Conséquences biomécaniques et physiologiques de l’usage d’exosquelettes actifs du dos lors d’une tâche de port de charge

Introduction : Dans un contexte d’évolution technologique et de prévention des lombalgies, de nouveaux systèmes tels que les exosquelettes professionnels d’assistance du dos ont été développés pour améliorer la santé et la sécurité des travailleurs réalisant des tâches de manutention manuelle. La littérature tend à s’accorder sur l’intérêt de ces exosquelettes pour limiter les sollicitations des muscles extenseurs du tronc ainsi que la charge physique globale de travail. Cependant, ces bénéfices semblent dépendre de nombreux facteurs liés notamment aux caractéristiques des exosquelettes (technologie utilisée, niveau d’assistance…), de la tâche (charge manipulée, type de mouvement…) et enfin potentiellement influencés par le sexe de l’utilisateur. L’objectif est d’évaluer les conséquences biomécaniques et physiologiques d’exosquelettes robotisés d’assistance du dos lors de différentes tâches de port de charge. Matériel et Méthodes : 15 hommes (âge : 25 ± 5 ans ; taille : 1,80 ± 0,04m ; masse : 74,9 ± 7,7 kg) et 14 femmes (âge : 24 ± 6 ans ; taille : 1,66 ± 0,06m ; masse : 63,9 ± 13,3 kg) ont pris part à l’étude. Ils ont réalisé différentes tâches de port de charge, notamment un maintien de posture, un port de charge dans le plan sagittal, ou encore un port de charge avec rotation. Un exosquelette passif (BackX, S model, 2019) et deux exosquelettes robotisés (Exoback, RB3D ; Cray X, German Bionic) ont été évalués et comparés à une condition de référence sans exosquelette. La consommation d’oxygène, le coût cardiaque, l’activité neuromusculaire des érecteurs spinaux et la courbure du dos ont notamment été évalués et analysés. Résultats et discussion : Il a été mis en évidence que les exosquelettes robotisés étaient plus performants que le système passif dans toutes les tâches réalisées. Il a également été démontré que ces dispositifs d’assistance étaient bénéfiques quel que soit le sexe de l’utilisateur. De plus, les trois modèles d’exosquelettes testés ont permis de réduire la sollicitation cardiorespiratoire, et ce quel que soit le sexe des utilisateurs. Ces bénéfices étaient toutefois dépendants des exosquelettes utilisés : à la fois au regard de la technologie (passif versus robotisé) mais également d’autres caractéristiques comme le poids ou le caractère anthropomorphe de l’exosquelette. Conclusions et perspectives : L’utilisation d’exosquelettes professionnels d’assistance du dos apporte des bénéfices biomécaniques et physiologiques, chez les femmes et les hommes, pouvant permettre de réduire certains facteurs de risque de lombalgies. Néanmoins, les effets sont dépendants des caractéristiques de conception des systèmes mais aussi des caractéristiques de la tâche. Pour l’intégration d’un exosquelette en situation réelle de travail, il convient donc de connaître les performances des systèmes et d’identifier finement les contraintes liées à la tâche réalisée. Références : Schwartz, M., Desbrosses, K., Theurel, J., Mornieux, G. (2023). Biomechanical consequences of using passive and active back-support exoskeletons during different manual handling tasks. International Journal of Environmental Research and Public Health, Jul 28;20(15):6468. Schwartz, M., Desbrosses, K., Theurel, J., Mornieux, G. (2022). Using passive or active back-support exoskeletons during a repetitive lifting task: influence on cardiorespiratory parameters. European Journal of Applied Physiology, 122,2575-2583.