Exposition professionnelle

Les vibrations mécaniques provenant de processus ou d'outils motorisés et pénétrant dans le corps au niveau des doigts ou de la paume des mains sont appelées vibration transmise à la main. Les synonymes fréquents des vibrations transmises par la main sont les vibrations main-bras et les vibrations locales ou segmentaires. Les procédés et outils motorisés qui exposent les mains des opérateurs à des vibrations sont répandus dans plusieurs activités industrielles. L'exposition professionnelle aux vibrations transmises par la main découle des outils électriques portatifs utilisés dans la fabrication (par exemple, les outils de travail des métaux à percussion, les meuleuses et autres outils rotatifs, les clés à chocs), les carrières, l'exploitation minière et la construction (par exemple, les perceuses à roche, les perceuses à pierre). marteaux-piqueurs, vibrocompacteurs), l'agriculture et la foresterie (par exemple, les scies à chaîne, les débroussailleuses, les écorceuses) et les services publics (par exemple, les brise-routes et les brise-béton, les marteaux perforateurs, les meuleuses à main). L'exposition aux vibrations transmises à la main peut également se produire à partir de pièces vibrantes tenues dans les mains de l'opérateur comme dans le meulage de socle, et à partir de commandes de vibration portatives comme dans le fonctionnement de tondeuses à gazon ou dans le contrôle de compacteurs routiers vibrants. Il a été signalé que le nombre de personnes exposées aux vibrations transmises par la main au travail dépasse 150,000 0.5 aux Pays-Bas, 1.45 million en Grande-Bretagne et 1.7 million aux États-Unis. Une exposition excessive aux vibrations transmises par la main peut provoquer des troubles des vaisseaux sanguins, des nerfs, des muscles, des os et des articulations des membres supérieurs. On a estimé que 3.6 à 1989 % des travailleurs des pays européens et des États-Unis sont exposés à des vibrations transmises par les mains potentiellement nocives (ISSA International Section for Research XNUMX). Le terme syndrome des vibrations main-bras (VHA) est couramment utilisé pour désigner les signes et symptômes associés à l'exposition aux vibrations transmises par la main, notamment :

• troubles vasculaires

• troubles neurologiques périphériques

• troubles osseux et articulaires

• troubles musculaires

• autres troubles (corps entier, système nerveux central).

Les activités de loisirs telles que la moto ou l'utilisation d'outils domestiques vibrants peuvent exposer occasionnellement les mains à des vibrations de forte amplitude, mais seules des expositions quotidiennes prolongées peuvent entraîner des problèmes de santé (Griffin 1990).

La relation entre l'exposition professionnelle aux vibrations transmises par la main et les effets néfastes sur la santé est loin d'être simple. Le tableau 1 énumère certains des facteurs les plus importants qui concourent à provoquer des blessures aux membres supérieurs des travailleurs exposés aux vibrations.

Tableau 1. Certains facteurs potentiellement liés à des effets nocifs lors d'expositions aux vibrations transmises à la main

Caractéristiques vibratoires

• Magnitude (rms, crête, pondérée/non pondérée)

• Fréquence (spectres, fréquences dominantes)

• Direction (axes x, y, z)

Outils ou processus

• Conception d'outils (portatifs, fixes)

• Type d'outil (percussif, rotatif, rotatif percussif)

• État

• Opération

• Matériel travaillé

Conditions d'exposition

• Durée (expositions quotidiennes, annuelles)

• Mode d'exposition (continue, intermittente, périodes de repos)

• Durée d'exposition cumulée

Conditions environnementales

• température ambiante

• Débit d'air

• Humidité

• Bruit

• Réponse dynamique du système doigt-main-bras

• Impédance mécanique

• Transmissibilité des vibrations

• Énergie absorbée

Caractéristiques individuelles

• Méthode de travail (force de préhension, force de poussée, posture main-bras, position du corps)

• Santé

• Formation

• Compétence

• Utilisation de gants

• Susceptibilité individuelle aux blessures 

Biodynamie

On peut supposer que les facteurs influençant la transmission des vibrations dans le système doigt-main-bras jouent un rôle important dans la genèse des lésions vibratoires. La transmission des vibrations dépend à la fois des caractéristiques physiques des vibrations (amplitude, fréquence, direction) et de la réponse dynamique de la main (Griffin 1990).

Transmissibilité et impédance

Les résultats expérimentaux indiquent que le comportement mécanique du membre supérieur humain est complexe, car l'impédance du système main-bras, c'est-à-dire sa résistance aux vibrations, présente des variations prononcées avec le changement d'amplitude, de fréquence et de direction des vibrations, les forces appliquées, et orientation de la main et du bras par rapport à l'axe du stimulus. L'impédance est également influencée par la constitution corporelle et les différences structurelles des différentes parties du membre supérieur (par exemple, l'impédance mécanique des doigts est bien inférieure à celle de la paume de la main). En général, des niveaux de vibration plus élevés, ainsi que des poignées plus serrées, entraînent une plus grande impédance. Cependant, le changement d'impédance s'est avéré fortement dépendant de la fréquence et de la direction du stimulus vibratoire et de diverses sources de variabilité intra- et inter-sujet. Une région de résonance pour le système doigt-main-bras dans la gamme de fréquences entre 80 et 300 Hz a été rapportée dans plusieurs études.

Les mesures de la transmission des vibrations à travers le bras humain ont montré que les vibrations à basse fréquence (> 50 Hz) sont transmises avec peu d'atténuation le long de la main et de l'avant-bras. L'atténuation au niveau du coude dépend de la posture du bras, car la transmission des vibrations tend à diminuer avec l'augmentation de l'angle de flexion au niveau de l'articulation du coude. Pour les fréquences plus élevées (> 50 Hz), la transmission des vibrations diminue progressivement avec l'augmentation de la fréquence, et au-dessus de 150 à 200 Hz, la majeure partie de l'énergie vibratoire est dissipée dans les tissus de la main et des doigts. À partir des mesures de transmissibilité, il a été déduit que, dans la région des hautes fréquences, les vibrations peuvent être responsables de dommages aux structures molles des doigts et des mains, tandis que les vibrations à basse fréquence de forte amplitude (par exemple, des outils à percussion) peuvent être associées à des blessures. au poignet, au coude et à l'épaule.

Facteurs influençant la dynamique des doigts et de la main

On peut supposer que les effets néfastes de l'exposition aux vibrations sont liés à l'énergie dissipée dans les membres supérieurs. L'absorption d'énergie dépend fortement des facteurs affectant le couplage du système doigt-main à la source de vibration. Les variations de la pression de préhension, de la force statique et de la posture modifient la réponse dynamique du doigt, de la main et du bras et, par conséquent, la quantité d'énergie transmise et absorbée. Par exemple, la pression de préhension a une influence considérable sur l'absorption d'énergie et, en général, plus la préhension est élevée, plus la force transmise au système main-bras est importante. Les données de réponse dynamique peuvent fournir des informations pertinentes pour évaluer le potentiel de blessure des vibrations de l'outil et pour aider au développement de dispositifs anti-vibrations tels que des poignées et des gants.

Effets aigus

Inconfort subjectif

Les vibrations sont détectées par divers mécanorécepteurs cutanés, situés dans les tissus (épi)dermiques et sous-cutanés de la peau lisse et nue (glabre) des doigts et des mains. Ils sont classés en deux catégories - à adaptation lente et rapide - en fonction de leurs propriétés d'adaptation et de champ réceptif. Les disques de Merkel et les terminaisons de Ruffini se trouvent dans les unités mécanoréceptives à adaptation lente, qui répondent à la pression statique et aux changements lents de pression et sont excitées à basse fréquence (<16 Hz). Les unités à adaptation rapide ont des corpuscules de Meissner et des corpuscules de Pacini, qui répondent aux changements rapides de stimulus et sont responsables de la sensation vibratoire dans la gamme de fréquences comprise entre 8 et 400 Hz. La réponse subjective aux vibrations transmises par la main a été utilisée dans plusieurs études pour obtenir des valeurs seuils, des contours de sensation équivalente et des limites désagréables ou de tolérance pour des stimuli vibratoires à différentes fréquences (Griffin 1990). Les résultats expérimentaux indiquent que la sensibilité humaine aux vibrations diminue avec l'augmentation de la fréquence pour les niveaux de vibration de confort et de gêne. Les vibrations verticales semblent causer plus d'inconfort que les vibrations dans d'autres directions. L'inconfort subjectif s'est également avéré être une fonction de la composition spectrale des vibrations et de la force de préhension exercée sur la poignée vibrante.

Interférence d'activité

Une exposition aiguë aux vibrations transmises par la main peut entraîner une augmentation temporaire des seuils vibrotactiles en raison d'une dépression de l'excitabilité des mécanorécepteurs cutanés. L'ampleur du déplacement temporaire du seuil ainsi que le temps de récupération sont influencés par plusieurs variables, telles que les caractéristiques du stimulus (fréquence, amplitude, durée), la température ainsi que l'âge du travailleur et son exposition antérieure aux vibrations. L'exposition au froid aggrave la dépression tactile induite par les vibrations, car la basse température a un effet vasoconstricteur sur la circulation digitale et diminue la température cutanée des doigts. Chez les travailleurs exposés aux vibrations qui travaillent souvent dans un environnement froid, des épisodes répétés d'altération aiguë de la sensibilité tactile peuvent entraîner une réduction permanente de la perception sensorielle et une perte de dextérité de manipulation, ce qui, à son tour, peut interférer avec l'activité de travail, augmentant le risque de blessures aiguës dues à des accidents.

Effets non vasculaires

Squelettique

Les lésions osseuses et articulaires induites par les vibrations sont un sujet controversé. Divers auteurs considèrent que les troubles osseux et articulaires chez les travailleurs utilisant des outils portatifs vibrants n'ont pas un caractère spécifique et s'apparentent à ceux dus au processus de vieillissement et au travail manuel lourd. D'autre part, certains chercheurs ont rapporté que des modifications squelettiques caractéristiques des mains, des poignets et des coudes peuvent résulter d'une exposition prolongée aux vibrations transmises par la main. Les premières investigations radiographiques avaient révélé une forte prévalence de vacuoles osseuses et de kystes dans les mains et les poignets des travailleurs exposés aux vibrations, mais des études plus récentes n'ont montré aucune augmentation significative par rapport aux groupes témoins composés de travailleurs manuels. Une prévalence excessive d'arthrose du poignet et d'arthrose et d'ostéophytose du coude a été rapportée chez les mineurs de charbon, les ouvriers de la construction de routes et les opérateurs de la métallurgie exposés à des chocs et à des vibrations à basse fréquence et de forte amplitude provenant d'outils pneumatiques à percussion. Au contraire, il existe peu de preuves d'une prévalence accrue de troubles dégénératifs osseux et articulaires dans les membres supérieurs des travailleurs exposés à des vibrations à moyenne ou haute fréquence provenant de scies à chaîne ou de meuleuses. Un effort physique intense, une préhension énergique et d'autres facteurs biomécaniques peuvent expliquer la fréquence plus élevée de blessures squelettiques chez les travailleurs utilisant des outils à percussion. Une douleur locale, un gonflement, une raideur et des déformations articulaires peuvent être associés à des signes radiologiques de dégénérescence osseuse et articulaire. Dans quelques pays (dont la France, l'Allemagne, l'Italie), les troubles ostéo-articulaires survenant chez les travailleurs utilisant des outils portatifs vibrants sont considérés comme une maladie professionnelle et les travailleurs concernés sont indemnisés.

Neurologique

Les travailleurs manipulant des outils vibrants peuvent ressentir des picotements et des engourdissements dans les doigts et les mains. Si l'exposition aux vibrations se poursuit, ces symptômes ont tendance à s'aggraver et peuvent interférer avec la capacité de travail et les activités de la vie. Les travailleurs exposés aux vibrations peuvent présenter des seuils vibratoires, thermiques et tactiles accrus lors des examens cliniques. Il a été suggéré qu'une exposition continue aux vibrations peut non seulement déprimer l'excitabilité des récepteurs cutanés, mais également induire des changements pathologiques dans les nerfs digitaux tels qu'un œdème périneural, suivi d'une fibrose et d'une perte de fibres nerveuses. Des enquêtes épidémiologiques auprès de travailleurs exposés aux vibrations montrent que la prévalence des troubles neurologiques périphériques varie de quelques pour cent à plus de 80 pour cent, et que la perte sensorielle affecte les utilisateurs d'un large éventail de types d'outils. Il semble que la neuropathie vibratoire se développe indépendamment des autres troubles induits par les vibrations. Une échelle de la composante neurologique du syndrome VHA a été proposée au Stockholm Workshop 86 (1987), consistant en trois étapes selon les symptômes et les résultats de l'examen clinique et des tests objectifs (tableau 2).

Tableau 2. Stades neurosensoriels de l'échelle de l'atelier de Stockholm pour le syndrome des vibrations main-bras

Source : Atelier de Stockholm 86 1987.

Un diagnostic différentiel minutieux est nécessaire pour distinguer la neuropathie vibratoire des neuropathies par compression, telles que le syndrome du canal carpien (CTS), un trouble dû à la compression du nerf médian lors de son passage dans un tunnel anatomique du poignet. Le SCC semble être un trouble courant dans certains groupes professionnels utilisant des outils vibrants, comme les foreurs de roche, les plaqueurs et les travailleurs forestiers. On pense que les facteurs de stress ergonomiques agissant sur la main et le poignet (mouvements répétitifs, préhension avec force, postures inconfortables), en plus des vibrations, peuvent provoquer le SCC chez les travailleurs manipulant des outils vibrants. L'électroneuromyographie mesurant les vitesses nerveuses sensorielles et motrices s'est avérée utile pour différencier le SCC des autres troubles neurologiques.

Musculaire

Les travailleurs exposés aux vibrations peuvent se plaindre de faiblesse musculaire et de douleurs dans les mains et les bras. Chez certaines personnes, la fatigue musculaire peut entraîner une invalidité. Une diminution de la force de préhension a été rapportée dans des études de suivi sur des bûcherons. Des lésions mécaniques directes ou des lésions nerveuses périphériques ont été suggérées comme facteurs étiologiques possibles des symptômes musculaires. D'autres troubles liés au travail ont été signalés chez des travailleurs exposés aux vibrations, comme des tendinites et des ténosynovites des membres supérieurs, et la maladie de Dupuytren, une maladie du tissu fascial de la paume de la main. Ces troubles semblent être liés à des facteurs de stress ergonomiques liés à un travail manuel lourd, et l'association avec les vibrations transmises par la main n'est pas concluante.

Troubles vasculaires

Phénomène de raynaud

Giovanni Loriga, un médecin italien, a signalé pour la première fois en 1911 que des tailleurs de pierre utilisant des marteaux pneumatiques sur des blocs de marbre et de pierre dans certains chantiers de Rome souffraient d'attaques de blanchiment des doigts, ressemblant à la réponse vasospastique numérique au froid ou au stress émotionnel décrite par Maurice Raynaud en 1862. Des observations similaires ont été faites par Alice Hamilton (1918) parmi des tailleurs de pierre aux États-Unis, et plus tard par plusieurs autres enquêteurs. Dans la littérature, différents synonymes ont été utilisés pour décrire les troubles vasculaires induits par les vibrations : doigt mort ou doigt blanc, phénomène de Raynaud d'origine professionnelle, maladie vasospastique traumatique et, plus récemment, doigt blanc induit par les vibrations (VWF). Cliniquement, le VWF se caractérise par des épisodes de doigts blancs ou pâles causés par la fermeture spastique des artères digitales. Les crises sont généralement déclenchées par le froid et durent de 5 à 30 à 40 minutes. Une perte complète de la sensibilité tactile peut être ressentie lors d'une attaque. Dans la phase de récupération, généralement accélérée par la chaleur ou un massage local, des rougeurs peuvent apparaître dans les doigts affectés à la suite d'une augmentation réactive du flux sanguin dans les vaisseaux cutanés. Dans les rares cas avancés, des attaques vasospastiques digitales répétées et sévères peuvent entraîner des modifications trophiques (ulcération ou gangrène) de la peau du bout des doigts. Pour expliquer le phénomène de Raynaud induit par le froid chez les travailleurs exposés aux vibrations, certains chercheurs invoquent un réflexe vasoconstricteur sympathique central exagéré causé par une exposition prolongée à des vibrations nocives, tandis que d'autres ont tendance à souligner le rôle des changements locaux induits par les vibrations dans les vaisseaux digitaux (p. épaississement de la paroi musculaire, lésions endothéliales, modifications des récepteurs fonctionnels). Une échelle de notation pour la classification du VWF a été proposée au Stockholm Workshop 86 (1987), (tableau 3). Un système numérique pour les symptômes du VWF développé par Griffin et basé sur des scores pour le blanchiment de différentes phalanges est également disponible (Griffin 1990). Plusieurs tests de laboratoire sont utilisés pour diagnostiquer objectivement le VWF. La plupart de ces tests sont basés sur la provocation au froid et la mesure de la température de la peau des doigts ou du débit sanguin et de la pression digitale avant et après le refroidissement des doigts et des mains.

Tableau 3. Échelle de l'atelier de Stockholm pour la mise en scène du phénomène de Raynaud induit par le froid dans le syndrome des vibrations main-bras

Source : Atelier de Stockholm 86 1987.

Des études épidémiologiques ont souligné que la prévalence du VWF est très large, de moins de 1 à 100 %. Le VWF s'est avéré associé à l'utilisation d'outils de travail des métaux à percussion, de meuleuses et d'autres outils rotatifs, de marteaux et de perceuses à percussion utilisés dans les excavations, de machines vibrantes utilisées dans la forêt et d'autres outils et processus motorisés. Le VWF est reconnu comme une maladie professionnelle dans de nombreux pays. Depuis 1975–80, une diminution de l'incidence de nouveaux cas de VWF a été signalée chez les travailleurs forestiers en Europe et au Japon après l'introduction de scies à chaîne anti-vibrations et de mesures administratives réduisant le temps d'utilisation de la scie. Des résultats similaires ne sont pas encore disponibles pour les outils d'autres types.

Autres troubles

Certaines études indiquent que chez les travailleurs atteints de VWF, la perte auditive est supérieure à celle attendue sur la base du vieillissement et de l'exposition au bruit due à l'utilisation d'outils vibrants. Il a été suggéré que les sujets VWF pourraient avoir un risque supplémentaire de déficience auditive en raison de la vasoconstriction sympathique réflexe induite par les vibrations des vaisseaux sanguins alimentant l'oreille interne. En plus des troubles périphériques, d'autres effets néfastes sur la santé impliquant le système endocrinien et le système nerveux central des travailleurs exposés aux vibrations ont été signalés par certaines écoles de médecine du travail russes et japonaises (Griffin 1990). Le tableau clinique, appelé « maladie des vibrations », comprend des signes et des symptômes liés à un dysfonctionnement des centres autonomes du cerveau (p. ex., fatigue persistante, maux de tête, irritabilité, troubles du sommeil, impuissance, anomalies électroencéphalographiques). Ces résultats doivent être interprétés avec prudence et des travaux de recherche épidémiologiques et cliniques soigneusement conçus sont nécessaires pour confirmer l'hypothèse d'une association entre les troubles du système nerveux central et l'exposition aux vibrations transmises par la main.

Normes

Plusieurs pays ont adopté des normes ou des lignes directrices sur l'exposition aux vibrations transmises à la main. La plupart d'entre eux sont basés sur la norme internationale 5349 (ISO 1986). Pour mesurer les vibrations transmises à la main, l'ISO 5349 recommande l'utilisation d'une courbe de pondération fréquentielle qui se rapproche de la sensibilité dépendante de la fréquence de la main aux stimuli vibratoires. L'accélération pondérée en fréquence des vibrations (a_{h, w}) est obtenu avec un filtre de pondération approprié ou par sommation de valeurs d'accélération pondérées mesurées dans des bandes d'octave ou de tiers d'octave le long d'un système de coordonnées orthogonales (x_h, y_h, z_h), (Figure 1). Dans la norme ISO 5349, l'exposition quotidienne aux vibrations est exprimée en termes d'accélération pondérée en fréquence équivalente à l'énergie pendant une période de quatre heures ((a_{h, w})_{éq (4)} en m/s² rms), selon l'équation suivante :

(a_{h, w})_{éq (4)}=(T/ 4)^½(a_{h, w})_eq(T)

De T est le temps d'exposition quotidien exprimé en heures et (a_{h, w})_eq(T) est l'accélération pondérée en fréquence en équivalent énergétique pour la durée d'exposition quotidienne T. La norme fournit des indications pour calculer (a_{h, w})_eq(T) si une journée de travail typique est caractérisée par plusieurs expositions d'intensités et de durées différentes. L'annexe A de l'ISO 5349 (qui ne fait pas partie de la norme) propose une relation dose-effet entre (a_{h, w})_{éq (4)} et VWF, qui peut être approximé par l'équation :

C=[(a_{h, w})_{éq (4)} T_F/ 95]² x 100

De C est le centile des travailleurs exposés qui devraient montrer VWF (dans la gamme de 10 à 50 %), et T_F est la durée d'exposition avant le blanchiment des doigts chez les travailleurs concernés (de 1 à 25 ans). La composante dominante à axe unique des vibrations dirigées vers la main est utilisée pour calculer (a_{h, w})_{éq (4)}, qui ne doit pas dépasser 50 m/s². Selon la relation dose-effet ISO, on peut s'attendre à ce que VWF se produise chez environ 10 % des travailleurs exposés quotidiennement à des vibrations de 3 m/s² pour dix ans.

Figure 1. Système de coordonnées basiccentrique pour la mesure des vibrations transmises à la main

Afin de minimiser le risque d'effets néfastes sur la santé induits par les vibrations, des niveaux d'action et des valeurs limites de seuil (TLV) pour l'exposition aux vibrations ont été proposés par d'autres comités ou organisations. L'American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH) a publié des TLV pour les vibrations transmises à la main mesurées selon la procédure de pondération en fréquence ISO (American Conference of Governmental Industrial Hygienists 1992) (tableau 4). Selon l'ACGIH, la proposition de TLV concerne l'exposition aux vibrations auxquelles "presque tous les travailleurs peuvent être exposés de manière répétée sans progresser au-delà de l'étape 1 du système de classification des ateliers de Stockholm pour le VWF". Plus récemment, les niveaux d'exposition aux vibrations transmises à la main ont été présentés par la Commission des Communautés européennes dans une proposition de directive pour la protection des travailleurs contre les risques dus aux agents physiques (Conseil de l'Union européenne 1994), (tableau 5 ). Dans la proposition de directive, la quantité utilisée pour l'évaluation du risque de vibrations est exprimée en termes d'accélération pondérée en fréquence en équivalent énergétique sur huit heures, A(8)=(T/ 8)^½ (a_{h, w})_eq(T), en utilisant la somme vectorielle des accélérations pondérées déterminées en coordonnées orthogonales a_somme=(a_x,h,w²+a_{o, h, w}²+a_{z, h, w}²)^½ sur le manche de l'outil vibrant ou sur la pièce à usiner. Les méthodes de mesure et d'évaluation de l'exposition aux vibrations indiquées dans la directive sont essentiellement dérivées de la norme britannique (BS) 6842 (BSI 1987a). La norme BS, cependant, ne recommande pas de limites d'exposition, mais fournit une annexe informative sur l'état des connaissances sur la relation dose-effet pour les vibrations transmises à la main. Les amplitudes d'accélération estimées pondérées en fréquence susceptibles de provoquer VWF chez 10 % des travailleurs exposés aux vibrations selon la norme BS sont rapportées dans le tableau 6.

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Tableau 4. Valeurs limites de seuil pour les vibrations transmises à la main

* 1 g = 9.81 .

Source : Selon l'American Conference of Government Industrial Hygienists 1992.

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Tableau 5. Proposition du Conseil de l'Union européenne pour une directive du Conseil sur les agents physiques : Annexe II A. Vibrations transmises à la main (1994)

* A(8) = 8 h d'accélération pondérée en fréquence équivalente en énergie.

** Information, formation, mesures techniques, surveillance sanitaire.

*** Mesures appropriées pour la protection de la santé et de la sécurité.

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Tableau 6. Amplitudes d'accélération des vibrations pondérées en fréquence ( rms) dont on peut s'attendre à ce qu'il produise un blanchissement des doigts chez 10 % des personnes exposées*

* Avec une exposition de courte durée, les ampleurs sont élevées et les troubles vasculaires peuvent ne pas être le premier symptôme indésirable à se développer.

Source : Selon la norme britannique 6842. 1987, BSI 1987a.

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Mesure et évaluation de l'exposition

Des mesures vibratoires sont réalisées pour aider au développement de nouveaux outils, pour contrôler les vibrations des outils à l'achat, pour vérifier les conditions de maintenance et pour évaluer l'exposition humaine aux vibrations sur le lieu de travail. L'équipement de mesure des vibrations se compose généralement d'un transducteur (généralement un accéléromètre), d'un dispositif d'amplification, d'un filtre (filtre passe-bande et/ou réseau de pondération en fréquence) et d'un indicateur ou enregistreur d'amplitude ou de niveau. Les mesures de vibration doivent être effectuées sur le manche de l'outil ou la pièce à usiner près de la surface de la ou des main(s) où la vibration pénètre dans le corps. Une sélection minutieuse des accéléromètres (par exemple, type, masse, sensibilité) et des méthodes appropriées de montage de l'accéléromètre sur la surface vibrante sont nécessaires pour obtenir des résultats précis. Les vibrations transmises à la main doivent être mesurées et signalées dans les directions appropriées d'un système de coordonnées orthogonales (figure 1). La mesure doit être effectuée sur une plage de fréquences d'au moins 5 à 1,500 8 Hz, et le contenu de la fréquence d'accélération des vibrations dans un ou plusieurs axes peut être présenté dans des bandes d'octave avec des fréquences centrales de 1,000 à 6.3 1,250 Hz ou dans des bandes d'un tiers d'octave avec des fréquences centrales de 5349 à 6842 2 Hz. L'accélération peut également être exprimée sous forme d'accélération pondérée en fréquence en utilisant un réseau de pondération conforme aux caractéristiques spécifiées dans la norme ISO 1989 ou BS 1990. Les mesures sur le lieu de travail montrent que différentes amplitudes de vibration et spectres de fréquence peuvent se produire sur des outils du même type ou lorsque le même outil est actionné d'une manière différente. La figure XNUMX rapporte la valeur moyenne et la plage de distribution des accélérations pondérées mesurées dans l'axe dominant des outils électriques utilisés dans la foresterie et l'industrie (ISSA International Section for Research XNUMX). Dans plusieurs normes, l'exposition aux vibrations transmises à la main est évaluée en termes d'accélération pondérée en fréquence équivalente à quatre heures ou huit heures calculée au moyen des équations ci-dessus. La méthode d'obtention de l'accélération énergétique équivalente suppose que le temps d'exposition quotidien nécessaire pour produire des effets néfastes sur la santé est inversement proportionnel au carré de l'accélération pondérée en fréquence (par exemple, si l'amplitude des vibrations est réduite de moitié, le temps d'exposition peut être augmenté d'un facteur de quatre). Cette dépendance temporelle est considérée comme raisonnable à des fins de normalisation et convient à l'instrumentation, mais il convient de noter qu'elle n'est pas entièrement étayée par des données épidémiologiques (Griffin XNUMX).

Figure 2. Valeurs moyennes et plage de distribution de l'accélération efficace pondérée en fréquence dans l'axe dominant mesurée sur le(s) manche(s) de certains outils électriques utilisés en foresterie et dans l'industrie

Prévention

La prévention des blessures ou troubles causés par les vibrations transmises à la main nécessite la mise en place de procédures administratives, techniques et médicales (ISO 1986 ; BSI 1987a). Des conseils appropriés aux fabricants et aux utilisateurs d'outils vibrants doivent également être donnés. Les mesures administratives devraient inclure des informations et une formation adéquates pour demander aux opérateurs de machines vibrantes d'adopter des pratiques de travail sûres et correctes. Étant donné qu'une exposition continue aux vibrations est censée augmenter le risque de vibrations, les horaires de travail doivent être aménagés de manière à inclure des périodes de repos. Les mesures techniques doivent inclure le choix d'outils avec les vibrations les plus faibles et avec une conception ergonomique appropriée. Conformément à la directive CE relative à la sécurité des machines (Conseil des Communautés européennes 1989), le fabricant doit rendre public si l'accélération pondérée en fréquence des vibrations transmises à la main dépasse 2.5 m/s², tel que déterminé par des codes d'essai appropriés tels qu'indiqués dans la norme internationale ISO 8662/1 et ses documents d'accompagnement pour des outils spécifiques (ISO 1988). Les conditions d'entretien de l'outil doivent être soigneusement vérifiées par des mesures périodiques des vibrations. Un dépistage médical préalable à l'embauche et des examens cliniques ultérieurs à intervalles réguliers devraient être effectués sur les travailleurs exposés aux vibrations. Les objectifs de la surveillance médicale sont d'informer le travailleur du risque potentiel lié à l'exposition aux vibrations, d'évaluer l'état de santé et de diagnostiquer précocement les troubles induits par les vibrations. Lors du premier examen de dépistage, une attention particulière doit être portée à toute affection susceptible d'être aggravée par l'exposition à des vibrations (par exemple, tendance constitutionnelle au doigt blanc, certaines formes de phénomène de Raynaud secondaire, lésions antérieures des membres supérieurs, troubles neurologiques). L'évitement ou la réduction de l'exposition aux vibrations pour le travailleur concerné doit être décidé après avoir pris en compte à la fois la gravité des symptômes et les caractéristiques de l'ensemble du processus de travail. Le travailleur doit être avisé de porter des vêtements adéquats pour garder tout le corps au chaud et d'éviter ou de minimiser le tabagisme et l'utilisation de certains médicaments qui peuvent affecter la circulation périphérique. Les gants peuvent être utiles pour protéger les doigts et les mains des traumatismes et pour les garder au chaud. Les gants dits anti-vibrations peuvent fournir une certaine isolation des composants à haute fréquence des vibrations provenant de certains outils.

Retour

Le mal des transports, ou kinétose, n'est pas un état pathologique, mais une réponse normale à certains stimuli du mouvement avec lesquels l'individu n'est pas familier et auxquels il n'est donc pas adapté ; seuls ceux qui n'ont pas d'appareil vestibulaire fonctionnel de l'oreille interne sont vraiment immunisés.

Mouvements produisant la maladie

Il existe de nombreux types de mouvements provocateurs qui induisent le syndrome du mal des transports. La plupart sont associés aux aides à la locomotion, en particulier les navires, les aéroglisseurs, les avions, les automobiles et les trains ; moins fréquemment, les éléphants et les chameaux. Les accélérations complexes générées par les divertissements forains, comme les balançoires, les manèges, les montagnes russes, etc., peuvent être très provocatrices. De plus, de nombreux astronautes/cosmonautes souffrent du mal des transports (mal des transports de l'espace) lorsqu'ils effectuent pour la première fois des mouvements de tête dans l'environnement de force anormal (apesanteur) du vol orbital. Le syndrome du mal des transports est également produit par certains stimuli visuels en mouvement, sans aucun mouvement physique de l'observateur; l'affichage extérieur du monde visuel de simulateurs à base fixe (maladie du simulateur) ou une projection sur grand écran de scènes prises à partir d'un véhicule en mouvement (maladie Cinerama ou IMAX) en sont des exemples.

Étiologie

Les caractéristiques essentielles des stimuli qui induisent le mal des transports sont qu'ils génèrent des informations discordantes à partir des systèmes sensoriels qui fournissent au cerveau des informations sur l'orientation spatiale et le mouvement du corps. La principale caractéristique de cette discorde est une inadéquation entre les signaux fournis, principalement, par les yeux et l'oreille interne, et ceux que le système nerveux central « s'attend » à recevoir et à corréler.

Plusieurs catégories d'inadéquation peuvent être identifiées. Le plus important est l'inadéquation des signaux provenant de l'appareil vestibulaire (labyrinthe) de l'oreille interne, dans lequel les canaux semi-circulaires (les récepteurs spécialisés des accélérations angulaires) et les organes otolithes (les récepteurs spécialisés des accélérations de translation) ne fournissent pas d'informations concordantes. Par exemple, lorsqu'un mouvement de tête est effectué dans une voiture ou un avion qui tourne, les canaux semi-circulaires et les otolithes sont stimulés de manière atypique et fournissent des informations erronées et incompatibles, informations sensiblement différentes de celles générées par le même mouvement de tête. dans un environnement stable de gravité 1-G. De même, les accélérations linéaires à basse fréquence (inférieures à 0.5 Hz), comme celles qui se produisent à bord d'un navire par mer agitée ou dans un avion pendant un vol dans un air turbulent, génèrent également des signaux vestibulaires contradictoires et, par conséquent, sont une cause puissante du mal des transports.

L'inadéquation des informations visuelles et vestibulaires peut également être un facteur contributif important. L'occupant d'un véhicule en mouvement qui ne peut pas voir est plus susceptible de souffrir du mal des transports que celui qui a une bonne référence visuelle externe. Le passager sous le pont ou dans une cabine d'avion détecte le mouvement du véhicule par des repères vestibulaires, mais il ou elle ne reçoit des informations visuelles que sur son mouvement relatif à l'intérieur du véhicule. L'absence d'un signal « attendu » et concordant dans une modalité sensorielle particulière est également considérée comme la caractéristique essentielle du mal des transports induit visuellement, car les signaux visuels du mouvement ne sont pas accompagnés des signaux vestibulaires que l'individu « attend » lorsqu'ils surviennent. soumis au mouvement indiqué par l'affichage visuel.

Signes et symptômes

Lors de l'exposition à un mouvement provocateur, les signes et les symptômes du mal des transports se développent dans une séquence définie, l'échelle de temps dépendant de l'intensité des stimuli de mouvement et de la susceptibilité de l'individu. Il existe cependant des différences considérables entre les individus, non seulement en termes de susceptibilité, mais également dans l'ordre dans lequel des signes et symptômes particuliers se développent, ou s'ils sont ressentis du tout. En règle générale, le premier symptôme est un malaise épigastrique ("conscience de l'estomac"); ceci est suivi de nausées, de pâleur et de transpiration, et est susceptible d'être accompagné d'une sensation de chaleur corporelle, d'une salivation accrue et d'éructations (éructations). Ces symptômes se développent généralement relativement lentement, mais avec une exposition continue au mouvement, il y a une détérioration rapide du bien-être, la nausée s'aggrave et se termine par des vomissements ou des haut-le-cœur. Les vomissements peuvent apporter un soulagement, mais cela est susceptible d'être de courte durée à moins que le mouvement ne cesse.

Il existe d'autres caractéristiques plus variables du syndrome du mal des transports. Une altération du rythme respiratoire avec des soupirs et des bâillements peut être un symptôme précoce, et une hyperventilation peut survenir, en particulier chez les personnes anxieuses quant à la cause ou à la conséquence de leur handicap. Des maux de tête, des acouphènes et des étourdissements sont signalés, tandis que chez les personnes souffrant de malaises graves, l'apathie et la dépression ne sont pas rares et peuvent être d'une telle gravité que la sécurité personnelle et la survie sont négligées. Une sensation de léthargie et de somnolence peut être dominante après l'arrêt du mouvement provocateur, et ceux-ci peuvent être les seuls symptômes dans les situations où l'adaptation à un mouvement inconnu se fait sans malaise.

Adaptation

Avec une exposition continue ou répétée à un mouvement de provocation particulier, la plupart des individus présentent une diminution de la sévérité des symptômes ; généralement après trois ou quatre jours d'exposition continue (comme à bord d'un navire ou dans un véhicule spatial), ils se sont adaptés au mouvement et peuvent exercer leurs fonctions normales sans incapacité. En termes de modèle de « désappariement », cette adaptation ou accoutumance représente l'établissement d'un nouvel ensemble d'« attentes » dans le système nerveux central. Cependant, de retour dans un environnement familier, ceux-ci ne seront plus appropriés et les symptômes du mal des transports peuvent réapparaître (mal de débarquement) jusqu'à ce que la réadaptation se produise. Les individus diffèrent considérablement dans la vitesse à laquelle ils s'adaptent, la façon dont ils conservent l'adaptation et le degré auquel ils peuvent généraliser l'adaptation protectrice d'un environnement de mouvement à un autre. Malheureusement, une petite proportion de la population (probablement environ 5%) ne s'adapte pas, ou s'adapte si lentement qu'elle continue à ressentir des symptômes tout au long de la période d'exposition au mouvement provocateur.

Incidence

L'incidence des maladies dans un environnement de mouvement particulier est régie par un certain nombre de facteurs, notamment :

• les caractéristiques physiques du mouvement (son intensité, sa fréquence et sa direction d'action)

• la durée d'exposition

• la susceptibilité intrinsèque de l'individu

• la tâche en cours

• d'autres facteurs environnementaux (p. ex. odeur).

Il n'est pas surprenant que l'apparition de la maladie varie considérablement dans différents environnements de mouvement. Par exemple : presque tous les occupants des radeaux de sauvetage par mer agitée vomiront ; 60 % des élèves membres d'équipage souffrent du mal de l'air à un moment donné pendant la formation, qui dans 15 % est suffisamment grave pour interférer avec la formation ; en revanche, moins de 0.5 % des passagers des avions de transport civils sont touchés, bien que l'incidence soit plus élevée dans les petits avions de transport aérien volant à basse altitude en air turbulent.

Des études en laboratoire et sur le terrain ont montré que pour le mouvement oscillatoire de translation verticale (appelé à juste titre pilonnement), l'oscillation à une fréquence d'environ 0.2 Hz est la plus provocante (figure 1). Pour une intensité donnée (accélération maximale) d'oscillation, l'incidence des maladies chute assez rapidement avec une augmentation de fréquence supérieure à 0.2 Hz ; le mouvement à 1 Hz est moins d'un dixième aussi provocateur que celui à 0.2 Hz. De même, pour le mouvement à des fréquences inférieures à 0.2 Hz, bien que la relation entre l'incidence et la fréquence ne soit pas bien définie en raison d'un manque de données expérimentales ; certainement, un environnement stable, à fréquence zéro, 1-G n'est pas provocateur.

Figure 1. Incidence du mal des transports en fonction de la fréquence et de l'accélération des ondes pour une exposition de 2 heures à un mouvement sinusoïdal vertical

Relations établies entre l'incidence des symptômes du mal des transports et la fréquence, l'ampleur et la durée du soulèvement (z-axis) ont conduit au développement de formules simples qui peuvent être utilisées pour prédire l'incidence lorsque les paramètres physiques du mouvement sont connus. Le concept, incorporé dans la norme britannique 6841 (BSI 1987b) et dans le projet de norme internationale ISO 2631-1, est que l'incidence des symptômes est proportionnelle à la valeur de dose du mal des transports (MSDV_z). Le MSDV_z (en m/s^1.5) est défini:

MSDV_z=(a²t)^½

De a est la valeur efficace (rms) de l'accélération pondérée en fréquence (en m/s²) déterminée par intégration linéaire sur la durée, t (en secondes), d'exposition au mouvement.

La pondération fréquentielle à appliquer à l'accélération du stimulus est un filtre ayant une fréquence centrale et des caractéristiques d'atténuation similaires à celles représentées sur la figure 1. La fonction de pondération est définie précisément dans les normes.

Le pourcentage d'une population adulte inadaptée (P) susceptibles de vomir est donnée par :

P =¹/₃ MSDV_z

De plus, le MSDV_z peut également être utilisé pour prédire le niveau de malaise. Sur une échelle de quatre points allant de zéro (je me sentais bien) à trois (je me sentais absolument épouvantable), une "cote de maladie" (I) est donné par:

I =0.02MSDV_z

Étant donné les grandes différences entre les individus dans leur susceptibilité au mal des transports, la relation entre MSDV_z et la survenue de vomissements lors d'expériences en laboratoire et lors d'essais en mer (figure 2) est acceptable. Il convient de noter que les formules ont été élaborées à partir de données acquises sur des expositions d'une durée d'environ 20 minutes à six heures avec des vomissements survenant chez jusqu'à 70 % des personnes (principalement assises) exposées à des mouvements verticaux de soulèvement.

Figure 2. Relation entre l'incidence des vomissements et la dose de stimulus (MSDV₂), calculé selon la procédure décrite dans le texte. Données d'expériences en laboratoire impliquant des oscillations verticales (x) et des essais en mer (+)

Les connaissances sur l'efficacité de l'oscillation de translation agissant dans d'autres axes corporels et autres que dans une direction verticale sont fragmentaires. Des expériences de laboratoire sur de petits groupes de sujets montrent que l'oscillation de translation dans un plan horizontal est plus provocante, d'un facteur d'environ deux, que la même intensité et fréquence d'oscillation verticale pour des sujets assis, mais est moins provocante, également par un facteur deux, lorsque le sujet est en décubitus dorsal et que le stimulus agit dans le sens longitudinal (z) axe du corps. L'application des formules et des caractéristiques de pondération incorporées dans les normes à la prédiction de l'incidence de la maladie doit donc être faite avec prudence et en tenant dûment compte des contraintes susmentionnées.

La variabilité considérable entre les individus dans leur réponse au mouvement provocateur est une caractéristique importante du mal des transports. Les différences de susceptibilité peuvent, en partie, être liées à des facteurs constitutionnels. Les nourrissons bien en dessous de l'âge d'environ deux ans sont rarement touchés, mais avec la maturation, la susceptibilité augmente rapidement pour atteindre un pic entre quatre et dix ans. Par la suite, la susceptibilité diminue progressivement de sorte que les personnes âgées sont moins susceptibles d'être touchées, mais ne sont pas immunisées. Dans tous les groupes d'âge, les femmes sont plus sensibles que les hommes, les données d'incidence suggérant un rapport d'environ 1.7:1. Certaines dimensions de la personnalité, telles que le névrosisme, l'introversion et le style perceptif, se sont également révélées corrélées, quoique faiblement, avec la susceptibilité. Le mal des transports peut aussi être une réponse conditionnée et une manifestation d'anxiété phobique.

Mesures préventives

Des procédures qui minimisent le stimulus provocateur ou augmentent la tolérance sont disponibles. Ceux-ci peuvent prévenir la maladie dans une partie de la population, mais aucun, autre que le retrait de l'environnement de mouvement, n'est efficace à 100 %. Lors de la conception d'un véhicule, il est avantageux de prêter attention aux facteurs qui augmentent la fréquence et réduisent l'amplitude des oscillations (voir figure 1) subies par les occupants pendant le fonctionnement normal. La fourniture d'un support de tête et d'un dispositif de retenue du corps pour minimiser les mouvements inutiles de la tête est avantageuse, et est en outre facilitée si l'occupant peut adopter une position inclinée ou couchée. La maladie est moindre si l'occupant peut avoir une vue sur l'horizon ; pour les personnes privées de référence visuelle externe, fermer les yeux réduit le conflit visuel/vestibulaire. L'implication dans une tâche, en particulier le contrôle du véhicule, est également utile. Ces mesures peuvent être bénéfiques dans l'immédiat, mais à plus long terme, le développement d'une adaptation protectrice est de la plus grande valeur. Ceci est réalisé par une exposition continue et répétée à l'environnement de mouvement, bien qu'il puisse être facilité par des exercices au sol dans lesquels des stimuli provocateurs sont générés en faisant des mouvements de tête tout en tournant sur une table tournante (thérapie de désensibilisation).

Il existe plusieurs médicaments qui augmentent la tolérance, bien que tous aient des effets secondaires (en particulier, la sédation), de sorte qu'ils ne doivent pas être pris par ceux qui contrôlent en premier lieu un véhicule ou lorsqu'une performance optimale est requise. Pour la prophylaxie à court terme (moins de quatre heures), 0.3 à 0.6 mg de bromhydrate d'hyoscine (scopolamine) sont recommandés ; les antihistaminiques à action plus longue sont le chlorhydrate de prométhazine (25 mg), le chlorhydrate de méclozine (50 mg), le dimenhydrinate (50 mg) et la cinnarizine (30 mg). La combinaison d'hyoscine ou de prométhazine avec 25 mg de sulfate d'éphédrine augmente l'activité prophylactique avec une certaine réduction des effets secondaires. Une prophylaxie pouvant aller jusqu'à 48 heures peut être obtenue à l'aide d'un patch de scopolamine, qui permet au médicament d'être lentement absorbé par la peau à un rythme contrôlé. Les concentrations efficaces du médicament dans le corps ne sont atteintes que six à huit heures après l'application du patch, de sorte que la nécessité de ce type de thérapie doit être anticipée.

Traitement

Les personnes souffrant du mal des transports avec vomissements doivent, lorsque cela est possible, être placées dans une position où le stimulus du mouvement est minimisé et recevoir un médicament contre le mal des transports, de préférence de la prométhazine par injection. Si les vomissements se prolongent et se répètent, un remplacement intraveineux de liquide et d'électrolytes peut être nécessaire.

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