabrication.

"Nos sacs à dos peuvent soulager jusqu'à 40 % de la charge et réduire le travail musculaire", explique Mirman. "Les effets de cela sont spectaculaires, d'un facteur allant jusqu'à 80 % ou 90 %".

Selon Anthony Pratt, vice-président des ventes chez Ekso Bionics, non seulement les travailleurs seront plus productifs s'ils portent un exosquelette, mais en réduisant les blessures, une entreprise peut également obtenir un retour sur investissement assez rapide. "Tout commence par la sécurité au travail", explique Pratt. "Les exosquelettes réduisent la fatigue, ce qui permet aux travailleurs d'utiliser les techniques adaptées à leur environnement. C'est une démonstration de l'investissement dans vos employés".

Il permet également d'économiser de l'argent sur les frais de santé, le taux élevé de rotation du personnel et la perte de productivité. Gardez à l'esprit que les blessures et leurs coûts de santé s'élèvent à 14 milliards de dollars par an aux États-Unis et qu'une blessure moyenne entraîne l'absence d'un travailleur pendant 13 jours, selon les statistiques compilées par Verve Motion. La perte de productivité est de l'ordre de 7 % à 10 %. Si vous compensez de tels chiffres par l'achat d'un exosquelette, vous pouvez espérer un retour sur investissement en seulement six mois, selon Nicholson.

Facteurs à prendre en compte

L'aspect important pour bien choisir un exosquelette est le confort et la portabilité. Sans cela, vous n'avez pas de compliance et les combinaisons restent inutilisées. Les options actuelles comprennent des matériaux plus souples et des tailles adaptables, ce qui les rend plus faciles et plus confortables à porter.

"La facilité d'utilisation est la clé", dit Pratt. "Chaque corps est différent, c'est pourquoi nous travaillons avec les utilisateurs finaux sur le terrain pour mesurer et ajuster leur taille respective".

Cela reflète un mouvement général dans l'industrie de l'exosquelette pour offrir des options plus personnalisées, comme pour d'autres types d'EPI. Selon Nicholson, les options de HeroWear prennent environ 5 minutes pour s'adapter à l'utilisateur. "Nous ne faisons pas de différence entre petit, moyen et grand, mais nous construisons chaque partie du corps de façon modulaire", explique-t-il. "Nous réglons ensuite le niveau d'assistance approprié pour chaque personne afin de maximiser ses performances".

L'accent est mis sur la fabrication d'exosquelettes plus légers et plus confortables.

Tout compte fait, après environ une semaine, la plupart des employés auront fait quelques ajustements, travaillé sur des processus d'essai et d'erreur et trouvé le point optimal. "Après cela, ils ne regardent plus jamais en arrière", explique Nicholson.

Lorsqu'un employé quitte l'entreprise, les fabricants d'exosquelettes peuvent retourner l'exosquelette pour son ou sa remplaçant(e) et le remesurer/adapter. "Nous nous rendons sur place et remesurons la plate-forme pour le nouvel utilisateur final", explique Pratt. Pour l'instant, vous pouvez vous attendre à ce qu'un exosquelette moyen dure environ quatre ou cinq ans, ajoute-t-il, même sur la période de plusieurs utilisateurs.

L'entretien des exosquelettes nécessite quelques étapes simples : A la fin d'un poste, les travailleurs doivent les asperger d'une sorte de solution désinfectante et les suspendre pour les faire sécher pendant la nuit.

Selon Nicholson, l'idée n'est pas de les partager d'un travailleur à l'autre, mais de les mettre à la disposition des employés qui le souhaitent en tant qu'EPI. HeroWear vient d'annoncer une version actualisée de ses combinaisons, qui rend également la plupart des pièces lavables en machine, ce qui simplifie considérablement l'entretien. "Nous recommandons également une liste de contrôle hebdomadaire pour s'assurer qu'ils sont opérationnels et en bon état", dit-il.

Il y a un mouvement général dans l'industrie des exosquelettes pour offrir des options plus personnalisées, comme pour d'autres types d'EPI.

Prévisions

Actuellement, l'adoption des exosquelettes n'en est qu'à ses débuts, selon Bryan Jensen , président et vice-président exécutif du cabinet de conseil St. Onge Company . "Les exosquelettes font un travail formidable", dit-il, "et l'adoption de combinaisons passives est modérément répandue".

Pourtant, les États-Unis restent à la traîne par rapport à leurs homologues européens lorsqu'il s'agit d'embarquer avec ces dispositifs. "Les exosquelettes ne sont pas adoptés comme ils pourraient l'être ici", explique Jensen. "En Europe, les gouvernements protègent mieux leurs employés, ils sont donc en avance sur la courbe".

Pour déterminer si les exosquelettes sont adaptés à vos opérations, Jensen recommande d'évaluer le coût d'une blessure au dos par rapport à votre investissement dans un exosquelette.

"Si vous évitez trois ou quatre blessures au dos, vous remboursez cet investissement", dit-il. "Mais faire une analyse comparative peut être difficile, car elle est soumise à des conditions. Comment savez-vous si vous avez évité une blessure au dos ?"

Jensen ajoute que les entreprises n'ont toujours pas adopté une ceinture à 50 dollars dans de nombreux entrepôts, de sorte qu'il peut parfois être difficile de faire des achats pour un exosquelette beaucoup plus cher - souvent à hauteur de dizaines de milliers de dollars.

Du point de vue de Pratt, il devrait toutefois suffire d'observer comment un travailleur fait l'expérience du soutien d'un exosquelette pour la première fois afin de consolider son acceptation. "Lorsque les gens le mettent pour la première fois et sentent que leur douleur disparaît, cela se voit sur leur visage", ajoute Pratt. "Le produit fonctionne". 

Source : The Exoskeleton Evolution - Modern Materials Handling (mmh.com)

Tom Illauer

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