DOSSIER

Arrivés très récemment sur le marché, les exosquelettes et les robots collaboratifs font partie des nouvelles technologies censées apporter une assistance physique aux opérateurs. Intégrés à une démarche de prévention globale des risques professionnels, ils peuvent notamment contribuer à la prévention de troubles musculosquelettiques. En revanche, ils sont susceptibles d’introduire de nouveaux risques et leur mise en place doit avoir été réfléchie dans sa globalité.

Démonstration d’exosquelette à l’INRS : beaucoup sont à l’étude, car on connaît encore peu les effets de leur utilisation sur l’ensemble du corps.

Démonstration d’exosquelette à l’INRS : beaucoup sont à l’étude, car on connaît encore peu les effets de leur utilisation sur l’ensemble du corps.

Exosquelette, cobot, robot collaboratif… Sous ces dénominatifs parfois un peu barbares, se cache une technologie de plus en plus présente dans le monde du travail : les dispositifs d’assistance physique. Qu’ils soient à contention ou sans, ces systèmes sont destinés à aider physiquement des opérateurs dans l’accomplissement de tâches parfois simples en apparence, mais éprouvantes. Objectif : prévenir l’apparition des troubles musculosquelettiques (TMS) et la pénibilité en limitant la charge physique ou la répétitivité, ou encore prendre en compte le vieillissement au travail ou un handicap et favoriser le maintien dans l’emploi…

Ces dispositifs ont fait récemment leur apparition surtout dans l’industrie, mais également dans d’autres secteurs d’activité. Pour autant, leur arrivée suscite certaines craintes, notamment la suppression de la main-d’œuvre ou l’augmentation de la productivité de l’entreprise au détriment de la santé des salariés. « Un dispositif d’assistance physique n’est pas destiné à remplacer l’opérateur mais à le seconder, dans une ou plusieurs tâches », précise Jean-Jacques Atain-Kouadio, expert d’assistance à l’INRS. L’apparition de risques induits peut également être redoutée si la mise en place de cette technologie n’a pas été pensée dans sa globalité.

« Loin d’être une solution clé en main, le recours à ces aides doit s’intégrer dans une véritable démarche de prévention, avertit l’expert. Les TMS sont multifactoriels et ces dispositifs ne prennent en compte que la dimension biomécanique de ces troubles. » Les exosquelettes, par exemple, terme qui désigne des systèmes mécaniques ou textiles à contention, peuvent être une solution efficace pour limiter localement les contraintes musculaires. Toutefois, on connaît encore peu les effets de leur utilisation sur les autres parties du corps et les conséquences à long terme des modifications posturales ou gestuelles qu’ils entraînent. Leurs poids et les transformations qu’ils engendrent au niveau des mouvements peuvent bouleverser l’équilibre global des opérateurs qui les portent. « Les effets de leur introduction à un poste doivent être évalués et suivis dans le temps. Les entreprises sont encore dans l’expérimentation avec ces dispositifs », remarque Jean-Jacques Atain-Kouadio. Si la prudence est de mise en France, certains grands groupes semblent avoir déjà franchi le pas et mis en place des exosquelettes sur leurs autres sites européens.

Plus accessibles et plus flexibles

L’analyse du besoin d’assistance physique en fonction des postes de travail est fondamentale, tout comme l’implication des salariés concernés par le projet. Une méthode de conduite de projet adoptée par la SNCF, qui travaille actuellement sur l’élaboration d’un exosquelette destiné aux opérateurs de maintenance (lire l’encadré ci-dessous). « Il nous a semblé primordial d’associer, dès le début du projet de développement d’un exosquelette, les organisations syndicales, les opérateurs qui ont une bonne connaissance du travail réel et les acteurs de la santé au travail (CHSCT, services de santé au travail), souligne Yonnel Giovanelli, responsable du pôle ergonomie & facteurs organisationnels et humains à la Direction du matériel SNCF Mobilités et chef du projet exosquelette. Cela permet de se poser les bonnes questions. En particulier : quels sont nos besoins en assistance physique, pour quelles activités ? Puis, quels impacts cela aura-t-il sur le travail et son organisation ? »

REPÈRES

Exosquelette :
Système mécanique ou textile à contention revêtu par l’opérateur et visant à lui apporter une assistance physique dans l’exécution d’une tâche, par une compensation de ses efforts et/ou une augmentation de ses capacités motrices (augmentation de la force, assistance des mouvements, etc.). Il peut être robotisé ou non.
Robot collaboratif :
Robot conçu pour travailler en interaction ponctuelle ou permanente avec un opérateur dans une zone commune.

En savoir plus : dossier web « nouvelles technologies d’assistance physique »

En matière de robots collaboratifs, les petits modèles, capables d’interagir avec les salariés ou de partager le même espace de travail, ont fait leur apparition sur le marché vers 2010. Leur coût (à partir de quelques milliers d’euros) et leur facilité de programmation, les ont rendus accessibles à la fois aux grandes et aux petites entreprises. Ils permettent notamment d’automatiser des tâches simples, à faible valeur ajoutée ou pénibles, aux côtés d’un salarié qui exécute des opérations exigeant une expertise humaine. Comparés aux robots industriels conventionnels, les robots collaboratifs (ou cobots) sont plus flexibles et plus adaptés aux petites séries et attirent des secteurs jusqu’ici peu automatisés, comme l’aéronautique (lire l’encadré page suivante).

INTERVIEW

Yonnel Giovanelli, responsable du pôle ergonomie & facteurs organisationnels et humains à la Direction du matériel SNCF Mobilités

« La Direction du matériel a lancé un projet d’expérimentation sur les exosquelettes en 2015, afin de déterminer si nous pouvions améliorer les conditions de travail des opérateurs de la maintenance du matériel roulant ferroviaire. Certains postes sont très difficiles, nécessitant parfois de porter des charges lourdes, bras en l’air. Les tâches sont variées, changent fréquemment. D’où notre idée de départ de partir sur un exosquelette de type modulaire permettant l’intégration de différents outils de travail et pouvant être enfilé et réglé en toute autonomie. De plus, autre exigence, nous le souhaitions léger et adaptable à différentes morphologies. Aujourd’hui, nous sommes en train d’en concevoir une maquette afin d’en vérifier les fonctionnalités, puis nous ferons fabriquer un prototype qui sera testé par les opérateurs en 2018. Nous avons beaucoup communiqué tout au long de ce projet, ce qui explique sans doute l’empressement des opérateurs à le tester. »

Contrairement aux robots industriels conventionnels, généralement isolés des salariés par des protections physiques, les robots collaboratifs sont conçus pour partager leur espace de travail avec des salariés. De ce fait, ils peuvent entrer en contact avec eux. Ce principe de base apporte un véritable bouleversement en termes de sécurité. Le risque mécanique lié notamment au risque de collision avec l’opérateur en est largement augmenté.

Une norme et un guide

Dans une configuration de recours à des cobots, deux cas de figure sont possibles : l’opérateur et le robot travaillent dans le même espace et coopèrent à une même tâche ou bien ils coexistent en partageant l’espace, mais travaillent sur des tâches indépendantes. « Les risques et les exigences de sécurité sont différents quand il y a coexistence et quand il y a coopération, notamment parce que l’attention portée par le salarié au robot n’est pas la même », souligne Adel Sghaier, responsable d’études en robotique à l’INRS. En 2011, la norme ISO 10218-1 qui régit les robots et les systèmes robotiques industriels a été publiée. Elle spécifie les exigences, les recommandations, les mesures de protection et les informations pour la prévention des risques associés à l’utilisation des robots en général. Elle établit plusieurs modes de fonctionnement collaboratif (lire l’encadré « Robots collaboratifs : un fonctionnement réglementé »).

Depuis 2016, il existe également une spécification technique pour les robots collaboratifs, précisant certains points de cette norme. Elle établit notamment des limites de puissance et de vitesse du robot en fonction de la partie du corps de l’opérateur avec laquelle elle pourrait rentrer accidentellement en contact. Un guide de recommandations sur la manière d’utiliser les référentiels existants lors de la mise en œuvre de robots collaboratifs vient d’être publié par le ministère du Travail .

L’arrivée d’exosquelettes ou de robots collaboratifs modifie quoi qu’il en soit le contenu du travail de l’opérateur. Même s’ils peuvent sembler simplistes dans leur forme il peut s’agir juste d’un bras articulé ou d’un caisson sur roulettes autonome…, ils sont susceptibles d’avoir une véritable incidence sur l’expertise, l’autonomie, et le regard que le salarié porte sur son travail. Ils peuvent aussi entraîner une surcharge mentale en cas d’accélération des cadences ou de modifications gestuelles importantes. La survenue d’un sentiment de déshumanisation est également possible. Enfin, ces technologies impactent l’organisation du travail autour du poste qu’elles assistent et pourraient être génératrices de  risques psychosociaux (RPS).

INTERVIEW

Jean-François Thibault, pilote du programme d’ergonomie et de robotique collaborative de Safran

« Lancé en 2013, le programme de robotique collaborative de Safran inclut une quinzaine de projets de robotique collaborative, tous sur des sites français. Il implique l’ensemble des partenaires concernés (salariés, CHSCT, etc.). Il se focalise principalement sur des postes pénibles pour lesquels nous n’avions pas trouvé de solutions simples pour diminuer le risque de TMS. Notre expérience a montré que, comme tous les outils, le robot doit être parfaitement adapté à la situation de travail, sinon l’opérateur l’abandonne. Un salarié s’est par exemple tordu une cheville en voulant « forcer » la butée virtuelle de notre premier prototype de robot. Cela a soulevé des problèmes de conception du robot et de formation de l’opérateur à son usage : la collaboration homme-robot, cela se construit ! C’est pourquoi nous avons renforcé en 2014 notre programme par une recherche appliquée, avec un roboticien, un cogniticien et moi-même en tant qu’ergonome, afin d’établir une méthodologie d’introduction de ces technologies dans notre groupe. »

Une approche globale et pluridisciplinaire est nécessaire afin de ne pas créer de nouveaux risques. Dans certains secteurs, par exemple le BTP ou ceux du domaine agricole, un projet d’exosquelette peut s’avérer d’autant plus complexe que l’environnement des salariés est variable et difficilement contrôlable. « Aucun robot n’est intrinsèquement sûr : une analyse de risques est nécessaire à chaque poste et situation de travail où il est utilisé », souligne Adel Sghaier.

ROBOTS COLLABORATIFS : UN FONCTIONNEMENT REGLEMENTE

La norme ISO 10218-1 définit quatre modes de fonctionnement collaboratif.
● L’arrêt nominal de sécurité contrôlé : le robot s’arrête à l’approche d’un opérateur.
● Le guidage manuel : ce mode nécessite un contact continu entre le robot et l’opérateur. Il permet à ce dernier de guider facilement le robot ou au robot d’apporter une assistance physique à l’opérateur.
● La vitesse et la distance de séparation contrôlées : le robot se déplace pour éviter l’opérateur.
● Limitation de la puissance et de la force du robot afin que le contact soit sans danger. Ces quatre modes peuvent être combinés entre eux, et leur choix se fera en fonction des résultats de l’analyse de risques. Il faut donc utiliser les modes de fonctionnement adaptés aux situations de travail. « L’arrêt au contact ne couvre que le risque de collision par exemple, mais pas celui de coupures et de brûlures liés à un couteau ou à une torche que le robot collaboratif manipulerait pour effectuer sa tâche », précise Adel Sghaier.

Katia Delaval

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