Les exosquelettes industriels attirent l’attention pour de bonnes raisons.
Ce sont des dispositifs portables, de plus en plus sophistiqués, qui peuvent réduire les contraintes physiques lors de certaines tâches répétitives ou réalisées dans des positions inconfortables. Les recherches du NIOSH ont montré que certains exosquelettes peuvent réduire l’activité musculaire, la charge sur la colonne vertébrale et les contraintes au niveau des épaules lorsqu’ils sont correctement adaptés à la tâche.
Mais les équipes EHS devraient se poser une question importante avant de comparer les différentes technologies :
Où va le poids ?
C’est là que réside la différence fondamentale entre un exosquelette et un dispositif d’assistance au levage.
L’un aide le travailleur à gérer la charge.
L’autre peut transférer la charge vers un système de levage mécanique.
Les exosquelettes assistent le corps
Les exosquelettes industriels sont des structures portables conçues pour soutenir certains mouvements ou groupes musculaires.
Les exosquelettes passifs utilisent généralement des ressorts, des éléments élastiques ou des structures mécaniques pour fournir une assistance sans source d’alimentation externe.
Les exosquelettes motorisés utilisent des moteurs, des actionneurs, des capteurs ou d’autres composants alimentés pour amplifier le mouvement.
Selon leur conception et leur application, ils peuvent réduire les contraintes exercées sur les épaules, le dos, les bras ou les jambes. Ils sont donc particulièrement intéressants pour les tâches impliquant un travail prolongé au-dessus de la tête, des flexions, le maintien d’outils ou des activités nécessitant que l’employé se déplace sur une grande zone.
Mais assister le corps ne signifie pas supprimer la charge.
Le NIOSH a documenté des cas dans lesquels un exosquelette réduisait les contraintes sur une zone du corps tout en transférant une partie de la charge vers une autre. Dans une étude citée par le NIOSH, des exosquelettes destinés aux membres supérieurs ont déplacé une partie de la charge des épaules vers le bas du dos et les jambes, plutôt que d’éliminer la charge physique totale.
Cela ne signifie pas nécessairement que la technologie est défaillante.
Cela définit simplement ce qu’elle fait réellement.
Les dispositifs d’assistance au levage modifient le chemin de charge
Un dispositif d’assistance au levage adopte une approche différente.
Au lieu de demander au corps de l’opérateur de soutenir la pièce avec une assistance mécanique, c’est l’équipement de levage qui supporte la charge.
Les dispositifs d’assistance au levage à gravité zéro de KUNDEL utilisent des systèmes de levage à servocommande et une fonction de mode flottant permettant aux opérateurs de manipuler des composants lourds pendant que l’équipement supporte la charge. Les équilibreurs KUNDEL montés sur rail sont disponibles avec des capacités allant jusqu’à 1 322 livres, tandis que les bras articulés Quick-Lift sont disponibles avec des capacités allant jusqu’à 660 livres.
Cela change l’équation ergonomique.
L’opérateur contrôle toujours :
- La direction
- La position
- La rotation
- Le placement
- Le relâchement
Mais c’est l’équipement qui supporte le poids.
Dans un poste de fabrication fixe où le même composant lourd est saisi, tourné, assemblé ou positionné des centaines de fois, cette différence devient importante.
La meilleure question n’est pas « Quelle technologie est la plus récente ? »
La vraie question est :
La tâche nécessite-t-elle une augmentation des capacités humaines ou un transfert mécanique de la charge ?
C’est un bien meilleur cadre de décision pour un achat.
Envisagez un exosquelette lorsque :
L’opérateur doit se déplacer dans une vaste zone de travail.
La tâche ne peut raisonnablement pas être liée à une grue, un rail, un bras articulé ou une structure de levage fixe.
Le principal risque ergonomique vient de la posture ou d’un effort musculaire soutenu plutôt que du contrôle d’une charge très lourde.
Cela peut concerner, par exemple, l’utilisation prolongée d’outils au-dessus de la tête, certaines tâches de maintenance, les opérations d’assemblage mobiles ou les travaux répartis sur plusieurs emplacements.
Les exosquelettes peuvent être particulièrement utiles lorsque des infrastructures fixes traditionnelles limiteraient la nature même du travail.
Envisagez un dispositif d’assistance au levage lorsque :
Le travail est effectué de manière répétée dans un poste de travail défini.
Les pièces sont lourdes, encombrantes, fragiles ou difficiles à orienter.
Les opérateurs saisissent, tournent, transfèrent ou positionnent avec précision et de manière répétitive une même famille de composants.
L’objectif est de retirer une part importante de la charge supportée par le travailleur plutôt que de simplement l’aider à la supporter.
Les recommandations ergonomiques de l’OSHA mettent généralement l’accent sur les mesures techniques qui modifient physiquement le poste de travail afin d’éliminer ou de réduire les risques ergonomiques, notamment par l’utilisation d’aides mécaniques au levage lorsque cela est approprié.
Pour les opérations industrielles de manutention répétitives, c’est précisément là que les systèmes d’assistance au levage deviennent particulièrement intéressants.
Pensez au 500e levage, pas au premier
Presque tous les systèmes de levage peuvent sembler impressionnants lors d’une démonstration.
Le véritable test se situe à la fin du poste de travail.
Supposons qu’un opérateur déplace un assemblage de 120 livres dans un dispositif.
Un exosquelette peut réduire les contraintes associées à ce mouvement.
Un dispositif d’assistance au levage correctement conçu peut, au contraire, supporter l’assemblage de 120 livres pendant que l’opérateur le guide jusqu’à sa position.
Répétez maintenant cette tâche plusieurs centaines de fois.
La différence entre réduire l’effort musculaire et transférer la charge hors du corps de l’opérateur devient beaucoup plus évidente.
C’est pourquoi les environnements de fabrication à cadence élevée nécessitent une stratégie ergonomique différente de celle utilisée pour des levages mobiles occasionnels.
Les chutes de charge ajoutent un autre niveau de risque
L’exposition musculosquelettique n’est qu’une partie de la décision.
La charge elle-même peut également devenir un danger.
Un exosquelette portable ne saisit pas le composant. Le travailleur continue à contrôler l’objet avec ses mains ou avec la méthode de manutention conventionnelle utilisée pour la tâche.
Un système d’assistance au levage peut intégrer un effecteur terminal conçu spécifiquement autour de la charge.
KUNDEL propose des solutions de préhension mécaniques, magnétiques, par vide, à crochet, électriques, pneumatiques et entièrement personnalisées. Certaines configurations à vide comprennent une surveillance du niveau de vide, des alertes sonores et visuelles de pression, des restrictions automatiques lorsque le niveau de vide est insuffisant et des fonctions anti-chute.
Cela signifie que le système ergonomique peut répondre simultanément à deux questions :
Comment réduire les contraintes physiques exercées sur l’opérateur ?
Comment maintenir le contrôle de la pièce ?
Il s’agit de deux problèmes de sécurité différents.
Dans de nombreuses applications de fabrication, ils doivent être traités ensemble dès la conception.
Les exosquelettes ont néanmoins une place importante
Il serait facile de transformer cette comparaison en débat entre « nouvelle technologie » et « technologie éprouvée ».
Ce serait passer à côté de l’essentiel.
Le NIOSH continue d’étudier les exosquelettes professionnels parce qu’ils présentent un réel potentiel en tant qu’interventions ergonomiques. Les recherches ont montré des réductions prometteuses des contraintes musculaires pour certaines tâches, tout en soulevant des questions concernant l’équilibre, l’ajustement, la facilité d’utilisation, les transferts de charge involontaires et les risques propres à chaque tâche.
La bonne conclusion n’est pas que les exosquelettes ne fonctionnent pas.
C’est qu’ils répondent à un problème différent.
La mobilité favorise les dispositifs portables.
Les travaux répétitifs impliquant des charges élevées dans une zone de travail définie favorisent souvent l’assistance mécanique au levage.
Exosquelettes vs dispositifs d’assistance au levage : guide de décision rapide
| Critère | Exosquelette industriel | Dispositif d’assistance au levage |
|---|---|---|
| Mobilité du travailleur | Excellente | Définie par la couverture du poste de travail |
| La charge reste supportée par le travailleur | Généralement oui, mais avec assistance | L’équipement supporte la charge |
| Adapté aux levages répétitifs sur poste fixe | Dépend de l’application | Très bien adapté |
| Capacités pour charges industrielles lourdes | Limitées par la technologie et l’application | Systèmes disponibles pour des capacités élevées |
| Préhension de la pièce | L’opérateur continue à contrôler la pièce | Une pince conçue sur mesure peut sécuriser la charge |
| Positionnement de précision | Dépend de la tâche et de l’opérateur | Conçu pour un positionnement contrôlé |
| Infrastructure requise | Minimale | Rail, bras articulé, colonne, mur, plafond ou autre système de fixation |
| Meilleure utilisation | Assistance ergonomique mobile | Opérations répétitives de saisie, déplacement, rotation et positionnement |
N’achetez pas la technologie avant d’avoir étudié la tâche
Pour les équipes EHS et les équipes opérationnelles, la meilleure évaluation commence au poste de travail.
Documentez :
- Le poids et la géométrie de la charge
- Le nombre de levages par poste
- Les hauteurs de prise et de dépose
- Les rotations ou orientations nécessaires
- La distance parcourue
- La posture de l’opérateur
- Le besoin de mobilité du travailleur
- Les risques de dommages à la surface ou au produit
- La précision de positionnement requise
- Les infrastructures de montage disponibles
Posez ensuite une question décisive :
La charge peut-elle être entièrement transférée hors du corps du travailleur ?
Si la réponse est non, une technologie portable peut réduire l’exposition.
Si la réponse est oui, il convient d’envisager sérieusement de concevoir le poste de travail de manière à ce que le travailleur n’ait plus à supporter la charge.
Cela correspond au principe ergonomique général qui sous-tend les recommandations de l’OSHA et du NIOSH : adapter le travail au travailleur et utiliser une assistance mécanique lorsqu’elle permet d’éliminer ou de réduire les contraintes physiques dangereuses.
L’avenir de l’ergonomie utilisera probablement les deux
L’industrie manufacturière n’a pas besoin d’une solution universelle.
Un technicien de maintenance se déplaçant dans toute une installation peut bénéficier d’une assistance portable.
Un opérateur d’assemblage positionnant le même composant de 300 livres toutes les 90 secondes a probablement besoin d’une solution différente.
Les programmes ergonomiques les plus efficaces choisiront la technologie en fonction du risque réel plutôt que de sa nouveauté.
Pour les travaux répétitifs en fabrication, la question clé est remarquablement simple :
Pourquoi aider l’opérateur à porter la charge si le poste de travail peut la porter à sa place ?
Découvrez les dispositifs d’assistance au levage à gravité zéro de KUNDEL, conçus autour de la charge réelle, de la trajectoire de mouvement, de l’environnement de production et de l’opérateur.
Ressources KUNDEL associées
- Dispositifs d’assistance au levage pour l’industrie manufacturière
- Équilibreurs à gravité zéro
- Bras articulés d’assistance au levage à gravité zéro
- Effecteurs terminaux et pinces industriels
- Comment les dispositifs d’assistance au levage préviennent les dommages aux produits et les défauts de manutention