Exosquelettes au travail et TMS : l’étude EU-OSHA décryptée

Contexte

2020 : l’Europe s’interroge sur une technologie qui arrive dans les ateliers

À la fin des années 2010, les exosquelettes ne sont plus uniquement associés à la rééducation ou aux prototypes de robotique. Des dispositifs destinés au travail apparaissent dans l’automobile, l’aéronautique, la logistique, la construction ou l’agriculture. Leur promesse est séduisante : assister physiquement un salarié lors de tâches pénibles sans nécessairement robotiser tout le poste.

Le sujet arrive au même moment au cœur des travaux européens sur les troubles musculosquelettiques liés au travail (TMS). EU-OSHA mène de 2017 à 2020 un programme de recherche de quatre ans sur ces troubles, qui prépare sa campagne « Healthy Workplaces » 2020-2022 consacrée aux TMS.

Le problème est concret : manutention manuelle, levages répétés, travail penché, gestes répétitifs ou bras maintenus en hauteur peuvent exposer les travailleurs à des contraintes physiques importantes. Et dans un chantier, un entrepôt ou une exploitation agricole, il n’est pas toujours possible d’installer un manipulateur fixe ou de redessiner complètement l’environnement.

C’est dans ce contexte que l’exosquelette devient une piste de prévention — mais aussi une nouvelle source de questions.

Qui parle ?

EU-OSHA, INAIL et IIT : trois acteurs à distinguer

EU-OSHA est l’Agence européenne pour la sécurité et la santé au travail, une agence de l’Union européenne. Sa mission est de contribuer à rendre les lieux de travail européens plus sûrs et plus sains en produisant et diffusant connaissances, outils et travaux sur la prévention des risques professionnels.

INAIL est l’Istituto Nazionale per l’Assicurazione contro gli Infortuni sul Lavoro, l’Institut national italien d’assurance contre les accidents du travail. C’est un organisme public italien qui gère l’assurance obligatoire contre les accidents du travail et les maladies professionnelles. Son rôle dépasse l’indemnisation : il intervient également dans la prévention, la recherche, la réadaptation et la réinsertion professionnelle.

IIT, enfin, est l’Italian Institute of Technology. Le document présente des résultats provenant d’un projet conjoint INAIL–IIT consacré aux exosquelettes collaboratifs.

Le papier a été développé dans le cadre d’un accord de collaboration entre INAIL et EU-OSHA portant sur des travaux de recherche consacrés à la prévention des TMS. Cela explique son angle : il ne cherche pas à vendre une technologie mais à déterminer dans quelles conditions elle peut être utile sans déplacer ou créer de nouveaux risques.

Méthode

Que fait exactement ce document ?

Le texte poursuit deux objectifs. D’abord, dresser un état de l’art des exosquelettes professionnels : technologies disponibles, fonctionnement, usages et limites. Ensuite, identifier les besoins et caractéristiques qu’un exosquelette professionnel devrait satisfaire pour maximiser le bénéfice pour l’utilisateur et minimiser les effets négatifs.

Les auteurs mobilisent la littérature scientifique et technique disponible, les travaux européens antérieurs sur les exosquelettes et la sécurité au travail, ainsi que les résultats du projet INAIL–IIT. Le cadre proposé est celui du human-centred design, la conception centrée sur l’humain.

Il faut donc lire le document pour ce qu’il est : une synthèse argumentée et une réflexion de prévention appuyées sur la recherche disponible, et non une preuve expérimentale unique portant sur tous les exosquelettes.

Première conclusion

Oui, un exosquelette peut réduire certaines contraintes physiques

Le document reconnaît clairement le potentiel de la technologie. En assistant physiquement le travailleur, un exosquelette peut diminuer certaines sollicitations musculaires, articulaires, ligamentaires ou osseuses.

Deux grandes familles sont distinguées. Les systèmes actifs utilisent des actionneurs — généralement des moteurs électriques — et peuvent exploiter des capteurs et une commande électronique. Les systèmes passifs utilisent notamment ressorts, amortisseurs ou matériaux élastiques pour stocker, restituer ou redistribuer l’énergie mécanique.

Mais le type d’assistance compte. Un passif destiné au travail bras en hauteur, par exemple, ne transforme pas nécessairement son utilisateur en travailleur « plus fort » : il peut surtout lui permettre de maintenir une posture fatigante avec moins de sollicitation. Notre dossier passif ou motorisé détaille cette différence.

Le point critique

La contrainte peut diminuer ici… et réapparaître ailleurs

C’est probablement la partie la plus importante du document et celle qui tempère le plus les promesses simplistes.

Un exosquelette ne fait pas nécessairement disparaître une charge : il peut la redistribuer vers d’autres régions du corps. Le dispositif peut aussi modifier le contrôle moteur, la stabilité des articulations et la cinématique du mouvement. Certains systèmes passifs peuvent, selon les tâches, accroître l’activité de muscles qui ne constituaient pas initialement la cible de l’assistance.

La conséquence est majeure pour la prévention : mesurer uniquement le soulagement du dos ou des épaules ne suffit pas. Il faut observer ce qui arrive à l’ensemble du corps et au mouvement réalisé. Les auteurs soulignent ainsi le besoin de méthodes d’évaluation biomécanique adaptées aux travailleurs équipés d’exosquelettes.

Deuxième enjeu

Motoriser davantage n’efface pas les compromis

Les systèmes actifs peuvent offrir davantage de possibilités d’assistance, notamment lorsqu’il faut agir sur plusieurs articulations. Mais chaque degré de liberté, moteur, capteur et système d’alimentation ajoute aussi de la complexité.

La batterie résume bien ce dilemme : elle permet à l’utilisateur de se déplacer librement, mais ajoute du poids. Une technologie plus sophistiquée peut fournir une assistance plus élaborée tout en introduisant de nouvelles contraintes de masse, d’autonomie, d’intégration et de coût.

Le débat « passif contre motorisé » est donc moins intéressant que la question : quelle architecture répond à cette tâche précise sans créer davantage de problèmes qu’elle n’en résout ?

Le facteur humain

Une technologie efficace sur le papier peut être rejetée par les salariés

Le dossier insiste sur une dimension parfois sous-estimée : l’acceptation par les travailleurs. L’adoption à grande échelle reste freinée par les incertitudes sur les effets préventifs réels, les difficultés techniques et les problèmes d’acceptabilité.

Le confort devient donc un critère de performance à part entière. Pressions sur le corps, chaleur, poids, gêne, limitation des mouvements ou difficulté à enfiler l’équipement peuvent suffire à compromettre son usage quotidien.

Pour les auteurs, la conception et l’introduction d’un exosquelette doivent donc associer les utilisateurs. Le salarié n’est pas simplement la personne à qui l’on remet l’équipement à la fin du projet : il fait partie de l’évaluation.

Ce que change l’étude

La question n’est plus « quel exosquelette acheter ? »

La démarche proposée inverse la logique commerciale habituelle. On ne commence pas par un catalogue de produits.

On commence par analyser la tâche : faut-il lever et porter, pousser ou tirer, effectuer des manipulations répétitives, travailler penché ou conserver une posture statique ? Puis viennent le poids et les dimensions des charges, les possibilités de préhension, le rythme, la température, l’environnement intérieur ou extérieur, les espaces restreints, les méthodes de travail et les caractéristiques des personnes concernées.

Ce n’est qu’après cette analyse que l’on examine les caractéristiques d’un exosquelette : liberté de mouvement, confort, portabilité, adaptation aux morphologies, facilité d’utilisation, pression sur le corps, vibrations, bruit, répartition du poids ou effets physiologiques.

Cette logique rejoint notre guide consacré à l’intégration d’un exosquelette en entreprise.

Conclusions

Ce que l’on peut réellement retenir

Le document ne condamne pas les exosquelettes. Au contraire, il considère qu’ils peuvent ouvrir de nouvelles possibilités pour améliorer certaines conditions de travail, notamment lorsque les solutions ergonomiques classiques sont difficiles à appliquer.

Mais il ne valide pas non plus l’idée qu’un exosquelette suffirait, à lui seul, à « prévenir les TMS ». Les auteurs soulignent le manque de connaissances sur les effets préventifs réels à grande échelle et sur le long terme, ainsi que les enjeux techniques, ergonomiques et d’acceptation.

La conclusion la plus fidèle est donc plus exigeante : un exosquelette peut réduire certaines contraintes dans certaines tâches, mais son bénéfice doit être évalué dans la situation de travail réelle et mis en balance avec les contraintes nouvelles qu’il introduit.

Enjeux

Du produit à une véritable politique de prévention

Ce texte pose finalement une question qui dépasse largement la robotique portable : quelle place veut-on donner à l’exosquelette dans la prévention ?

S’il devient une façon de maintenir une organisation ou un poste intrinsèquement pénible sans traiter les causes du problème, son intérêt est discutable. S’il intervient après l’analyse ergonomique, lorsqu’une mécanisation ou une transformation du poste ne suffit pas ou n’est pas réalisable, il peut devenir un outil supplémentaire de prévention.

Cette distinction est fondamentale. L’exosquelette ne devrait pas faire oublier l’ergonomie, l’organisation du travail ou la réduction du risque à la source. Il doit s’inscrire dans cet ensemble.

Ouverture

Six ans plus tard, les questions posées restent centrales

Le document date de 2020. Il doit donc être lu avec cette limite temporelle : les appareils, les capteurs, les batteries et la recherche ont progressé depuis. Mais les questions qu’il pose restent structurantes : quels effets à long terme ? Comment mesurer la redistribution des efforts ? Comment évaluer l’acceptation réelle sur plusieurs heures et plusieurs mois ? Et comment distinguer un bénéfice biomécanique ponctuel d’une véritable réduction du risque professionnel ?

C’est précisément sur ces questions que la littérature plus récente doit maintenant être confrontée à ce texte fondateur. Guide Exosquelette poursuivra ce dossier en comparant ses conclusions aux études publiées depuis 2020.

Sources et statut du document

Pour aller au texte original

Source principale : EU-OSHA — Occupational exoskeletons: wearable robotic devices to prevent work-related musculoskeletal disorders in the workplace of the future, discussion paper, 2020. Le document précise que les opinions exprimées sont celles de ses auteurs et ne reflètent pas nécessairement la position officielle de l’Agence européenne.

Pour le contexte institutionnel : programme de recherche EU-OSHA sur les TMS et présentation officielle de l’INAIL.