La posture d'une personne au travail, c'est-à-dire l'organisation mutuelle du tronc, de la tête et des extrémités, peut être analysée et comprise de plusieurs points de vue. Les postures visent à faire avancer le travail ; ainsi, ils ont une finalité qui influence leur nature, leur rapport au temps et leur coût (physiologique ou non) pour la personne en question. Il existe une interaction étroite entre les capacités et caractéristiques physiologiques de l'organisme et l'exigence du travail.

La charge musculo-squelettique est un élément nécessaire aux fonctions de l'organisme et indispensable au bien-être. Du point de vue de la conception de l'œuvre, la question est de trouver l'équilibre optimal entre le nécessaire et l'excessif.

Les postures ont intéressé les chercheurs et les praticiens pour au moins les raisons suivantes :

1. Une posture est à l'origine d'une charge musculo-squelettique. À l'exception de la position debout, assise et allongée détendue, les muscles doivent créer des forces pour équilibrer la posture et/ou contrôler les mouvements. Dans les tâches lourdes classiques, par exemple dans l'industrie de la construction ou dans la manutention manuelle de matériaux lourds, des forces externes, dynamiques et statiques, s'ajoutent aux forces internes au corps, créant parfois des charges élevées qui peuvent dépasser la capacité des tissus. (Voir figure 1) Même dans des postures détendues, lorsque le travail musculaire approche de zéro, les tendons et les articulations peuvent être sollicités et montrer des signes de fatigue. Un travail à faible charge apparente, par exemple celui d'un microscopiste, peut devenir fastidieux et ardu lorsqu'il est effectué sur une longue période.
2. La posture est étroitement liée à l'équilibre et à la stabilité. En fait, la posture est contrôlée par plusieurs réflexes neuronaux où l'apport de sensations tactiles et les repères visuels de l'environnement jouent un rôle important. Certaines postures, comme atteindre des objets à distance, sont intrinsèquement instables. La perte d'équilibre est une cause immédiate fréquente d'accidents du travail. Certaines tâches de travail sont effectuées dans un environnement où la stabilité ne peut pas toujours être garantie, par exemple dans l'industrie de la construction.
3. La posture est la base des mouvements habiles et de l'observation visuelle. De nombreuses tâches nécessitent des mouvements de main fins et habiles et une observation attentive de l'objet du travail. Dans de tels cas, la posture devient la plate-forme de ces actions. L'attention est dirigée vers la tâche, et les éléments posturaux sont mobilisés pour soutenir les tâches : la posture devient immobile, la charge musculaire augmente et devient plus statique. Un groupe de recherche français a montré dans son étude classique que l'immobilité et la charge musculo-squelettique augmentaient lorsque le rythme de travail augmentait (Teiger, Laville et Duraffourg 1974).
4. La posture est une source d'information sur les événements qui se déroulent au travail. L'observation de la posture peut être intentionnelle ou inconsciente. Les superviseurs et les travailleurs habiles sont connus pour utiliser les observations posturales comme indicateurs du processus de travail. Souvent, l'observation des informations posturales n'est pas consciente. Par exemple, sur un derrick de forage pétrolier, des repères posturaux ont été utilisés pour communiquer des messages entre les membres de l'équipe au cours des différentes phases d'une tâche. Cela se produit dans des conditions où d'autres moyens de communication ne sont pas possibles.

Figure 1. Des positions des mains trop hautes ou une flexion vers l'avant sont parmi les moyens les plus courants de créer une charge « statique »

Sécurité, santé et postures de travail

Du point de vue de la sécurité et de la santé, tous les aspects de la posture décrits ci-dessus peuvent être importants. Cependant, les postures en tant que source de maladies musculo-squelettiques telles que les maladies du bas du dos ont attiré le plus d'attention. Les problèmes musculo-squelettiques liés au travail répétitif sont également liés aux postures.

Douleur dans le bas du dos (LBP) est un terme générique pour diverses maladies du bas du dos. Il a de nombreuses causes et la posture est un élément causal possible. Des études épidémiologiques ont montré qu'un travail physiquement pénible est propice aux lombalgies et que les postures sont un élément de ce processus. Il existe plusieurs mécanismes possibles qui expliquent pourquoi certaines postures peuvent provoquer des lombalgies. Les postures de flexion vers l'avant augmentent la charge sur la colonne vertébrale et les ligaments, qui sont particulièrement vulnérables aux charges dans une posture tordue. Les charges externes, en particulier les charges dynamiques, telles que celles imposées par les secousses et les glissades, peuvent augmenter considérablement les charges sur le dos.

Du point de vue de la sécurité et de la santé, il est important d'identifier les mauvaises postures et autres éléments posturaux dans le cadre de l'analyse de la sécurité et de la santé du travail en général.

Enregistrement et mesure des postures de travail

Les postures peuvent être enregistrées et mesurées objectivement par l'utilisation de l'observation visuelle ou de techniques de mesure plus ou moins sophistiquées. Ils peuvent également être enregistrés en utilisant des schémas d'auto-évaluation. La plupart des méthodes considèrent la posture comme l'un des éléments dans un contexte plus large, par exemple, dans le cadre du contenu du travail, comme le font l'AET et l'étude de Renault. Les profils des postes (Landau et Rohmert 1981; RNUR 1976) - ou comme point de départ pour des calculs biomécaniques prenant également en compte d'autres composants.

Malgré les progrès de la technologie de mesure, l'observation visuelle reste, dans des conditions de terrain, le seul moyen pratique d'enregistrer systématiquement les postures. Cependant, la précision de telles mesures reste faible. Malgré cela, les observations posturales peuvent être une riche source d'informations sur le travail en général.

La courte liste suivante de méthodes et de techniques de mesure présente des exemples sélectionnés :

1. Questionnaires et journaux d'auto-déclaration. Les questionnaires d'auto-déclaration et les journaux sont un moyen économique de collecter des informations posturales. L'auto-déclaration est basée sur la perception du sujet et s'écarte généralement beaucoup des postures observées «objectivement», mais peut tout de même véhiculer des informations importantes sur la pénibilité du travail.
2. Observation des postures. L'observation des postures comprend l'enregistrement purement visuel des postures et de leurs composantes ainsi que des méthodes dans lesquelles un entretien complète l'information. Un support informatique est généralement disponible pour ces méthodes. De nombreuses méthodes sont disponibles pour les observations visuelles. La méthode peut simplement contenir un catalogue d'actions, y compris les postures du tronc et des membres (par exemple, Keyserling 1986 ; Van der Beek, Van Gaalen et Frings-Dresen 1992). La méthode OWAS propose un schéma structuré pour l'analyse, la cotation et l'évaluation de postures du tronc et des membres conçues pour les conditions de terrain (Karhu, Kansi et Kuorinka 1977). La méthode d'enregistrement et d'analyse peut contenir des schémas de notation, certains d'entre eux assez détaillés (comme avec la méthode de ciblage de la posture, par Corlett et Bishop 1976), et ils peuvent fournir une notation pour la position de nombreux éléments anatomiques pour chaque élément de la tâche ( Drry 1987).
3. Analyses posturales assistées par ordinateur. Les ordinateurs ont facilité les analyses posturales de plusieurs façons. Des ordinateurs portables et des programmes spéciaux permettent un enregistrement facile et une analyse rapide des postures. Persson et Kilbom (1983) ont développé le programme VIRA pour l'étude des membres supérieurs ; Kerguelen (1986) a produit un package complet d'enregistrement et d'analyse des tâches de travail ; Kivi et Mattila (1991) ont conçu une version informatisée d'OWAS pour l'enregistrement et l'analyse.

La vidéo fait généralement partie intégrante du processus d'enregistrement et d'analyse. Le National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) des États-Unis a présenté des lignes directrices pour l'utilisation de méthodes vidéo dans l'analyse des risques (NIOSH 1990).

Les programmes informatiques biomécaniques et anthropométriques offrent des outils spécialisés pour l'analyse de certains éléments posturaux dans l'activité de travail et en laboratoire (ex. Chaffin 1969).

Facteurs affectant les postures de travail

Les postures de travail servent un but, une finalité hors d'elles-mêmes. C'est pourquoi ils sont liés aux conditions de travail externes. L'analyse posturale qui ne tient pas compte de l'environnement de travail et de la tâche elle-même présente un intérêt limité pour les ergonomes.

Les caractéristiques dimensionnelles du poste de travail définissent en grande partie les postures (comme dans le cas d'une tâche assise), même pour des tâches dynamiques (par exemple, la manipulation de matériel dans un espace confiné). Les charges à manipuler obligent le corps à adopter une certaine posture, tout comme le poids et la nature de l'outil de travail. Certaines tâches nécessitent que le poids du corps soit utilisé pour soutenir un outil ou pour appliquer une force sur l'objet du travail, comme illustré, par exemple, à la figure 2.

Figure 2. Aspects ergonomiques de la station debout

Les différences individuelles, l'âge et le sexe influencent les postures. En fait, il a été constaté qu'une posture « typique » ou « meilleure », par exemple dans la manutention manuelle, est en grande partie une fiction. Pour chaque individu et chaque situation de travail, il existe un certain nombre de « meilleures » postures alternatives selon différents critères.

Outils de travail et supports pour les postures de travail

Les ceintures, les supports lombaires et les orthèses ont été recommandés pour les tâches à risque de lombalgie ou de lésions musculo-squelettiques des membres supérieurs. On a supposé que ces dispositifs apportaient un soutien aux muscles, par exemple en contrôlant la pression intra-abdominale ou les mouvements de la main. On s'attend également à ce qu'ils limitent l'amplitude des mouvements du coude, du poignet ou des doigts. Il n'y a aucune preuve que la modification des éléments posturaux avec ces appareils aiderait à éviter les problèmes musculo-squelettiques.

Les supports posturaux sur le lieu de travail et sur les machines, tels que les poignées, les coussins de soutien pour s'agenouiller et les aides à s'asseoir, peuvent être utiles pour soulager les charges posturales et la douleur.

Règlements de sécurité et de santé concernant les éléments posturaux

Les postures ou les éléments posturaux n'ont pas fait l'objet d'activités réglementaires per se. Cependant, plusieurs documents contiennent soit des mentions portant sur les postures, soit incluent la question des postures comme partie intégrante d'une réglementation. Une image complète du matériel réglementaire existant n'est pas disponible. Les références suivantes sont présentées à titre d'exemples.

1. L'Organisation internationale du travail a publié une recommandation en 1967 sur les charges maximales à manutentionner. Bien que la recommandation ne réglemente pas les éléments posturaux en tant que tels, elle a une incidence importante sur la contrainte posturale. La recommandation est maintenant obsolète, mais elle a joué un rôle important en attirant l'attention sur les problèmes de manutention manuelle des matériaux.
2. Les directives de levage du NIOSH (NIOSH 1981), en tant que telles, ne sont pas non plus des réglementations, mais elles ont atteint ce statut. Les directives dérivent des limites de poids pour les charges en utilisant l'emplacement de la charge - un élément postural - comme base.
3. Au sein de l'Organisation internationale de normalisation ainsi que dans la Communauté européenne, il existe des normes et des directives ergonomiques qui contiennent des éléments relatifs aux éléments posturaux (CEN 1990 et 1991).

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Objectifs et principes

La biomécanique est une discipline qui aborde l'étude du corps comme s'il s'agissait uniquement d'un système mécanique : toutes les parties du corps sont assimilées à des structures mécaniques et sont étudiées comme telles. Les analogies suivantes peuvent, par exemple, être faites :

• os : leviers, éléments structuraux

• chair : volumes et masses

• articulations : surfaces d'appui et articulations

• garnitures de joints : lubrifiants

• muscles : moteurs, ressorts

• nerfs : mécanismes de contrôle par rétroaction

• organes : alimentations

• tendons : cordes

• tissu: ressorts

• cavités corporelles : ballons.

L'objectif principal de la biomécanique est d'étudier la façon dont le corps produit de la force et génère du mouvement. La discipline s'appuie principalement sur l'anatomie, les mathématiques et la physique; les disciplines connexes sont l'anthropométrie (l'étude des mesures du corps humain), la physiologie du travail et la kinésiologie (l'étude des principes de la mécanique et de l'anatomie en relation avec le mouvement humain).

En considérant la santé au travail du travailleur, la biomécanique aide à comprendre pourquoi certaines tâches causent des blessures et des problèmes de santé. Certains types d'effets néfastes sur la santé sont les tensions musculaires, les problèmes articulaires, les problèmes de dos et la fatigue.

Les foulures et les entorses dorsales et les problèmes plus graves impliquant les disques intervertébraux sont des exemples courants de blessures au travail qui peuvent être évitées. Ceux-ci surviennent souvent à cause d'une surcharge particulière soudaine, mais peuvent également refléter l'exercice de forces excessives par le corps pendant de nombreuses années : les problèmes peuvent survenir soudainement ou mettre du temps à se développer. Un exemple de problème qui se développe avec le temps est le « doigt de la couturière ». Une description récente décrit les mains d'une femme qui, après 28 ans de travail dans une usine de vêtements, en plus de coudre pendant son temps libre, a développé une peau épaissie et durcie et une incapacité à fléchir ses doigts (Poole 1993). (Plus précisément, elle souffrait d'une déformation en flexion de l'index droit, de nœuds de Heberden proéminents sur l'index et le pouce de la main droite, et d'une callosité proéminente sur le majeur droit en raison du frottement constant des ciseaux.) les films de ses mains ont montré de graves changements dégénératifs dans les articulations les plus externes de son index droit et de son majeur, avec une perte d'espace articulaire, une sclérose articulaire (durcissement des tissus), des ostéophytes (excroissances osseuses au niveau de l'articulation) et des kystes osseux.

L'inspection sur le lieu de travail a montré que ces problèmes étaient dus à une hyperextension répétée (flexion vers le haut) de l'articulation du doigt la plus externe. La surcharge mécanique et la restriction du flux sanguin (visibles comme un blanchiment du doigt) seraient maximales dans ces articulations. Ces problèmes se sont développés en réponse à des efforts musculaires répétés dans un site autre que le muscle.

La biomécanique aide à suggérer des façons de concevoir des tâches pour éviter ces types de blessures ou d'améliorer des tâches mal conçues. Les remèdes à ces problèmes particuliers consistent à reconcevoir les ciseaux et à modifier les tâches de couture pour supprimer la nécessité des actions effectuées.

Deux principes importants de la biomécanique sont :

1. Les muscles viennent par paires. Les muscles ne peuvent que se contracter, donc pour toute articulation, il doit y avoir un muscle (ou groupe de muscles) pour la déplacer dans un sens et un muscle (ou groupe de muscles) correspondant pour la déplacer dans la direction opposée. La figure 1 illustre le point pour l'articulation du coude.
2. Les muscles se contractent plus efficacement lorsque la paire de muscles est en équilibre détendu. Le muscle agit plus efficacement lorsqu'il se trouve au milieu de l'articulation qu'il fléchit. Il en est ainsi pour deux raisons : premièrement, si le muscle essaie de se contracter lorsqu'il est raccourci, il tirera contre le muscle opposé allongé. Parce que ce dernier est étiré, il va appliquer une contre-force élastique que le muscle qui se contracte doit vaincre. La figure 2 montre la façon dont la force musculaire varie avec la longueur du muscle.

Figure 1. Les muscles squelettiques se produisent par paires afin d'initier ou d'inverser un mouvement

Figure 2. La tension musculaire varie avec la longueur du muscle

Deuxièmement, si le muscle essaie de se contracter ailleurs qu'au milieu du mouvement de l'articulation, il fonctionnera avec un désavantage mécanique. La figure 3 illustre l'évolution de l'avantage mécanique du coude dans trois positions différentes.

Figure 3. Positions optimales pour le mouvement articulaire

Un critère important pour la conception du travail découle de ces principes : le travail doit être organisé de manière à ce qu'il se produise avec les muscles opposés de chaque articulation en équilibre détendu. Pour la plupart des articulations, cela signifie que l'articulation doit être à peu près au milieu de son mouvement.

Cette règle signifie également que la tension musculaire sera au minimum pendant l'exécution d'une tâche. Un exemple d'infraction à la règle est le syndrome de surutilisation (RSI ou microtraumatismes répétés) qui affecte les muscles du haut de l'avant-bras chez les opérateurs au clavier qui opèrent habituellement avec le poignet fléchi vers le haut. Cette habitude est souvent imposée à l'opérateur par la conception du clavier et du poste de travail.

Applications

Voici quelques exemples illustrant l'application de la biomécanique.

Le diamètre optimal des manches d'outils

Le diamètre d'un manche affecte la force que les muscles de la main peuvent appliquer à un outil. Des recherches ont montré que le diamètre optimal du manche dépend de l'usage auquel l'outil est destiné. Pour exercer une poussée le long de la ligne de la poignée, le meilleur diamètre est celui qui permet aux doigts et au pouce d'assumer une prise légèrement superposée. C'est environ 40 millimètres. Pour exercer un couple, un diamètre d'environ 50-65 mm est optimal. (Malheureusement, dans les deux cas, la plupart des poignées sont plus petites que ces valeurs.)

L'utilisation de pinces

En tant que cas particulier d'une poignée, la capacité d'exercer une force avec une pince dépend de la séparation de la poignée, comme le montre la figure 4.

Figure 4. Force de préhension des mâchoires de pince exercée par les utilisateurs masculins et féminins en fonction de la séparation des poignées

Posture assise

L'électromyographie est une technique qui peut être utilisée pour mesurer la tension musculaire. Dans une étude de la tension dans le spinaux muscles (du dos) de sujets assis, il a été constaté que se pencher en arrière (avec le dossier incliné) réduisait la tension de ces muscles. L'effet peut s'expliquer par le fait que le dossier supporte davantage le poids du haut du corps.

Des études aux rayons X de sujets dans diverses postures ont montré que la position d'équilibre détendu des muscles qui ouvrent et ferment l'articulation de la hanche correspond à un angle de la hanche d'environ 135º. Celle-ci est proche de la position (128º) qu'adopte naturellement cette articulation en apesanteur (dans l'espace). En position assise, avec un angle de 90º au niveau de la hanche, les muscles ischio-jambiers qui s'étendent sur les articulations du genou et de la hanche ont tendance à tirer le sacrum (la partie de la colonne vertébrale qui se connecte au bassin) en position verticale. L'effet est de supprimer la lordose naturelle (courbure) de la colonne lombaire ; les chaises doivent avoir des dossiers appropriés pour corriger cet effort.

Vissage

Pourquoi les vis sont-elles insérées dans le sens des aiguilles d'une montre ? La pratique est probablement née de la reconnaissance inconsciente que les muscles qui font tourner le bras droit dans le sens des aiguilles d'une montre (la plupart des gens sont droitiers) sont plus gros (et donc plus puissants) que les muscles qui le font tourner dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.

Notez que les gauchers seront désavantagés lors de l'insertion des vis à la main. Environ 9 % de la population est gauchère et nécessitera donc des outils spéciaux dans certaines situations : ciseaux et ouvre-boîtes en sont deux exemples.

Une étude de personnes utilisant des tournevis dans une tâche d'assemblage a révélé une relation plus subtile entre un mouvement particulier et un problème de santé particulier. Il a été constaté que plus l'angle du coude était grand (plus le bras était droit), plus les gens avaient une inflammation au coude. La raison de cet effet est que le muscle qui fait tourner l'avant-bras (le biceps) tire également la tête du radius (os du bras inférieur) sur le capitule (tête arrondie) de l'humérus (os du bras). L'augmentation de la force à l'angle supérieur du coude a provoqué une plus grande force de friction au niveau du coude, avec un échauffement conséquent de l'articulation, entraînant l'inflammation. À l'angle le plus élevé, le muscle devait également tirer avec une plus grande force pour effectuer l'action de vissage, de sorte qu'une force plus grande était appliquée que celle qui aurait été nécessaire avec le coude à environ 90º. La solution consistait à rapprocher la tâche des opérateurs pour réduire l'angle du coude à environ 90º.

Les cas ci-dessus démontrent qu'une bonne compréhension de l'anatomie est nécessaire pour l'application de la biomécanique en milieu de travail. Les concepteurs de tâches peuvent avoir besoin de consulter des experts en anatomie fonctionnelle pour anticiper les types de problèmes abordés. (L'ergonome de poche (Brown et Mitchell 1986) basé sur la recherche électromyographique, suggère de nombreuses façons de réduire l'inconfort physique au travail.)

Manutention manuelle des matériaux

Le terme manipulation manuelle comprend soulever, abaisser, pousser, tirer, porter, déplacer, tenir et retenir, et englobe une grande partie des activités de la vie professionnelle.

La biomécanique a un lien direct évident avec le travail de manutention manuelle, puisque les muscles doivent bouger pour effectuer des tâches. La question est : combien de travail physique peut-on raisonnablement s'attendre à ce que les gens fassent ? La réponse dépend des circonstances; il y a vraiment trois questions qui doivent être posées. Chacun a une réponse basée sur des critères scientifiquement recherchés :

1. Quelle quantité peut être manipulée sans dommage pour le corps (sous la forme, par exemple, d'une fatigue musculaire, d'une blessure au disque ou de problèmes articulaires) ? C'est ce qu'on appelle le critère biomécanique.
2. Quelle quantité peut être manipulée sans surmener les poumons (respiration difficile au point de haleter) ? C'est ce qu'on appelle le critère physiologique.
3. Combien les gens se sentent-ils capables de gérer confortablement ? C'est ce qu'on appelle le critère psychophysique.

Il est nécessaire d'avoir ces trois critères différents parce qu'il y a trois réactions très différentes qui peuvent survenir aux tâches de levage : si le travail dure toute la journée, la préoccupation sera de savoir comment la personne sent sur la tâche — le critère psychophysique ; si la force à appliquer est importante, le souci serait que les muscles et les articulations sont pas surchargé jusqu'à l'endommagement - le critère biomécanique ; et si le taux de travail est trop grande, alors elle peut bien dépasser le critère physiologique, ou la capacité aérobie de la personne.

De nombreux facteurs déterminent l'étendue de la charge exercée sur le corps par une tâche de manutention manuelle. Tous suggèrent des opportunités de contrôle.

Postures et mouvements

Si la tâche exige qu'une personne se torde ou se penche vers l'avant avec une charge, le risque de blessure est plus grand. Le poste de travail peut souvent être repensé pour empêcher ces actions. Plus de blessures au dos surviennent lorsque le levage commence au niveau du sol par rapport au niveau de la mi-cuisse, ce qui suggère des mesures de contrôle simples. (Cela s'applique également au levage élevé.)

La charge.

La charge elle-même peut influencer la manutention en raison de son poids et de son emplacement. D'autres facteurs, tels que sa forme, sa stabilité, sa taille et sa glissance peuvent tous affecter la facilité d'une tâche de manutention.

Organisation et environnement.

La façon dont le travail est organisé, à la fois physiquement et dans le temps (temporellement), influence également la manipulation. Il est préférable de répartir la charge du déchargement d'un camion dans un quai de livraison sur plusieurs personnes pendant une heure plutôt que de demander à un travailleur de passer toute la journée sur la tâche. L'environnement influence la manipulation - un éclairage insuffisant, des sols encombrés ou inégaux et un mauvais entretien ménager peuvent tous faire trébucher une personne.

Facteurs personnels.

Les compétences personnelles en manipulation, l'âge de la personne et les vêtements portés peuvent également influer sur les exigences de manipulation. L'éducation pour la formation et le levage est nécessaire à la fois pour fournir les informations nécessaires et pour laisser le temps au développement des compétences physiques de manutention. Les jeunes sont plus à risque; d'autre part, les personnes âgées ont moins de force et moins de capacité physiologique. Les vêtements serrés peuvent augmenter la force musculaire requise dans une tâche lorsque les gens s'efforcent contre le tissu serré; des exemples classiques sont l'uniforme smocké de l'infirmière et la salopette serrée lorsque les gens travaillent au-dessus de leur tête.

Limites de poids recommandées

Les points mentionnés ci-dessus indiquent qu'il est impossible d'énoncer un poids qui sera "sûr" en toutes circonstances. (Les limites de poids ont eu tendance à varier d'un pays à l'autre de manière arbitraire. Les dockers indiens, par exemple, étaient autrefois "autorisés" à soulever 110 kg, tandis que leurs homologues de l'ancienne République démocratique populaire d'Allemagne étaient "limités" à 32 kg. .) Les limites de poids ont également tendance à être trop élevées. Les 55 kg suggérés dans de nombreux pays sont maintenant considérés comme beaucoup trop élevés sur la base de preuves scientifiques récentes. Le National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) aux États-Unis a adopté 23 kg comme limite de charge en 1991 (Waters et al. 1993).

Chaque tâche de levage doit être évaluée selon ses propres mérites. Une approche utile pour déterminer une limite de poids pour une tâche de levage est l'équation développée par le NIOSH :

RWL = LC x HM x VM x DM x AM x CM x FM

Où

RWL = limite de poids recommandée pour la tâche en question

HM = la distance horizontale du centre de gravité de la charge au point médian entre les chevilles (minimum 15 cm, maximum 80 cm)

VM = la distance verticale entre le centre de gravité de la charge et le sol au début de l'ascenseur (maximum 175 cm)

DM = la course verticale de l'élévateur (minimum 25 cm, maximum 200 cm)

AM = facteur d'asymétrie - l'angle dont la tâche s'écarte directement devant le corps

CM = multiplicateur de couplage - la capacité à bien saisir l'élément à soulever, qui se trouve dans un tableau de référence

FM = multiplicateurs de fréquence–la fréquence du levage.

Toutes les variables de longueur dans l'équation sont exprimées en unités de centimètres. Il convient de noter que 23 kg est le poids maximum recommandé par le NIOSH pour le levage. Cela a été réduit de 40 kg après que l'observation de nombreuses personnes effectuant de nombreuses tâches de levage a révélé que la distance moyenne du corps au début de l'ascenseur est de 25 cm, et non les 15 cm supposés dans une version antérieure de l'équation (NIOSH 1981 ).

Indice de levage.

En comparant le poids à soulever dans la tâche et le RWL, un indice de levage (LI) peut être obtenu selon la relation :

LI=(poids à manipuler)/RWL.

Par conséquent, une utilisation particulièrement précieuse de l'équation NIOSH est le classement des tâches de levage par ordre de gravité, en utilisant l'indice de levage pour définir les priorités d'action. (L'équation a cependant un certain nombre de limitations qui doivent être comprises pour son application la plus efficace. Voir Waters et al. 1993).

Estimation de la compression vertébrale imposée par la tâche

Un logiciel informatique est disponible pour estimer la compression vertébrale produite par une tâche de manipulation manuelle. Les programmes de prédiction de la force statique 2D et 3D de l'Université du Michigan (« Backsoft ») estiment la compression vertébrale. Les entrées nécessaires au programme sont :

• la posture dans laquelle s'effectue l'activité de manutention

• la force exercée

• la direction de l'effort exercé

• le nombre de mains exerçant la force

• le centile de la population étudiée.

Les programmes 2D et 3D se distinguent par le fait que le logiciel 3D permet des calculs s'appliquant à des postures en trois dimensions. Le résultat du programme donne des données sur la compression vertébrale et répertorie le pourcentage de la population sélectionnée qui serait capable d'effectuer la tâche particulière sans dépasser les limites suggérées pour six articulations : cheville, genou, hanche, premier disque-sacrum lombaire, épaule et coude. Cette méthode comporte également un certain nombre de limites qui doivent être bien comprises afin de tirer le maximum de valeur du programme.

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Cet article est adapté de la 3e édition de l'Encyclopaedia of Occupational Health and Safety.

Les deux concepts de fatigue et de repos sont familiers à tous par expérience personnelle. Le mot « fatigue » est utilisé pour désigner des conditions très différentes, qui entraînent toutes une réduction de la capacité de travail et de la résistance. L'utilisation très variée du concept de fatigue a entraîné une confusion presque chaotique et une clarification des idées actuelles est nécessaire. Pendant longtemps, la physiologie a distingué la fatigue musculaire de la fatigue générale. Le premier est un phénomène douloureux aigu localisé dans les muscles : la fatigue générale se caractérise par un sentiment de diminution de la volonté de travailler. Cet article ne traite que de la fatigue générale, que l'on peut aussi appeler « fatigue psychique » ou « fatigue nerveuse » et du repos qu'elle nécessite.

La fatigue générale peut être due à des causes assez différentes, dont les plus importantes sont présentées dans la figure 1. L'effet est comme si, au cours de la journée, tous les différents stress subis s'accumulaient dans l'organisme, produisant progressivement une sensation de fatigue croissante. fatigue. Ce sentiment incite à la décision d'arrêter de travailler ; son effet est celui d'un prélude physiologique au sommeil.

Figure 1. Présentation schématique de l'effet cumulatif des causes quotidiennes de la fatigue

La fatigue est une sensation salutaire si l'on peut s'allonger et se reposer. Cependant, si l'on ne tient pas compte de ce sentiment et que l'on se force à continuer à travailler, le sentiment de fatigue augmente jusqu'à devenir angoissant et finalement écrasant. Cette expérience quotidienne démontre bien la signification biologique de la fatigue qui joue un rôle dans le maintien de la vie, semblable à celui joué par d'autres sensations comme, par exemple, la soif, la faim, la peur, etc.

Le repos est représenté sur la figure 1 comme la vidange d'un tonneau. Le phénomène de repos peut se dérouler normalement si l'organisme reste intact ou si au moins une partie essentielle du corps n'est pas soumise à des contraintes. C'est ce qui explique le rôle déterminant que jouent les journées de travail toutes les pauses de travail, de la courte pause pendant le travail au sommeil nocturne. La comparaison du tonneau illustre combien il est nécessaire pour une vie normale d'atteindre un certain équilibre entre la charge totale supportée par l'organisme et la somme des possibilités de repos.

Interprétation neurophysiologique de la fatigue

Les progrès de la neurophysiologie au cours des dernières décennies ont largement contribué à une meilleure compréhension des phénomènes déclenchés par la fatigue dans le système nerveux central.

Le physiologiste Hess a été le premier à observer que la stimulation électrique de certaines des structures diencéphaliques, et plus particulièrement de certaines des structures du noyau médial du thalamus, produisait progressivement un effet inhibiteur qui se traduisait par une altération de la capacité de réaction. et dans une tendance à dormir. Si la stimulation était poursuivie pendant un certain temps, la relaxation générale était suivie de somnolence et enfin de sommeil. Il a été prouvé plus tard qu'à partir de ces structures, une inhibition active peut s'étendre jusqu'au cortex cérébral où se concentrent tous les phénomènes conscients. Cela se reflète non seulement dans le comportement, mais aussi dans l'activité électrique du cortex cérébral. D'autres expériences ont également réussi à initier des inhibitions à partir d'autres régions sous-corticales.

La conclusion que l'on peut tirer de toutes ces études est qu'il existe des structures situées dans le diencéphale et le mésencéphale qui représentent un système inhibiteur efficace et qui déclenchent la fatigue avec tous les phénomènes qui l'accompagnent.

Inhibition et activation

De nombreuses expériences réalisées sur des animaux et des humains ont montré que leur disposition générale à réagir dépend non seulement de ce système d'inhibition mais aussi essentiellement d'un système fonctionnant de manière antagoniste, appelé système d'activation ascendant réticulaire. Nous savons par expériences que la formation réticulaire contient des structures qui contrôlent le degré d'éveil, et par conséquent les dispositions générales à une réaction. Des liens nerveux existent entre ces structures et le cortex cérébral où s'exercent les influences activatrices sur la conscience. De plus, le système d'activation reçoit une stimulation des organes sensoriels. D'autres connexions nerveuses transmettent des impulsions du cortex cérébral - la zone de perception et de pensée - au système d'activation. Sur la base de ces concepts neurophysiologiques, on peut établir que des stimuli externes, ainsi que des influences provenant des aires de la conscience, peuvent, en passant par le système activateur, stimuler une disposition à une réaction.

De plus, de nombreuses autres investigations permettent de conclure que la stimulation du système activateur se propage fréquemment aussi à partir des centres végétatifs, et amène l'organisme à s'orienter vers la dépense d'énergie, vers le travail, la lutte, la fuite, etc. (conversion ergotrope de les organes internes). A l'inverse, il apparaît que la stimulation du système inhibiteur au sein de la sphère du système nerveux végétatif fait tendre l'organisme vers le repos, reconstitution de ses réserves d'énergie, phénomènes d'assimilation (conversion trophotrope).

Par synthèse de toutes ces découvertes neurophysiologiques, on peut établir la conception suivante de la fatigue : l'état et la sensation de fatigue sont conditionnés par la réaction fonctionnelle de la conscience dans le cortex cérébral, qui est, à son tour, régi par deux systèmes mutuellement antagonistes : le système d'inhibition et le système d'activation. Ainsi, la disposition de l'homme au travail dépend à chaque instant du degré d'activation des deux systèmes : si le système inhibiteur est dominant, l'organisme sera en état de fatigue ; lorsque le système d'activation est dominant, il présentera une disposition accrue au travail.

Cette conception psychophysiologique de la fatigue permet de comprendre certains de ses symptômes parfois difficiles à expliquer. Ainsi, par exemple, une sensation de fatigue peut disparaître brutalement lorsqu'un événement extérieur inattendu survient ou lorsque la tension émotionnelle se développe. Il est clair dans ces deux cas que le système activateur a été stimulé. A l'inverse, si l'environnement est monotone ou que le travail semble ennuyeux, le fonctionnement du système activateur est diminué et le système inhibiteur devient dominant. Ceci explique pourquoi la fatigue apparaît dans une situation monotone sans que l'organisme ne soit soumis à une quelconque charge de travail.

La figure 2 décrit schématiquement la notion de systèmes mutuellement antagonistes d'inhibition et d'activation.

Figure 2. Présentation schématique du contrôle de la disposition au travail au moyen de systèmes d'inhibition et d'activation

Fatigue clinique

Il est de notoriété publique qu'une fatigue prononcée survenant jour après jour produira progressivement un état de fatigue chronique. La sensation de fatigue s'intensifie alors et survient non seulement le soir après le travail mais déjà dans la journée, parfois même avant le début du travail. Un sentiment de malaise, souvent de nature émotive, accompagne cet état. Les symptômes suivants sont souvent observés chez les personnes souffrant de fatigue : émotivité psychique accrue (comportement antisocial, incompatibilité), tendance à la dépression (anxiété non motivée) et manque d'énergie avec perte d'initiative. Ces effets psychiques s'accompagnent souvent d'un malaise non spécifique et se manifestent par des symptômes psychosomatiques : maux de tête, vertiges, troubles fonctionnels cardiaques et respiratoires, perte d'appétit, troubles digestifs, insomnie, etc.

Compte tenu de la tendance aux symptômes morbides qui accompagnent la fatigue chronique, on peut à juste titre parler de fatigue clinique. Il y a une tendance à l'augmentation de l'absentéisme, et en particulier à plus d'absences pour de courtes périodes. Cela semble être causé à la fois par le besoin de repos et par une morbidité accrue. L'état de fatigue chronique survient particulièrement chez les personnes exposées à des conflits ou difficultés psychiques. Il est parfois très difficile de distinguer les causes externes et internes. En fait, il est presque impossible de distinguer la cause et l'effet de la fatigue clinique : une attitude négative envers le travail, les supérieurs ou le lieu de travail peut tout aussi bien être la cause de la fatigue clinique que le résultat.

Des recherches ont montré que les standardistes et le personnel d'encadrement employés dans les services de télécommunications présentaient une augmentation significative des symptômes physiologiques de fatigue après leur travail (temps de réaction visuelle, fréquence de fusion des scintillements, tests de dextérité). Les investigations médicales ont révélé que dans ces deux groupes de travailleurs, il y avait une augmentation significative des états névrotiques, de l'irritabilité, des troubles du sommeil et de la sensation chronique de lassitude, par rapport à un groupe similaire de femmes employées dans les branches techniques de la poste, du téléphone et les services télégraphiques. L'accumulation de symptômes n'était pas toujours due à une attitude négative de la part des femmes affectées à leur emploi ou à leurs conditions de travail.

Mesures préventives

Il n'y a pas de panacée contre la fatigue, mais on peut faire beaucoup pour atténuer le problème en prêtant attention aux conditions générales de travail et à l'environnement physique sur le lieu de travail. Par exemple, on peut faire beaucoup en organisant correctement les heures de travail, en prévoyant des périodes de repos adéquates et des cantines et des toilettes appropriées ; des congés payés adéquats devraient également être accordés aux travailleurs. L'étude ergonomique du lieu de travail peut également aider à réduire la fatigue en s'assurant que les sièges, les tables et les établis sont de dimensions appropriées et que le flux de travail est correctement organisé. De plus, le contrôle du bruit, la climatisation, le chauffage, la ventilation et l'éclairage peuvent tous avoir un effet bénéfique sur le retardement de l'apparition de la fatigue chez les travailleurs.

La monotonie et la tension peuvent également être atténuées par une utilisation contrôlée de la couleur et de la décoration dans l'environnement, des intervalles de musique et parfois des pauses pour des exercices physiques pour les travailleurs sédentaires. La formation des travailleurs et en particulier du personnel d'encadrement et de direction joue également un rôle important.

Retour

La fatigue et la récupération sont des processus périodiques dans tout organisme vivant. La fatigue peut être décrite comme un état qui se caractérise par une sensation de fatigue associée à une réduction ou une variation non désirée de la performance de l'activité (Rohmert 1973).

Toutes les fonctions de l'organisme humain ne se fatiguent pas à cause de l'utilisation. Même en dormant, par exemple, nous respirons et notre cœur bat sans arrêt. De toute évidence, les fonctions de base de la respiration et de l'activité cardiaque sont possibles tout au long de la vie sans fatigue et sans pauses pour la récupération.

Par contre, on constate après un gros travail assez prolongé qu'il y a une réduction de capacité - ce que l'on appelle sensation de fatigue. Cela ne s'applique pas à la seule activité musculaire. Les organes sensoriels ou les centres nerveux se fatiguent également. C'est pourtant le but de chaque cellule d'équilibrer la capacité perdue par son activité, un processus que nous appelons récupération.

Stress, effort, fatigue et récupération

Les concepts de fatigue et de récupération au travail humain sont étroitement liés aux concepts ergonomiques de stress et d'effort (Rohmert 1984) (figure 1).

Figure 1. Stress, déformation et fatigue

Le stress désigne la somme de tous les paramètres de travail dans le système de travail qui influencent les personnes au travail, qui sont perçus ou ressentis principalement par le système récepteur ou qui sollicitent le système effecteur. Les paramètres de stress résultent de la tâche de travail (travail musculaire, travail non musculaire - dimensions et facteurs liés à la tâche) et des conditions physiques, chimiques et sociales dans lesquelles le travail doit être effectué (bruit, climat, éclairement, vibrations , travail posté, etc.—dimensions et facteurs liés à la situation).

L'intensité/difficulté, la durée et la composition (c'est-à-dire la répartition simultanée et successive de ces demandes spécifiques) des facteurs de stress se traduisent par un stress combiné, qu'exercent tous les effets exogènes d'un système de travail sur le travailleur. Ce stress combiné peut être géré activement ou supporté passivement, en fonction notamment du comportement de la personne qui travaille. Le cas actif impliquera des activités orientées vers l'efficacité du système de travail, tandis que le cas passif induira des réactions (volontaires ou involontaires), qui visent principalement à minimiser le stress. La relation entre le stress et l'activité est influencée de manière décisive par les caractéristiques individuelles et les besoins de la personne qui travaille. Les principaux facteurs d'influence sont ceux qui déterminent la performance et sont liés à la motivation et à la concentration et ceux liés à la disposition, que l'on peut appeler capacités et compétences.

Les contraintes liées au comportement, qui se manifestent dans certaines activités, provoquent des contraintes individuellement différentes. Les souches peuvent être indiquées par la réaction d'indicateurs physiologiques ou biochimiques (par exemple, l'augmentation de la fréquence cardiaque) ou elles peuvent être perçues. Ainsi, les souches sont sensibles à la "mise à l'échelle psycho-physique", qui estime la souche telle qu'elle est ressentie par la personne qui travaille. Dans une approche comportementale, l'existence d'une contrainte peut également être déduite d'une analyse d'activité. L'intensité avec laquelle les indicateurs de stress (physiologiques-biochimiques, comportementaux ou psycho-physiques) réagissent dépend de l'intensité, de la durée et de la combinaison des facteurs de stress ainsi que des caractéristiques individuelles, des capacités, des compétences et des besoins de la personne qui travaille.

Malgré des contraintes constantes, les indicateurs issus des domaines d'activité, de performance et de pénibilité peuvent varier dans le temps (effet temporel). De telles variations temporelles doivent être interprétées comme des processus d'adaptation des systèmes organiques. Les effets positifs entraînent une réduction de la tension/amélioration de l'activité ou de la performance (par exemple, grâce à l'entraînement). Dans le cas négatif, cependant, ils entraîneront une augmentation de l'effort/une réduction de l'activité ou des performances (par exemple, fatigue, monotonie).

Les effets positifs peuvent entrer en action si les capacités et les compétences disponibles sont améliorées dans le processus de travail lui-même, par exemple, lorsque le seuil de stimulation de l'entraînement est légèrement dépassé. Les effets négatifs sont susceptibles d'apparaître si les soi-disant limites d'endurance (Rohmert 1984) sont dépassées au cours du processus de travail. Cette fatigue entraîne une diminution des fonctions physiologiques et psychologiques, qui peut être compensée par la récupération.

Pour restaurer les performances d'origine, des indemnités de repos ou au moins des périodes avec moins de stress sont nécessaires (Luczak 1993).

Lorsque le processus d'adaptation est porté au-delà de seuils définis, le système organique employé peut être endommagé au point de provoquer une déficience partielle ou totale de ses fonctions. Une réduction irréversible des fonctions peut apparaître lorsque le stress est beaucoup trop élevé (dommage aigu) ou lorsque la récupération est impossible pendant une durée plus longue (dommage chronique). Un exemple typique de tels dommages est la perte auditive induite par le bruit.

Modèles de fatigue

La fatigue peut être multiforme, selon la forme et la combinaison de la contrainte, et une définition générale de celle-ci n'est pas encore possible. Les suites biologiques de la fatigue ne sont en général pas mesurables de manière directe, de sorte que les définitions sont principalement orientées vers les symptômes de la fatigue. Ces symptômes de fatigue peuvent être divisés, par exemple, dans les trois catégories suivantes.

1. Symptômes physiologiques: la fatigue est interprétée comme une diminution des fonctions des organes ou de tout l'organisme. Il en résulte des réactions physiologiques, par exemple une augmentation de la fréquence cardiaque ou de l'activité musculaire électrique (Laurig 1970).
2. Symptômes comportementaux: la fatigue est interprétée principalement comme une diminution des paramètres de performance. Les exemples sont des erreurs croissantes lors de la résolution de certaines tâches, ou une variabilité croissante des performances.
3. Symptômes psycho-physiques: la fatigue est interprétée comme une augmentation de la sensation d'effort et une détérioration de la sensation, en fonction de l'intensité, de la durée et de la composition des facteurs de stress.

Dans le processus de fatigue, ces trois symptômes peuvent jouer un rôle, mais ils peuvent apparaître à différents moments.

Les réactions physiologiques dans les systèmes organiques, en particulier ceux impliqués dans le travail, peuvent apparaître en premier. Plus tard, les sensations d'effort peuvent être affectées. Les changements de performance se manifestent généralement par une régularité décroissante du travail ou par une quantité croissante d'erreurs, bien que la moyenne des performances ne soit pas encore affectée. Au contraire, avec une motivation appropriée, la personne qui travaille peut même essayer de maintenir ses performances grâce à sa volonté. La prochaine étape peut être une nette réduction des performances se terminant par une dégradation des performances. Les symptômes physiologiques peuvent conduire à une dégradation de l'organisme, y compris des modifications de la structure de la personnalité et à l'épuisement. Le processus de fatigue est expliqué dans la théorie des déstabilisations successives (Luczak 1983).

La tendance principale de la fatigue et de la récupération est illustrée à la figure 2.

Figure 2. Tendance principale de la fatigue et de la récupération

Pronostic de la fatigue et de la récupération

Dans le domaine de l'ergonomie, il existe un intérêt particulier à prédire la fatigue en fonction de l'intensité, de la durée et de la composition des facteurs de stress et à déterminer le temps de récupération nécessaire. Le tableau 1 montre ces différents niveaux d'activité et périodes de réflexion ainsi que les raisons possibles de la fatigue et les différentes possibilités de récupération.

Tableau 1. Fatigue et récupération en fonction des niveaux d'activité

Dans l'analyse ergonomique du stress et de la fatigue pour déterminer le temps de récupération nécessaire, la prise en compte de la durée d'une journée de travail est la plus importante. Les méthodes de telles analyses commencent par la détermination des différents facteurs de stress en fonction du temps (Laurig 1992) (figure 3).

Figure 3. Stress en fonction du temps

Les facteurs de stress sont déterminés à partir du contenu spécifique du travail et des conditions de travail. Le contenu du travail pourrait être la production de force (par exemple, lors de la manipulation de charges), la coordination des fonctions motrices et sensorielles (par exemple, lors de l'assemblage ou de l'utilisation d'une grue), la conversion d'informations en réaction (par exemple, lors du contrôle), les transformations pour produire des informations (par exemple, lors de la programmation, de la traduction) et la production d'informations (par exemple, lors de la conception, de la résolution de problèmes). Les conditions de travail comprennent des aspects physiques (par exemple, bruit, vibrations, chaleur), chimiques (agents chimiques) et sociaux (par exemple, collègues, travail posté).

Dans le cas le plus simple, il y aura un seul facteur de stress important tandis que les autres peuvent être négligés. Dans ces cas, notamment lorsque les facteurs de stress résultent d'un travail musculaire, il est souvent possible de calculer les indemnités de repos nécessaires, car les notions de base sont connues.

Par exemple, l'allocation de repos suffisante dans le travail musculaire statique dépend de la force et de la durée de la contraction musculaire comme dans une fonction exponentielle liée par multiplication selon la formule :

avec

RA = Allocation de repos en pourcentage de t

t = durée de contraction (période de travail) en minutes

T = durée maximale possible de contraction en minutes

f = la force nécessaire pour la force statique et

F = force maximale.

Le lien entre la force, le temps de maintien et les allocations de repos est illustré à la figure 4.

Figure 4. Allocations de repos en pourcentage pour diverses combinaisons de forces de maintien et de temps

Des lois similaires existent pour un travail musculaire dynamique lourd (Rohmert 1962), un travail musculaire léger actif (Laurig 1974) ou différents travaux musculaires industriels (Schmidtke 1971). Plus rarement, vous trouverez des lois comparables pour le travail non physique, par exemple pour l'informatique (Schmidtke 1965). Laurig (1981) et Luczak (1982) donnent un aperçu des méthodes existantes de détermination des indemnités de repos pour les travaux musculaires et non musculaires principalement isolés.

Plus difficile est la situation où il existe une combinaison de différents facteurs de stress, comme le montre la figure 5, qui affectent simultanément la personne active (Laurig 1992).

Figure 5. La combinaison de deux facteurs de stress    

La combinaison de deux facteurs de stress, par exemple, peut conduire à des réactions de déformation différentes selon les lois de combinaison. L'effet combiné de différents facteurs de stress peut être indifférent, compensatoire ou cumulatif.

Dans le cas de lois de combinaison indifférentes, les différents facteurs de stress ont un effet sur différents sous-systèmes de l'organisme. Chacun de ces sous-systèmes peut compenser la contrainte sans que la contrainte soit introduite dans un sous-système commun. La déformation globale dépend du facteur de contrainte le plus élevé, et donc les lois de superposition ne sont pas nécessaires.

Un effet compensatoire est donné lorsque la combinaison de différents facteurs de stress conduit à une déformation inférieure à celle de chaque facteur de stress seul. La combinaison du travail musculaire et des basses températures peut réduire l'effort global, car les basses températures permettent au corps de perdre la chaleur produite par le travail musculaire.

Un effet cumulatif se produit si plusieurs facteurs de stress se superposent, c'est-à-dire qu'ils doivent passer par un « goulot d'étranglement » physiologique. Un exemple est la combinaison du travail musculaire et du stress thermique. Les deux facteurs de stress affectent le système circulatoire en tant que goulot d'étranglement commun avec une contrainte cumulative résultante.

Les effets de combinaison possibles entre le travail musculaire et les conditions physiques sont décrits dans Bruder (1993) (voir tableau 2).

Tableau 2. Règles de combinaison des effets de deux facteurs de stress sur la déformation

0 effet indifférent ; + effet cumulatif ; – effet compensateur.

Source : Adapté de Bruder 1993.

Pour le cas de la combinaison de plus de deux facteurs de stress, qui est la situation normale en pratique, seules des connaissances scientifiques limitées sont disponibles. Il en va de même pour la combinaison successive de facteurs de stress (c'est-à-dire l'effet de contrainte de différents facteurs de stress qui affectent successivement le travailleur). Dans de tels cas, en pratique, le temps de récupération nécessaire est déterminé en mesurant des paramètres physiologiques ou psychologiques et en les utilisant comme valeurs d'intégration.

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