Effet des exosquelettes d’assistance du dos sur les réponses cardiorespiratoires pendant une tâche de levage répétitive : comparaison des technologies active et passive

PROBLEMATIQUE : Les lombalgies sont un problème important pour de nombreux travailleurs. De nouvelles technologies, telles que les exosquelettes d’assistance du dos (ESB), ont été spécifiquement conçues pour prévenir ce type troubles musculo-squelettiques (1). Ces systèmes fournissent un couple d’assistance afin de réduire la charge musculaire de la tâche effectuée par les travailleurs. Des études antérieures ont en effet montré que l’ESB pouvait réduire l'activité des muscles lombaires, en fonction de la conception de l'exosquelette. Malgré les bénéfices possibles sur l’effort musculaire local, peu d’informations sont disponibles dans la littérature concernant les effets de l’ESB sur la charge de travail physique globale (2). Ainsi, l'objectif de cette étude de laboratoire était d'évaluer les réponses cardiorespiratoires pendant une tâche de manutention effectuée avec différents exosquelettes d’assistance du dos, en portant une attention particulière à leur conception. MÉTHODOLOGIE: 14 femmes et 13 hommes ont effectué une tâche répétitive de manutention manuelle de 5 minutes, avec une charge de 10 kg, impliquant une flexion/extension complète du tronc dans le plan sagittal. Quatre conditions d'exosquelette ont été étudiées : avec un exosquelette passif (PASSIVE), avec deux exosquelettes actifs (ACTIVE_1 et ACTIVE _2), ainsi que sans exosquelette (FREE). La consommation d'oxygène (VO2) et la fréquence cardiaque (HR) ont été mesurées au repos et pendant l'exercice afin de calculer les coûts métaboliques (VO2 exercice - VO2 repos) et cardiaques (HR exercice - HR repos) induits par la tâche. Ces paramètres ont été analysés en utilisant un modèle linéaire général avec les exosquelettes et le sexe comme effets principaux (p<0,05). RÉSULTATS : L'utilisation de chaque exosquelette (PASSIVE, ACTIVE_1 et ACTIVE _2) a significativement réduit le coût métabolique par rapport à FREE. De plus, ACTIVE_1 a induit une diminution significativement plus importante (-28%) que PASSIVE (-7%) et ACTIVE_2 (-13%). Par rapport à FREE, le coût cardiaque n'a été réduit que pour ACTIVE_1 (-24%). En moyenne, le coût métabolique ne différait pas significativement entre les hommes (11,6 ± 2,7 ml.min-1.kg-1) et les femmes (10,6 ± 2,0 ml.min-1.kg-1), tandis que les femmes présentaient un coût cardiaque significativement plus élevé (61,7 ± 10,6 bpm) que les hommes (49 ± 12,7 bpm). Aucun effet d'interaction entre l'exosquelette et le sexe n'a été rapporté. DISCUSSION ET CONCLUSION : Les ESB, quelle que soit leur conception, a permis de réduire la charge de travail physique globale associée à une tâche répétitive de manutention manuelle. Néanmoins, la conception de l’exosquelette, y compris la technologie utilisée (passive ou active) et le niveau d'anthropomorphisme (lié au nombre d'articulations du dispositif), pourraient expliquer l’ampleur des effets. L'absence d'interaction entre l'exosquelette et le sexe permet de conclure que ces dispositifs d'assistance ont un effet bénéfique sur la charge physique globale de travail à la fois pour les hommes et les femmes. RÉFÉRENCES : 1) Theurel & Desbrosses, IISE Trans Occup Ergon Hum Factors, 2019. 2) Kermavnar et al., Ergonomics, 2021