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

Développement d’un système de mesures et d’un protocole de mesures permettant de quantifier l’exposition physique des manutentionnaires

Résumé

L’objectif principal de ce projet était de combiner différents senseurs et instruments pour expérimenter, en laboratoire et sur le terrain, un système de mesures permettant d’estimer quantitativement l’exposition physique des manutentionnaires. Ce type de système pourrait éventuellement servir à évaluer objectivement l’efficacité d’approches de prévention. Un second objectif consistait à mettre au point une stratégie d’échantillonnage pour optimiser la mesure de l’exposition physique de manutentionnaires sur le terrain. Des auteurs ont fréquemment souligné des lacunes dans la manière d’échantillonner les données ce qui a peut-être contribué à affaiblir les études portant sur les relations entre l’exposition physique et les lésions physiques.

Dans la première partie du projet, il fallait déterminer les variables qui contribuent de manière importante à l’exposition physique des manutentionnaires et choisir les instruments de mesures nécessaires. Les variables d’exposition devaient répondre minimalement à deux critères : 1) être reconnues dans la littérature comme ayant un effet significatif sur le risque de blessure du manutentionnaire; 2) pouvoir être mesurées quantitativement sur le terrain. Un grand nombre de variables a pu être répertorié à partir du premier critère, mais seulement un petit nombre a été retenu à partir du second. Ce résultat était attendu en raison des difficultés de mesure sur le terrain, et cela, malgré les avancées technologiques majeures des dernières années. Cependant, il s’avérait essentiel de pouvoir disposer d’un système capable de mesurer la cinématique 3D du corps entier, c’est-à-dire de suivre les mouvements des principaux segments du corps, dont le dos, le bassin, la tête, les bras, les avant-bras, les mains, les cuisses, les jambes et les pieds. Parmi les systèmes les plus récents et prometteurs, on trouve les centrales inertielles (IMU) composées d’accéléromètres, de gyroscopes et de magnétomètres triaxiaux dont les signaux, combinés au moyen d’un filtre numérique de type Kalman, sont capables de déterminer la cinématique 3D d’un segment (déplacement, vélocité et accélération). Le système développé par la compagnie Xsens paraissait particulièrement intéressant et, comme tout instrument de mesure, il fallait, dans un premier temps, s’assurer de sa validité et fidélité dans des conditions de laboratoire et, dans un second temps, il était nécessaire d’expérimenter ce système de mesures en entreprise auprès d’un groupe cible de manutentionnaires.

Les résultats en laboratoire à partir de 12 sujets volontaires (9 masculins, 3 féminins) ont démontré que le système de mesures Xsens, par rapport à un système de mesures étalon (système optoélectronique Optotrak), parvenait à estimer, pendant des tâches de manutention, une majorité des angles articulaires du corps entier à l’intérieur d’un seuil acceptable de 5° d’erreurs. Les centrales inertielles, dans un environnement sans distorsion magnétique, ont donc le potentiel de suivre le mouvement des travailleurs lorsqu’ils effectuent leurs tâches quotidiennes. Par contre, dans un environnement avec perturbations magnétiques qui affectent les données du magnétomètre, les erreurs de mesure augmentent, mais une fois cette perturbation terminée, le niveau d’erreur redevient acceptable après un délai de 30 s. Il est donc conseillé de respecter un délai minimal de 30 s après des perturbations magnétiques avant de considérer les données comme valides.

La deuxième partie du projet consistait à évaluer en entreprise le système de mesures inertiel Xsens auprès de 10 manutentionnaires (9 masculins, 1 féminin) dans le cadre de leur travail régulier. Tous ont manutentionné au minimum une commande de produits (en moyenne 115 produits transférés sur une palette) pendant une durée moyenne de 32 min. Sur le terrain, une comparaison quantitative avec un autre instrument de mesure étalon est difficile, par contre, il est possible de comparer qualitativement les mouvements segmentaires de l’avatar du logiciel de Xsens avec les images du participant captées par caméra. La différence de mouvement entre l’avatar et les images vidéo synchronisées a été observée par un agent de recherche. Sur l’ensemble des observations évaluées (total = 2298 observations), 68 % de celles-ci ont été jugées comme acceptables, c’est-à-dire que l’image vidéo du participant était conforme à celle de l’avatar de Xsens. La majorité des erreurs a été causée par des perturbations magnétiques en provenance du transpalette, mais il demeure qu’il est possible d’effectuer des mesures cinématiques de travailleurs en entreprise avec un niveau d’erreur acceptable. Aussi, lorsque cette cinématique du corps entier est combinée à d’autres informations disponibles dans l’entreprise, comme la liste des commandes sur laquelle le poids des produits manutentionnés est indiqué, il est alors possible d’estimer le chargement au dos. L’ensemble de ces mesures rend maintenant possible l’estimation de l’exposition physique des manutentionnaires.

Pour répondre au second objectif, une stratégie d’échantillonnage a été élaborée. Celle-ci sera utile pour optimiser les prochaines collectes et s’assurer d’un échantillonnage adéquat. Des compromis devront toutefois être faits entre l’obtention de données d’une très grande précision (avec le nombre de sujets prescrits) et ce que la réalité en matière de coûts-bénéfices permet de réaliser sur le terrain.

Les perspectives d’utilisation de ce type d’instrument de mesure sont nombreuses. Il sera possible, par exemple, de quantifier les effets d’une intervention ergonomique qui vise une réduction de l’exposition physique. Des travailleurs novices en formation pourraient ainsi recevoir des rétroactions sur leur façon de réaliser leurs tâches et être suivi dans leur parcours de formation. Finalement, il deviendra plus facile de quantifier la dose-réponse pour soutenir l’élaboration de nouvelles normes sécuritaires.

Informations complémentaires

Collection : Rapports scientifiques
Catégorie : Rapport de recherche
Auteur(s) :
Projet de recherche : 2012-0040
N° de publication : R-1005
Langue : Français
Mis en ligne le : 12 avril 2018
Format : Texte