Exosquelettes : comment évaluer leur efficacité ?

Il est désormais possible d’évaluer de manière assez fiable l’efficacité des exosquelettes en milieu de travail, conclut une étude financée par l’Institut de recherche Robert-Sauvé en santé et en sécurité du travail (IRSST).

La publicité pour les exosquelettes industriels est alléchante. Selon leurs fabricants, ces dispositifs d’assistance individuelle fixés sur une ou plusieurs régions du corps humain augmenteraient significativement les capacités de l’usager ou de l’usagère

Dans le milieu de travail, ce coup de pouce mécanique réduirait l’effort physique requis pour accomplir des tâches répétitives, comme soulever des boîtes lourdes, avec pour résultat une diminution des troubles musculosquelettiques. Ce discours de prévention des maux de dos, douleurs aux épaules et autres tendinites est-il fondé ?

Il rappelle aussi que leur efficacité reste à démontrer dans plusieurs contextes. « Il existe plus d’une centaine de modèles sur le marché à l’heure actuelle. Même s’ils sont déclinés en fonction des articulations assistées, force est de constater qu’ils ont tous leurs particularités. »

Les études réalisées sur les exosquelettes peinent à tenir compte de ces subtilités. La plupart ont, par exemple, été menées en laboratoire sur des tâches simplifiées plutôt que sur le terrain, avec des travailleurs et travailleuses qui réalisent des tâches routinières.

« Dans certains cas, on constate des effets intéressants de faible ampleur. Dans d’autres, non », résume le scientifique, qui souligne l’adéquation entre le modèle d’exosquelette et la tâche pour expliquer cette variabilité. L’ajustement et les réglages des exosquelettes, ainsi que la phase de familiarisation à ces dispositifs, pourraient aussi peser dans la balance, note-t-il.

Une méthode polyvalente

Avec des collègues de l’IRSST et de l’Université du Québec à Montréal, Xavier Robert-Lachaine a donc mis au point une méthode relativement simple d’évaluation de l’efficacité des exosquelettes à réduire l’exposition physique des travailleurs et travailleuses. Celle-ci a l’avantage de reposer sur des instruments de mesure portables qui peuvent servir aussi bien en laboratoire que sur le terrain.

« Cette étude biomécanique met la table aux recherches à venir sur l’apport des exosquelettes à la prévention des troubles musculosquelettiques dans les secteurs industriels », précise l’expert. Un projet connexe en cours de réalisation, aussi financé par l’IRSST, s’inscrit d’ailleurs dans cette veine.

L’équipe de recherche a d’abord évalué en laboratoire la posture et l’activité musculaire des régions du dos et des épaules de quatre volontaires. Les mesures ont été prises alors que les personnes participantes effectuaient des tâches de manutention de boîtes et de transferts simulés de pièces de viande, d’abord sans exosquelette, puis avec chacun des exosquelettes testés.

Dans un second temps, les scientifiques ont reproduit ce devis expérimental dans une entreprise agroalimentaire avec la collaboration de travailleurs et de travailleuses effectuant des transferts de flancs, une partie de la carcasse de viande.

Les quatre modèles d’exosquelettes ainsi testés, soit deux pour les épaules et deux pour le dos, ont été choisis parce qu’ils représentent bien l’offre du marché et pour leurs designs respectifs.

« Cinq années se sont écoulées depuis leur acquisition et l’offre a considérablement évolué depuis, précise cependant Xavier Robert-Lachaine. On trouve aujourd’hui des modèles beaucoup plus sophistiqués sur le marché. »

Des résultats convaincants

N’empêche, les résultats de cette étude demeurent pertinents en ce qui concerne tous les exosquelettes pensés pour assister les régions musculaires ciblées par l’équipe de recherche.

Car la méthode d’évaluation biomécanique mise au point génère en fin de compte des données montrant des plages de valeurs similaires à celles observées dans la littérature scientifique. Cela signifie qu’elle est assez fiable pour être transposée en milieu de travail.

« Les intervenants et intervenantes en santé et sécurité du travail peuvent y recourir en entreprise pour évaluer l’efficacité de leurs propres exosquelettes », souligne Xavier Robert-Lachaine.

Les données recueillies suggèrent en outre que les exosquelettes évalués diminuent peu l’effort physique pendant la réalisation des tâches, et ce, aussi bien en laboratoire qu’en entreprise. Le faible nombre de participants et participantes limite néanmoins la portée de cette observation

« Les tâches étudiées sont exigeantes, mais se déroulent dans une amplitude de mouvement assez limitée, analyse Xavier Robert-Lachaine. Le potentiel des exosquelettes à limiter l’effort physique des travailleurs et travailleuses concerne fort probablement les tâches où l’amplitude de mouvement est très grande, comme lorsqu’il faut se pencher pour travailler à même le sol. »