Adaptations sensorimotrices à l'utilisation d'un exosquelette professionnel d’assistance des épaules au cours d’une période d'entrainement à une tâche de travail bras en hauteur

Les exosquelettes professionnels sont des dispositifs d'assistance permettant de réduire les sollicitations musculaires de leur utilisateur. Comme pour toute nouvelle technologie, une période d'entrainement apparaît nécessaire pour s'adapter au système puis évaluer les conséquences biomécaniques sous-jacentes à son utilisation. L'utilisation répétée de l'exosquelette permettrait en effet d'atteindre progressivement une stabilisation des réponses sensorimotrices, définie comme un état de familiarisation au système. L'objectif de cette étude de laboratoire était d'identifier la période d'entrainement minimale requise pour atteindre cet état de familiarisation et d'évaluer les adaptations sensorimotrices induites durant cette période. Après avoir réalisé 7 séances d'apprentissage (A1 à A7, sans exosquelette) d'une tâche de travail impliquant des mouvements précis et répétés d’élévation du bras droit, 14 participants ont réalisé 7 séances d'entrainement (E1 à E7) à l’utilisation d’un exosquelette professionnel passif d’assistances des épaules, et ce dans la tâche précédemment apprise. Le temps de réalisation de la tâche et le nombre d'erreurs ont été quantifiés pour évaluer la performance au travail. L'activité EMG de 16 muscles, la cinématique du corps entier et les forces de réaction au sol ont été recueillies pour analyser les adaptations sensorimotrices. Comparée à la dernière séance d'apprentissage (A7), la performance au travail avec l'exosquelette était inférieure lors de la première séance d'entrainement (E1). Cette performance s'est ensuite améliorée au cours de l'entrainement pour se stabiliser vers la 8ème séance (obtenu par extrapolation). L'activité du muscle deltoïde antérieur droit était plus faible pour E1 par rapport à A7, puis a progressivement augmenté jusqu'à E7 tout en restant plus faible que A7. De même, l'activité du muscle lombaire gauche a progressivement augmenté entre E1 et E7 pour atteindre des valeurs supérieures à A7. La fluidité du mouvement de l'outil à manipuler, évaluée par le SPARC, était inférieure à E1 par rapport à A7. Cette fluidité s'est ensuite améliorée pour atteindre une stabilité à E7. Lors des premières utilisations d'un exosquelette professionnel, des adaptations sensorimotrices et une altération de la performance de travail sont observées. Ces conséquences sont cependant transitoires puisqu’une période d'entrainement à l'utilisation du dispositif permet une évolution de ces adaptations et, in fine, l’atteinte d’un état de familiarisation. Bien que globalement, l'évolution de ces adaptations aille dans le sens d'une meilleure utilisation de l'assistance fournie par l'exosquelette (moindre activité des muscles agonistes, amélioration de la performance de travail, etc.), des effets indésirables s'installent néanmoins durablement dans le temps (activité accrue des muscles lombaires, par exemple). En termes de prévention des TMS, ces résultats sont importants à deux niveaux. D'une part, pour la recherche scientifique, les effets biomécaniques associés à l'utilisation d'un exosquelette ne devraient être évalués qu'après une période d'entrainement suffisante, une fois les adaptations sensorimotrices stabilisées ; d'autre part, pour les entreprises, les opérateurs devraient bénéficier d'une période d'entrainement suffisante avant qu’il leur soit demandé d’effectuer, avec l’aide de cette assistance physique, leur activité de travail dans des conditions habituelles.