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Nouvelles technologies d’assistance physique (robots, exosquelettes...)

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Identification des risques

L’usage des robots collaboratifs (cobots), exosquelettes et autres nouvelles technologies d'assistance physique (NTAP) en situation réelle de travail soulève des questions pour la santé et la sécurité des opérateurs. Plusieurs risques potentiels ont été identifiés.

Les premières études expérimentales tendent à démontrer que les nouvelles technologies d’assistance physique (robots, exosquelettes, harnais de force…)  peuvent s’avérer efficaces pour limiter les contraintes musculaires locales. Leur usage en situation réelle de travail soulève néanmoins de nombreuses questions pour la prévention des risques professionnels liés à la charge physique et, en particulier des troubles musculosquelettiques (TMS). Si l’avancée actuelle des recherches scientifiques ne permet pas de définir clairement les véritables bénéfices liés à leur utilisation, plusieurs risques potentiels issus à la fois d’observations de terrain et des connaissances actuelles ont été clairement identifiés.

Risques Mécaniques

1 - Collision avec une personne tierce

Lorsque l’opérateur se concentre sur la tâche à accomplir, son champ de vision est focalisé sur son outil de travail. Certaines parties mobiles de la technologie d’assistance, hors du champ visuel de l’opérateur, peuvent entrer en collision avec un tiers se trouvant dans leur espace d’évolution. Des collisions peuvent également être causées par un réglage inapproprié ou une défaillance technique.

2 - Collision avec l’utilisateur

L’opérateur n’a généralement pas la maitrise du mouvement de l’ensemble du dispositif d’assistance. Ce dernier peut rentrer en collision avec lui à la suite d’une manipulation, d’une défaillance ou d’un réglage inapproprié.

3 - Casse d’outil et projection de débris

Certains dispositifs disposent d’une fonction de multiplication d’effort. Leur utilisation pour le travail avec des outils à main (meule, par exemple) conçus pour résister à des efforts humains non démultipliés, peut s’avérer inadaptée. Les conséquences peuvent être une casse d’outil avec un impact possible pour la sécurité de l’opérateur et de son environnement (perturbation du mouvement, risque de projection de débris, risque de lésions…).

4 - Écrasement

L’utilisation ou le réglage peuvent générer un risque de coincement, voire d’écrasement d’une partie du corps de l’opérateur ou du régleur entre les éléments mobiles.

5 - Risque de lésions articulaires

Si les amplitudes de mouvement viennent à dépasser les limites physiologiques de l’utilisateur, il existe un risque potentiel de lésions articulaires.

6 - Risque de frottement/abrasion

Le frottement prolongé et/ou répété entre une partie du dispositif et une partie du corps de l’utilisateur peut générer une compression localisée, des risques de lésion de la peau,  voire des lésions chroniques plus profondes (compression d’un muscle ou d’un nerf par exemple).

En ce qui concerne les robots d’assistance physique (RAP), l’ensemble de ces risques peuvent être occasionnés dans des conditions normales d’utilisation mais également par des défaillances du système de commande.

Risques liés à la charge physique

7 - Charge physique globale accrue

De par leur poids et/ou leur encombrement, les exosquelettes sont susceptibles d’accroître la charge physique globale, ce qui peut avoir des conséquences pour la santé de l’opérateur. 

8 - TMS

Certaines atteintes musculo-squelettiques peuvent êtres induites ou aggravées par une mauvaise synergie musculaire, un défaut de proprioception (perception du mouvement et de la position du corps dans l’espace)  ou des mouvements inadaptés. En modifiant le fonctionnement intrinsèque de l’articulation (force ajoutée, modification des contraintes lors du mouvement, réduction des retours sensoriels), l’usage de NTAP peut avoir des répercussions délétères sur l’appareil locomoteur. Il est bien connu que la seule réduction de l’activité musculaire n’est pas suffisante pour prévenir la survenue de TMS. 

9 - Déséquilibre et contraintes posturales

Le port d’un exosquelette peut modifier, de par son inertie propre, le schéma d’équilibre statique et dynamique de l’opérateur. Des conséquences sur l’activité des muscles posturaux, œuvrant au maintien de l’équilibre et à la genèse du mouvement sont possibles, d’où des risques de chutes.

10 - Perturbations sensorielles

En phase d’utilisation et immédiatement après le retrait du matériel, l’opérateur peut être perturbé sur le plan de l’équilibre ou de la réalisation des tâches. Il est donc nécessaire de respecter un délai d’adaptation pour préserver les habiletés motrices et prévenir ce type de risque.

11 - Désadaptation musculaire

L’immobilisation ou la réduction de mobilité d’une articulation, par une orthèse par exemple, est connue pour entrainer une diminution progressive des capacités fonctionnelles (force et mobilité) des groupes musculaires locaux. A moyen terme, l’utilisation prolongée/répétée d’une assistance musculaire peut donc générer des phénomènes de fonte musculaire locale, à l’origine de troubles fonctionnels variés. 

Les exosquelettes, portés sur tout ou partie du corps, peuvent se révéler inefficaces dans leur rôle premier de réduire la charge physique s’ils ne sont pas adaptés à leur utilisateur et à la situation de travail. En effet, les contraintes biomécaniques sont influencées par les conditions de réalisation de la tâche, le contenu du travail ainsi que les caractéristiques de l’opérateur (i.e. anthropométrie, force, ...) et demandent une spécificité d’action et de réglage de l’exosquelette.

Risques en lien avec la charge mentale de travail

12 - Perte de contrôle et d’autonomie

Lorsque l’organisation du travail place l’homme sous la dépendance des NTAP, elle peut renforcer le sentiment de perte de contrôle sur son travail et d’autonomie dans son activité, et ainsi contribuer à l’émergence de risques psychosociaux.

13 - Augmentation des exigences attentionnelles

La modification des modes opératoires et des stratégies des opérateurs peut contribuer à accroitre les exigences attentionnelles et constituer ainsi un facteur de charge mentale.

14 - Incidence sur l’expertise de l’opérateur

Le niveau d’assistance physique apporté à l’opérateur affecte parfois la maitrise du geste de travail. Les stratégies gestuelles sont alors modifiées et requièrent des habiletés sensorielles supplémentaires pour garantir la qualité de travail. Par exemple, l’utilisation d’un exosquelette pour soulager les membres supérieurs lors d’opérations de ponçage nécessite un réajustement des habiletés motrices et sensitives, notamment en fonction du retour d’effort qui donne des indications sur la profondeur de champ à abraser, les caractéristiques physiques de la paroi à poncer (dureté, caractère plus ou moins régulier…). L’opérateur doit modifier ses repères sensoriels pour s’adapter à la démultiplication des efforts, au risque de perdre une partie de l’expertise et du savoir-faire acquis précédemment. Cette adaptation peut de surcroît augmenter temporairement ou durablement la charge cognitive pour maintenir son expertise professionnelle.

Catégories de NTAP /
Catégories des risques
RAPac RAPsc DAPac DAPsc
Risques mécaniques 1,4,5,6 1,2,3,4 1,5,6 1,2,3
Risques en lien avec la charge physique tous 8,11 tous 8,11
Risques en lien avec la charge de travail mentale tous tous tous tous

Liste non exhaustive des points de vigilance à considérer en fonction des catégories de risque et des types de NTAP.

Mis à jour le 21/07/2016