Par Saeed Moradi, Spécialiste R&D - Innovation
Comme d'autres nouvelles technologies, les exosquelettes font leur chemin sur les chantiers de construction. Ils atténuent le stress des travaux qui impliquent des mouvements répétitifs, la manipulation de poids lourds ainsi que le surmenage.
Les troubles musculo-squelettiques (TMS) tels que la douleur, l'engourdissement et la raideur sont fréquents chez les travailleurs de la construction, et certains de ces troubles peuvent être irréversibles à long terme. Selon le rapport du Bureau of Labor Statistics, 36% des blessures entraînant des journées de travail manquées, telles que des blessures à l'épaule et au dos, sont dues à des TMS. Les exosquelettes peuvent améliorer l'ergonomie du travail pour limiter les facteurs de risque de TMS tout en augmentant la productivité des travailleurs. Ils peuvent ainsi aider les travailleurs dont les capacités physiques sont inadéquates à effectuer des tâches difficiles comme le forage ou le levage.
Qu'est-ce qu'un exosquelette ?
L'exosquelette ou exosuit est l'une des technologies portables utilisées pour minimiser les tensions et les risques de blessure en fournissant un support articulaire, une meilleure répartition du poids et une correction de la posture. Un exosquelette peut être motorisé ou purement mécanique, selon le type d’exosquelette utilisé et l’objectif qu’il remplit. Ils sont construits de différentes manières et offrent un soutien à diverses régions du corps.
Aujourd'hui, les exosquelettes sont de plus en plus ajustables pour s'adapter au corps du travailleur de la construction et sont également plus légers qu’auparavant pour permettre une manipulation plus facile lors de différentes tâches. Ils peuvent être portés tout au long de la journée de travail, avec moins d'efforts lors des tâches répétitives. Dans cet article, nous avons dressé la liste des différents types d'exosquelettes qui peuvent être utilisés dans les travaux de construction, avec leurs avantages et leurs limites.
Les gants de force sont portés autour de la main pour faciliter la préhension de tâches intensives et répétitives/statiques telles que soulever ou tenir des objets et des outils lourds. Ils sont ajustables à la taille de la main et à la force requise pour exécuter ces tâches. L'équipement sensoriel, inclus dans les gants de force, peut percevoir la pose et la prise essentielle.
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Pour |
Contre |
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Taille ajustable |
Longévité de la batterie |
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Équilibre des forces entre chaque doigt |
Configuration et calibration |
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Plus d'adhérence et de puissance |
Peut affecter la précision |
Les exosquelettes de bras et d'épaule soutiennent les parties supérieures du corps pour soulever et tenir des matériaux lourds. Ils peuvent également être utilisés pour les mouvements répétitifs des bras et les activités de manutention prolongées telles que la coupe, le perçage et le raclage. Il existe plusieurs fabricants d'exosquelettes de bras et d'épaule. Ils pèsent entre 1,3 et 4 kg selon leur fonctionnalité. Ils peuvent s'adapter au corps du travailleur afin de maximiser les mouvements et de réduire les tensions lors de l'exécution du travail.
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Pour |
Contre |
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Soulage la tension au niveau des coudes et des épaules |
Maintenance |
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Améliore le contrôle et la précision |
Déplace la force vers le bas du corps comme la taille |
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Étanche à l'eau et à la poussière |
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Mouvement facilité |
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L'exosquelette de soutien du dos couvre les zones du corps allant des épaules aux hanches pour réduire la tension sur les muscles du dos lors du levage d'objets lourds en dessous du niveau de la taille et également lorsqu‘une tâche est effectuée dans une posture penchée en avant. Il corrige la mauvaise posture du travailleur et réduit les risques de douleurs dans le bas du dos.
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Pour |
Contre |
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Réduit les blessures dues au levage de charges lourdes, aux flexions statiques, aux charges asymétriques, à la position debout prolongée et à la position penchée. |
Il réduit l'impact sur la colonne vertébrale et non l'effort. |
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Facile à entretenir |
Les modèles avec jambe bondissante peuvent restreindre les mouvements |
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Étanche à l'eau et à la poussière |
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Les exosquelettes de soutien des jambes réduisent le stress des postures debout et accroupie. Ils réduisent le stress sur les genoux et les jambes en transmettant la force directement au sol. Les positions debout et accroupies de longue durée sont courantes pour diverses tâches de construction comme l'installation de pièces électriques. Ces exosquelettes peuvent se verrouiller en position assise lorsque les chaises ne sont pas disponibles sur le chantier pour des raisons de sécurité et de productivité.
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Pour |
Contre |
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Soutient les articulations des genoux et des jambes |
Limite les actions rapides |
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Fournit un support pour s'asseoir |
Nécessité de choisir la bonne taille pour une bonne adaptation |
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Peut être combiné aux exosquelettes de soutien des épaules et du dos. |
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Les exosquelettes de manutention d'outils se connectent à des outils lourds, comme des équipements de forage, et transfèrent la force et la charge à leur base. Cette base peut être au sol, sur un échafaudage ou sur une plate-forme de travail. Ils peuvent aider les travailleurs à tenir leurs outils plus longtemps, et à augmenter la précision et la sécurité des travailleurs lors de l'exécution de ces tâches.
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Pour |
Contre |
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Permet de tenir des outils lourds pendant plus longtemps |
Outils limités sur une plate-forme de travail |
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Réduit la fatigue musculaire et augmente la précision |
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Les exosquelettes en action
Pomerleau, l'un des pionniers dans l'utilisation des nouvelles technologies, utilise des exosquelettes sur ses chantiers. L'aXLab, en collaboration avec des chercheurs de Polytechnique Montréal, étudie les avantages et les effets secondaires potentiels de l'utilisation d'exosquelettes pour les travailleurs de la construction.
Une enquête a été menée pour décrire l'expérience des travailleurs utilisant des exosquelettes de soutien des bras et des épaules fabriqués par Hilti pour effectuer des tâches telles que le forage et le raclage sur le chantier. Selon les résultats de l'enquête concernant l'impact sur la productivité et l'applicabilité des exosquelettes, une série d'avantages et d'inconvénients ont été répertoriés. En général, l'exosquelette aide à supporter le poids des outils, ce qui réduit les contraintes pour le travailleur et améliore sa productivité. De plus, les mouvements du corps ne sont pas limités et les travailleurs se sentent à l'aise avec un exosquelette. Contrairement aux apparences, il est facile de mettre et de retirer l'exosquelette.
En revanche, lorsque les bras du travailleur sont levés, il est plus difficile de contrôler les vibrations de l'outil. Pour les travaux effectués à un niveau supérieur, la précision peut être réduite en raison de la distance par rapport au point d'application de la force. De plus, de nombreux exosquelettes passifs ne supportent que le poids de l'outil et n'augmentent pas la force du travailleur. L'entretien est une autre limitation, car ces outils technologiques doivent systématiquement être nettoyés après avoir été utilisés dans un environnement poussiéreux.
De nombreux critères doivent être pris en compte lors de l'utilisation d'exosquelettes sur des chantiers de construction et peuvent influencer la décision lors du choix de l’exosquelette approprié pour une tâche de construction. Certains de ces aspects incluent :
- Environnement de travail : poussière, débris, travaux en hauteur, ÉPI requis lors des travaux ;
- Type de travail : posture variable, durée de port, sens du mouvement, force requise ;
- Caractéristiques technologiques : facilité de port et de retrait, alternatives de mise et de retrait, angle de mouvement, ancrages d'exécution.