La science à votre service : Réduction prouvée des efforts et de la fatigue pour de multiples tâches
Des centaines d'études ont examiné comment les exosquelettes peuvent réduire les efforts et la fatigue, mais leur nombre important peut rendre difficile pour les non-spécialistes d'identifier les points essentiels. Cet article rassemble les données clés dans un format clair et pratique, en se concentrant sur des tâches courantes telles que le soudage, l'étanchéité, l'assemblage en hauteur, le levage, le plâtrage et la construction de plafonds , et en mettant en évidence des indicateurs critiques comme la fatigue et la précision .
Dans tous ces cas d’utilisation, les résultats indiquent que Skelex 360 est une solution fiable, validée à la fois dans des études en laboratoire et dans des environnements de travail réels .
Principaux avantages rapportés dans la recherche
En soutenant les épaules et les bras, Skelex 360 rend le travail en hauteur plus confortable. Des études ont démontré que :
- Réduit l'activité musculaire de l'épaule de 30 % à 50 %
- Atténue la sensation de lourdeur et de fatigue
- N'affecte pas la précision ni la motricité fine
- Réduit la charge cardiaque lors de tâches répétitives
Coûts cardiaques : réduction de la fatigue lors de tâches répétitives et précises [1]
Une étude de l'École Centrale de Nantes (France) a examiné l'influence du Skelex 360 sur le coût cardiaque — un indicateur lié à la demande physique et à la fatigue — lors de tâches répétitives (R) et précises (P).
- Participants : 36 individus sains (18 hommes, 18 femmes)
- Tâche R : Utilisation d'un outil électrique de 6 kg pour serrer des écrous, les bras étant levés à hauteur des yeux.
- Tâche P : Dessiner des lignes projetées sur un mur à l'aide d'un stylo interactif
Résultats:
Pour les deux tâches, une réduction significative de la dépense cardiaque a été observée lors du port de l'exosquelette, malgré le poids supplémentaire et les contraintes physiques. Ce résultat a été confirmé par des questionnaires subjectifs évaluant l'effort perçu global et local, qui ont montré des réductions statistiquement significatives, tant au niveau global que local, notamment au niveau des épaules, des bras et du cou .
La réduction du coût cardiaque indique une moindre fatigue ressentie lors de l'exécution de la tâche et, combinée à des études EMG antérieures, soutient la conclusion que Skelex 360 peut aider les utilisateurs à se sentir moins fatigués lors de certaines tâches.
Fig. 1a. Un participant effectuant la tâche de précision P sans exosquelette (a) et avec l'exosquelette (b).
Fig. 1b. Effort perçu global et local pour des parties spécifiques du corps sans (NoExo) et avec exosquelette (Exo) pour toutes les tâches ; les lignes pointillées indiquent les moyennes de déformation globale.
Fig. 1c. Évaluation de l'ACC*d (h) pour la tâche R et la tâche P avec (Exo) et sans (NoExo) exosquelette.
Précision : maintenir un contrôle moteur fin, même en cas de fatigue [2]
Une recherche menée conjointement par l' Université de Hambourg et l'Institut Universitaire de France a étudié comment le Skelex 360 affecte le contrôle moteur fin lors de tâches de précision, avec et sans fatigue musculaire.
- Participants : N = 10 (5 hommes, 5 femmes)
- Tâches : Exercices industriels à tâche unique (TU) et à double tâche (DT) impliquant vitesse et précision
- Tâche de précision : Ciblage aérien à l'aide d'un pistolet à clous sur trois tailles de cibles (selon la loi de Fitts sur le compromis vitesse-précision), avec et sans Skelex 360
Résultats:
Des réductions substantielles de l'activité du muscle deltoïde ont été observées :
- ST : réduction de 26 % avant la fatigue ; 32 % après la fatigue
- DT : réduction de 53 % avant la fatigue ; de 40 % après la fatigue
Plus important encore, l'étude a conclu que :
1. Les jeunes participants en bonne santé peuvent facilement s'adapter au Skelex 360 pour des tâches rapides et précises, et
2. Le port de Skelex 360 ne modifie pas la capacité à gérer le compromis vitesse-précision.
Figure 2a. (De gauche à droite) Utilisation du pistolet à clous sans exosquelette. Utilisation du pistolet à clous avec exosquelette. Protocole de fatigue.
Figure 2b. La loi de Fitts a été respectée dans toutes les conditions (exosquelette/sans exosquelette, fatigue/absence de fatigue, ST/DT). La pente est restée inchangée, suggérant que les participants ont adapté leurs stratégies motrices pour maintenir le contrôle. Même avec un exosquelette, les utilisateurs pouvaient effectuer des mouvements précis et synchronisés de manière fiable.
Étanchéité : support des tâches aérospatiales avec des gains de confort et de précision [3]
La fabrication dans le secteur aérospatial nécessite souvent de lever les bras du niveau inférieur au coude jusqu'au-dessus de la tête. Une étude de l'Université d'État de Wichita (États-Unis) a évalué des exosquelettes passifs pour le haut du bras lors de tâches d'étanchéité d'aéronefs.
- Contexte de la tâche : Étanchéité des joints de fuselage à l'aide de mastic et d'outils de lissage
- Participants : 16 employés expérimentés du secteur de la fabrication d'aéronefs (8 hommes, 8 femmes)
Résultats:
L'étude a démontré une réduction de 30 à 40 % de l'activation du muscle trapèze . Elle a également mis en évidence le Skelex 360 comme le dispositif le plus confortable parmi ceux testés, avec des améliorations à la fois du confort et de la précision du travailleur lors des opérations de scellage en hauteur.
Fig. 3a. Tâches d'étanchéité horizontales et postures de départ (de gauche à droite) : a) étanchéité debout le long du longeron supérieur ; b) étanchéité debout le long du longeron inférieur ; c) étanchéité assis le long du longeron supérieur ; d) étanchéité assis le long du longeron inférieur.
Fig. 3b. Pourcentage moyen de MVC pour les muscles du côté préféré significativement affectés par les exosquelettes lors de l'étanchéité horizontale debout.
Fig. 3c. Classement moyen des préférences d'exosquelettes à utiliser lors des tâches d'étanchéité (1 = le plus préféré à 3 = le moins préféré).
Soudage : améliorations mesurables des performances de soudage [4]
Une étude menée par Fraunhofer IPA (Allemagne) a étudié les flux de travail de soudage et de meulage à l'aide d'un simulateur de soudage.
- Participants : 15 sujets ayant une expérience en soudure
- Flux de travail : séquence d'une heure regroupant les tâches de soudage et de meulage
- Positions testées :
PF : Soudure verticale à l'avant de la carrosserie
PE : Soudage en hauteur
- Indicateur clé de performance : « Vitesse de déplacement » (notée de 0 à 100), un facteur lié à la qualité de la soudure
Résultats:
- Position PF : amélioration de +5,8 % grâce à Skelex 360
- Position PE : amélioration de +28,8 % grâce à Skelex 360
Le score de « vitesse de déplacement » a montré une augmentation statistiquement significative lors de l'utilisation de Skelex 360.
Fig. 4a. (Gauche) Vue subjective du sujet en position PF pendant la séquence de soudage ; (droite) illustration exemplaire de la position PE pendant la séquence de meulage.
Figure 4b. Résultats de l'analyse statistique du paramètre vitesse de déplacement pour l'ensemble de la population
Plâtrerie : réduction de l’activité musculaire de l’épaule dans un scénario de la vie réelle [5]
Le plâtrage des plafonds implique de longs mouvements complexes au-dessus de la tête et l'utilisation d'outils lourds, ce qui entraîne souvent une fatigue des épaules, des bras et du haut du dos. Une étude d'application réalisée par TNO (Pays-Bas) a évalué l'efficacité du Skelex 360 lors de travaux de plâtrage.
- Participants : 11 plâtriers expérimentés
- Tâches : Application d'enduit sur les murs/plafonds et finition des surfaces selon un équipement spécifique
- Mesure : capteurs EMG, avec et sans Skelex 360
Résultats:
L'utilisation de l'exosquelette a entraîné une réduction significative de l'activité musculaire de certains muscles de l'épaule. Il est important de noter qu'aucun des muscles étudiés n'a présenté d'augmentation significative d'activité au cours des différentes tâches.
Cette étude confirme l'efficacité de Skelex 360 pour les tâches exigeantes en hauteur grâce à des mesures objectives dans un scénario réel .
Fig. 5a. Aperçu de l'installation et des activités au plafond. Chape (à gauche) et finition avec une spatule à plâtre (à droite).
Figure 5b. Activation musculaire en conditions Exo et NoExo pour différentes tâches de plâtrage. Chaque panneau représente une tâche : la rangée supérieure illustre le travail sur le mur et la rangée inférieure, le travail sur le plafond.
Assemblage au-dessus de la tête : activité musculaire réduite dans les deux bras, en particulier le bras non dominant [6]
L'assemblage en hauteur nécessite souvent qu'un bras stabilise la machine pendant que l'autre effectue la tâche principale, ce qui entraîne une fatigue rapide des deux bras et souvent une contrainte plus importante sur le bras d'appui (non dominant). Une étude de l'Université d'Aalborg (Danemark) a examiné le Skelex 360 lors d'une tâche d'assemblage en hauteur.
- Participants : 18 hommes en bonne santé
- Tâche : Prendre une vis avec la main non dominante et la visser avec la main dominante (10 vis par sujet)
Résultats:
L'activation musculaire a diminué pour tous les muscles mesurés. On a notamment observé que cette réduction était nettement plus importante au niveau du bras non dominant , ce qui pourrait contribuer à une diminution de la fatigue perçue lors de tâches courantes nécessitant l'utilisation des deux mains dans de nombreux secteurs d'activité.
Figure 6a. Configuration de la tâche d'assemblage en hauteur
Fig. 6b. Comparaison de l'activation musculaire moyenne entre les participants dans les deux conditions, Libre (gris) et Exo (orange), pendant la tâche d'assemblage au-dessus de la tête.
Levage : activité réduite du deltoïde, avec des considérations pour les tâches dynamiques [6]
L'université d'Aalborg a également évalué Skelex 360 lors de levages répétés, une tâche courante associée aux troubles musculo-squelettiques (TMS).
- Participants : 18 hommes en bonne santé
- Tâche : Soulever une boîte de 10 kg du sol jusqu'au dessus d'une table en effectuant une rotation du corps de 90 degrés.
- Rythme : 15 répétitions/min (métronome), six levées consécutives, répétées trois fois par condition
Résultats:
L'activation du deltoïde antérieur (DA) et du deltoïde médial (DM) a été significativement réduite des deux côtés lors de l'utilisation du Skelex 360. Cependant, certains groupes musculaires ont montré une activation accrue, probablement en raison de la contrainte exercée sur le dos par la structure.
Cela suggère que pour des tâches très dynamiques comme le levage, même avec un appareil flexible et confortable, certains utilisateurs peuvent éprouver une sensation de contrainte .
Figure 7a. Configuration de la tâche d'assemblage en hauteur
Fig. 7b. Comparaison de l'activation musculaire moyenne entre les participants dans les deux conditions, Free (gris) et Exo (orange), pendant la tâche de levage.
Construction du plafond : activité musculaire et effort perçu réduits, forte préférence de l'utilisateur [7]
La construction de plafonds implique des mouvements continus des bras et constitue un facteur de risque de TMS. Une étude menée par TNO (Pays-Bas) a évalué le Skelex 360 dans un environnement de construction simulé et réaliste.
- Participants : 11 constructeurs de plafonds expérimentés
- Tâches : 9 tâches différentes de construction de plafond, d'une durée de 3 à 4 minutes chacune
- Évaluation : EMG objectif + évaluation subjective de l'effort perçu (RPE)
Résultats:
Les résultats de l'EMG ont montré des réductions substantielles de l'activité musculaire, conformément aux recherches antérieures. L'effort perçu était plus faible pour toutes les tâches, avec une nette préférence pour l'utilisation du Skelex 360 lors des travaux plus exigeants tels que le ponçage à la machine, le ponçage manuel et le remplissage des joints .
Préférence : 10 participants sur 11 ont préféré utiliser l'exosquelette pour les tâches.
Figure 8a. Diagrammes en boîte du taux d'effort perçu (RPE) dans le bras dominant
Figure 8b. Intention du participant de porter le Skelex 360 après évaluation des avantages et des inconvénients. Plus la valeur est élevée, plus l'intention est forte ; plus la valeur est faible, plus l'intention est faible. Chaque ligne horizontale représente la réponse d'un participant.
Résumé
Ce document présente les résultats d' une recherche indépendante menée en collaboration avec des universités et des instituts. Les conclusions reposent sur des mesures EMG , des données RPE et des tests de performance en situation industrielle réelle.
Dans toutes les études et pour tous les types de tâches, les preuves indiquent systématiquement que Skelex 360 contribue à réduire l'activité musculaire , à diminuer les tensions liées à la fatigue et à maintenir la précision , en particulier pour les travaux au-dessus de la tête et les travaux nécessitant une élévation prolongée des bras.
