IRSST - Institut de recherche Robert-Sauvé en santé et en sécurité du travail

Cinématique et modélisation biomécanique de l’épaule lors de tâches de manutention

Résumé

De récentes revues de la littérature épidémiologique montrent que travailler avec les bras en position levée augmente la probabilité de développer des troubles musculosquelettiques (TMS) aux épaules. Bien que l’origine et les mécanismes de TMS à l’épaule manquent d’évidence dans la littérature scientifique, réaliser une tâche avec les bras en position levée cause un chargement de la musculature de l’épaule plus important. Cependant, peu d’éléments permettent d’expliquer les raisons pour lesquelles cette posture avec les bras élevés est gênante, et comment celle-ci affecte le membre supérieur en mouvement. La modélisation musculosquelettique du corps humain est aujourd’hui un moyen efficace et non invasif pour obtenir des informations sur les efforts internes qui sont appliqués aux muscles, aux tendons et aux os.

L’objectif général de ce projet de recherche consistait à développer (1) un modèle cinématique et (2) un modèle musculosquelettique de la ceinture scapulaire et du bras pour étudier la biomécanique de l’épaule lors de la manutention et (3) d’en tester la sensibilité aux conditions de tâches et de masses. Plusieurs tâches de travail en manutention ont été simulées en laboratoire avec pour objectif d’évaluer les contraintes musculosquelettiques aux épaules lors de ces tâches. Dix-huit sujets ont effectué des déplacements de caisses instrumentées, de trois masses différentes (6 kg, 12 kg et 18 kg), sur une distance équivalente à la hauteur des hanches, des épaules et des yeux. Dans sa première partie, ce rapport comporte une analyse cinématique qui permet de décrire les stratégies articulaires employées par les sujets. Une augmentation de la masse de la caisse induit des stratégies motrices plus efficientes chez les sujets comme celle de rapprocher davantage du tronc la charge à soulever lors du déplacement. Lever une caisse à hauteur des yeux lors d’un déplacement de charge augmente la contribution de la ceinture scapulaire au mouvement par rapport à une levée à hauteur des épaules. La hauteur de la caisse qui doit être manutentionnée affecte aussi l’élévation gléno-humérale.

Dans la seconde partie du rapport, un modèle musculosquelettique a été développé pour une première estimation des forces internes appliquées au membre supérieur lors de déplacement de boîte. Ce modèle est sensible aux variations de masse de la charge ainsi qu’aux différentes phases du déplacement. Cependant, il semblerait que les tâches étudiées ne modifient pas les forces et les activations musculaires maximales. Enfin, dans sa dernière partie, le rapport fait état de l’activité électromyographique (EMG) de dix muscles de la ceinture scapulaire et du bras. Cette mesure expérimentale EMG a permis d’identifier les principaux muscles impliqués lors de déplacement de caisse. Par exemple, les biceps n’étaient pas affectés par la hauteur de destination de la charge à soulever mais plutôt par l’augmentation de la masse de la caisse. En revanche, le trapèze supérieur semble être un muscle déterminant pour la levée de caisse dès que les tâches de manutention nécessitent un transfert à des hauteurs importantes, et ce, même si le rôle qu’il joue dans ce type de tâche reste à documenter. De plus, l’activité EMG des deltoïdes antérieur et médian est importante quelles que soient la hauteur et la masse des caisses. Une recommandation qui peut être formulée à partir de ce rapport est qu’une tâche qui nécessite un déplacement d’une caisse de 6 kg ou de 12 kg entre la hauteur des hanches et celle des épaules doit être préférée à un même déplacement entre la hauteur des épaules et celle des yeux. L’adoption d’une posture avec les coudes fléchis et la charge le plus près possible du torse est à encourager tant que les recherches n’auront pas validé de meilleures techniques à employer pour prévenir les blessures aux épaules lors d’un transfert de charge en hauteur.

Informations complémentaires

Collection : Rapports scientifiques
Catégorie : Rapport
Auteur(s) :
Projet de recherche : 2010-0024
N° de publication : R-828
Langue : Français
Date de publication : 26 juin 2014
Format : Texte