Simulation en ergonomie : facteur d'innovation dans la conception de produits : application à la conception de systèmes de travail

Simulation in ergonomics : innovator factor for the products design. Application to the work systems design

• Auteur / Autrice : Liliana Cristina Chitescu
• Direction : Claudine Guidat, Jean-Claude Sagot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des systèmes industriels
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL

Mots clés

Mots clés contrôlés

Santé et hygiène

Innovation

Travail industriel

Mots clés libres

Conception de produits

Ingénierie concurrente

Innovation

Ergonomie

Simulation numérique

Mannequin numérique

Maquettes numériques

Réalité virtuelle

Outils XAO

Système de travail

Activités gestuelles et posturales

Troubles musculo-squelettiques (TMS)

Résumé

Positionnée dans le domaine du Génie des Systèmes Industriels, notre recherche s’intéresse à l’intégration du facteur humain dans le processus de conception de produits et des systèmes de travail associés. A l’appui des connaissances, des méthodes et des outils spécifiques issues des disciplines Sciences pour l’Ingénieur et Sciences Humaines et Sociales, notre travail propose ainsi une méthodologie de conception centrée sur l’Homme favorisant l'articulation "Ergonomie – Conception", dès le début et tout au long du processus. Au cœur de cette méthodologie se situe une méthode de simulation numérique des Activités Gestuelles et Posturales Humaines à l’aide des mannequins numériques, véritables modèles 3D de l’Humain. Ainsi, à travers cette méthode et par le biais de l’outil associé, MANERCOS – Module d’ANalyse pour l’ERgonomie et la COnception des Systèmes, nous proposons une nouvelle manière de concevoir ou re-concevoir de produits/systèmes de travail qui favorise l’innovation par une meilleure prise en compte des caractéristiques de l’Humain : anthropométriques, biomécaniques,… Par une application à la conception de systèmes de travail, nous montrons en particulier comment la méthodologie proposée permet de dépister et d’évaluer certains facteurs de risques de Troubles Musculo-Squelettiques (TMS), dus notamment au travail, à la conception des outils, des postes de travail, etc. , et de contribuer ainsi à la prévention de ces maladies professionnelles en constante augmentation depuis plusieurs années. Plus précisément, la démarche proposée est à même de définir, tester, évaluer et valider, avec l'ensemble des acteurs métiers du processus de conception, des maquettes numériques de futurs systèmes de travail afin de pouvoir mieux les adapter aux futurs opérateurs, en termes de santé, sécurité, confort et efficacité au travail. Nous révélons ainsi les capacités et la richesse de l’outil MANERCOS, mais également la manière dont il doit évoluer pour encore mieux favoriser la coopération "ergonome – concepteur " au sein de la conception. En particulier, les nouvelles fonctionnalités apportées à ce mannequin numérique, couplées à une centrale de mesure de mouvements et d'efforts (Centrale CAPTIV) et en perspective à une plate-forme de réalité virtuelle vont permettre, par la prise en compte des Activités Gestuelles et Posturales, une meilleure évaluation et prédiction des risques d’apparition de Troubles Musculo-Squelettiques (TMS)

This research is positioned in the Industrial Engineering field and it is dealing with the human factor integration in the design process of products and associated work systems. Using the knowledge, methods and specific tools of two disciplines (Engineering Science and Social and Human Science), the research proposes a human-centered design methodology that is allowing a better “Ergonomics Analyse – Products Design” articulation, from the very beginning to last stage of process. At the heart of this methodology there is a numerical simulation method of Gestural and Posturales Activities of Human that is possible with the support of the numerical mannequins which are the 3D human models. So, this method and the MANERCOS associated tool permit us to propose a new way to design and re-design the products/work systems which allows the innovation by a better consideration of the human characteristics: anthropometrical, biomechanical etc… By the application to the work systems design, we show particularly how the proposed methodology allows to detect and to estimate some of the risk factors of Work Related Musculoskeletal Disorders (WRMD) resulting from the working conditions, the tools and workplaces design etc. , and how to contribute in this case to the prevention of the professional diseases in constant increase for several years. More specific, the proposed methodology bring together all the actors of design process to define, to test, to estimate and to validate the numerical mock-ups of future work systems, adapted to the future operators, in terms of health, safety, comfort and efficiency at work. So we reveal capacities and the effectiveness of the MANERCOS tool, but we also show the way to evolve it in order to make better the "ergonomist - designer" cooperation within the design process. Particularly, the new features brought to this numerical mannequin, coupled at a measure tool of movements and efforts (CAPTIV tool) and associated in prospect at a virtual reality platform, will permit a better evaluation and prediction of the risks of Work Related Musculoskeletal Disorders (WRMD), by taking into account the Gestural and Posturales Activities