Exosquelette

Le contraire d’un exosquelette est l’endosquelette, c’est-à-dire le squelette interne que l’on trouve chez les vertébrés, y compris chez l’être humain. Alors que l’endosquelette fournit le soutien au corps de l’intérieur, un exosquelette technique est fixé à l’extérieur du corps et prend en charge une partie du travail de soutien et de stabilisation de celui-ci. Un exosquelette n’est pas un robot au sens strict du terme : bien que les exosquelettes actifs soient équipés de moteurs et de systèmes de stockage d’énergie et se déplacent donc de manière autonome, ils suivent les mouvements et les intentions de la personne qui les porte et lui apportent un soutien ciblé sans lui imposer leurs propres mouvements.

Le principe de base est similaire quelle que soit la forme : un exosquelette détourne les charges des structures corporelles soumises à des contraintes particulières et les répartit vers des zones plus stables, ou les absorbe mécaniquement. Cela soulage les muscles actifs, qui devraient autrement fournir tout l’effort nécessaire au maintien de la posture et au levage de charges.

Techniquement, cela est exécuté de différentes manières : grâce à des éléments porteurs capables d’absorber les contraintes, soutenus, par exemple, par des ressorts, des amortisseurs à pression de gaz ou, dans les modèles motorisés, par des actionneurs et des capteurs. Le choix de la solution adaptée à chaque application dépend du type d’actionneur (passif ou actif) et de la construction (rigide ou souple).

Par région du corps soutenue

Le facteur clé pour faire un choix est généralement la région du corps que l'exosquelette est censé soulager :

• Les exosquelettes pour le dos et le tronc soulagent la pression exercée sur la colonne lombaire lors des opérations de levage et lorsque l'on se penche en avant. Ils sont principalement utilisés dans la logistique, l'industrie et les métiers spécialisés.
• Les exosquelettes pour les jambes, les genoux et les hanches facilitent les mouvements d'accroupissement, de mise à genoux et de levage, tout en assurant une stabilité lors des tâches verticales.
• Les exosquelettes pour les épaules et les mouvements au-dessus de la tête offrent un soutienciblé pour l' s des bras lors de tâches manuelles à hauteur de poitrine et au-dessus de la tête, comme le montage, les installations ou la pose de plaques de plâtre.
• Les exosquelettes pour les mains et les doigts assurent un renfort de la forcede préhension lors de tâches de préhension prolongées ou nécessitant une force importante.
• Les exosquelettes pour le corps entier combinent plusieurs zones de soutien et sont principalement utilisés dans des applications spécialisées ou militaires.

Par système d’entraînement et construction

Quelle que soit la région du corps en soutien, les exosquelettes peuvent être classés en fonction de leur système d’actionneur et de leur construction. En termes de systèmes d’entraînement, on distingue les systèmes passifs sans moteur et les systèmes actifs dotés d’un moteur et d’une source d’énergie (par exemple, une batterie). En ce qui concerne la construction, on distingue les exosquelettes rigides dotés d’un cadre fixe et les exosquelettes dits « souples », qui sont constitués de matières textiles souples.

Le flexion avant exosquelette NEXO Pro de Schmalz

Le NEXO Pro de Schmalz est un exosquelette rigide pour flexion avant : il soulage la pression exercée sur la colonne lombaire, dans le bas du dos, lors des mouvements de levage et de flexion vers l’avant. Il s’agit d’un système passif : il fonctionne de manière purement mécanique, sans moteur ni batterie.

Les exosquelettes industriels sont utilisés partout où les mouvements physiquement exigeants ne peuvent pas être automatisés — ou ne peuvent l'être que partiellement —, notamment :

• Logistique et stock : préparation de commandes, palettisation et dépalettisation, chargement et déchargement — tâches impliquant des levages fréquents.
• Artisanat et bâtiment : travaux en hauteur, pose de cloisons sèches, carrelage et peinture, et levage répétitif de matières.
• Fabrication et montage : manipulation, travaux sur chaîne de montage et de montage, production.
• Soins et santé : repositionnement et mobilisation des patients.
• Secteurmilitaire et services d’urgence : transport d’équipements lourds sur de longues distances.

Bienfaits

• Soulagement des tensions musculaires et des articulations, et donc réduction de la fatigue physique
• Possibilité de réduire les troubles liés aux tensions et les absences
• Performances plus régulières tout au long du service
• Une contribution tangible à la santé au travail et à l’attractivité de l’employeur, notamment dans un contexte de vieillissement du personnel et de pénurie de main-d’œuvre qualifiée

Inconvénients et limites

• Ne remplace pas les techniques de levage appropriées, les aides techniques et une organisation du travail ergonomique
• Une période d’adaptation et l’adhésion des employés sont nécessaires
• Toutes les tâches ou toutes les parties du corps ne peuvent pas bénéficier d’un soutien aussi efficace
• Dans les espaces très exigus, la liberté de mouvement peut être restreinte
• Les systèmes actifs ajoutent un poids supplémentaire et nécessitent un entretien supplémentaire

Les exosquelettes réduisent spécifiquement les contraintes physiques là où elles se produisent : lors du levage de charges lourdes, du travail en hauteur ou en position penchée. En matière de sécurité au travail, ils sont classés comme un outil complémentaire dont l’orientation doit être adaptée à une situation de contrainte spécifique.

Avant leur mise en service sur le lieu de travail, une évaluation des risques spécifique à la tâche est donc nécessaire : elle permet de déterminer quel système est adapté au poste de travail concerné, si l’ajustement et le confort sont appropriés, et si l’exosquelette génère de nouvelles contraintes — par exemple en raison du poids propre supplémentaire ou d’une liberté de mouvement restreinte. Les caisses d’assurance accidents du travail et la DGUV fournissent des recommandations à ce sujet.