Amélioration des conditions de travail dans les SAAD par apport d’un nouveau dispositif d’assistance physique de type exosquelette

Improvement of working conditions for homecare workers by providing a physical assistance device such as an exoskeleton

• Auteur / Autrice : Mathieu Guittienne
• Direction : Nicolas Forestier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie de la Motricité
• Date : Soutenance le 21/11/2024
• Etablissement(s) : Chambéry
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences, ingénierie, environnement (Chambéry ; 2021-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire interuniversitaire de biologie de la motricité (Saint-Etienne ; Lyon ; Chambéry ; 2016-....)
• Jury : Président / Présidente : William Bertucci
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sonia Pellissier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Emma Guillet-Descas, Guillaume Mornieux
• DOI : 10.70675/ffecd1f1z42adz420czb849zffdc0c3994e1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Électromyographie

Exosquelette

Services d'éducation spécialisée et de soins à domicile

Troubles musculo-squelettiques

Mots clés libres

Tms

Aide à domicile

Exosquelette

Electromyographie

MSDs

Home help workers

Exoskeleton

Electromyography

Résumé

Dans le secteur des SAAD, les TMS représentent plus de 95% des Maladies Professionnelles reconnues, et causent chaque année la perte d'1,3 millions de journées de travail, soit plus de 10 000 équivalents temps plein. Les conditions de réalisation de certaines tâches telles que les aides à la toilette et aux transferts imposent des contraintes physiques qui affectent principalement les régions du dos et des épaules. Face à ces contraintes, des méthodes de prévention des risques professionnels et des solutions de lutte contre les TMS peuvent être mises en place, telles que des aides techniques qui facilitent la mobilisation des bénéficiaires et des formations pour prévenir les comportements à risque. Cependant, les spécificités environnementales inhérentes aux métiers du domicile, limitent l'efficacité de ces solutions. Face à cette problématique, l'émergence des exosquelettes dans de nombreux secteurs dont celui de la santé pourrait apparaître comme une éventuelle solution. Ces dispositifs, actifs ou passifs assistent principalement les membres supérieurs et le dos, lors de mouvements à forte contrainte physique. Leurs effets bénéfiques sur l'activité musculaire et le ressenti de l'effort sont indéniables sur les zones ciblées par leur assistance. Le secteur du soin porte ainsi un intérêt grandissant pour ces dispositifs en vue de réduire la contrainte physique des actions de mobilisation de patients et bénéficiaires. Néanmoins, leur utilisation occasionne souvent des effets compensatoires, qui se traduisent par une augmentation de l'activité musculaire antagoniste et l'apparition de gênes ou de douleurs à l'usage. De plus, l'environnement de travail spécifique aux SAAD diffère grandement de celui qui peut être retrouvé dans un environnement normé, tels que peuvent l'être un hôpital ou un EHPAD. L'objectif des études de ce travail de thèse a consisté à mettre en évidence les effets positifs et potentiellement compensatoires de trois types de dispositifs au cours d'une tâche de mobilisation de bénéficiaire. Pour ce faire, les exosquelettes Japet.W (assistance active du bas du dos), HAPO (assistance passive du dos) et HAPO FRONT (assistance passive des membres supérieurs) ont été sélectionnés. Au cours d'une première phase en laboratoire, 19 sujets sains ont réalisé une tâche reproduisant une action de mobilisation au lit sur un sac lesté de 25kg. Les résultats ont montré une diminution significative de l'activité des deltoïdes (muscles responsables de l'élévation du bras) avec le port de l'exosquelette HAPO FRONT à hauteur de 10%, et de l'activité musculaire globale (-5,6%). Si les trois exosquelettes permettent de diminuer l'effort perçu, le Japet.W est largement plébiscité par les sujets.Cependant, si le laboratoire a l'avantage de contrôler les paramètres expérimentaux, les mesures réalisées ne sont pas représentatives de l'utilisation qui peut être faite d'un exosquelette en condition réelle de travail. La deuxième phase a donc mesurer les effets des mêmes exosquelettes, auprès de 5 aides à domicile du réseau AUXI'life, au cours de prestations dédiées à de l'aide à la personne.Des effets significatifs du port des exosquelettes sur l'activité musculaire a été confirmé par une analyse intra-sujet. Ces analyses ont de nouveau montré, d'une part l'intérêt pour l'exosquelette Japet.W, et d'autre part, l'effet du HAPO FRONT sur l'activité des deltoïdes pour la majorité des sujets, malgré des gênes occasionnées par son utilisation. La perspective d'une assistance combinée, à la fois passive pour les membres supérieurs et active pour le bas du dos semble être une piste intéressante pour soulager efficacement les contraintes de mobilisation. Le développement d'un exosquelette spécifique et l'éventualité d'une intégration dans ces métiers nécessitent toutefois de relever de nombreux défis techniques et environnementaux.

In the home care services sector, MSDs are the cause of 95% of occupational illnesses, leading to the loss of 1.3 million workdays annually, equivalent to more than 10,000 full-time equivalent. The physical demands of tasks such as hygiene assistance and patient transfers primarily affect the back and shoulder regions. To address these challenges, preventive measures and MSD reduction strategies can be implemented, such as technical aids that facilitate patient mobilization and training to prevent risky behaviors. However, the specific environmental conditions of home care work limit the effectiveness of these solutions. In response, the emergence of exoskeletons across various sectors, including healthcare, appears to offer a potential solution. These devices, whether active or passive, mainly assist the upper limbs and back during physically demanding movements. Their positive effects on muscle activity and perceived effort are undeniable in the areas they target. The healthcare sector is increasingly interested in these devices to reduce the physical strain of patient and beneficiary mobilization tasks. However, their use often leads to compensatory effects, such as increased antagonist muscle activity and the onset of discomfort or pain. Furthermore, the working environment in home care services differs greatly from that found in more standardized settings, such as hospitals or nursing homes.The objective of this thesis was to highlight both the positive and compensatory effects of three types of devices during a patient mobilization task. The exoskeletons selected for the study were the Japet.W (active back assistance), HAPO (passive back assistance), and HAPO FRONT (passive upper limb assistance). In a first laboratory phase, 19 healthy subjects performed a task simulating a bed mobilization action with a 25kg weighted bag. The results showed a significant reduction in deltoid muscle activity (muscles responsible for arm elevation) with the HAPO FRONT exoskeleton, reducing activity by 10%, as well as a 5.6% reduction in overall muscle activity. While all three exoskeletons reduced perceived effort, the Japet.W was widely favored by the subjects.However, while laboratory settings allow for controlled experimental parameters, the measurements taken are not representative of exoskeleton use in real work conditions. Therefore, the second phase measured the effects of the same exoskeletons on five home care workers from the AUXI'life network during tasks involving personal care assistance. Intra-subject analyses confirmed the significant effects of wearing exoskeletons on muscle activity. These analyses again highlighted, on the one hand, the benefits of the Japet.W exoskeleton, and on the other hand, the effect of the HAPO FRONT on deltoid activity for the majority of subjects, despite discomfort caused by its use.The prospect of combined assistance, both passive for the upper limbs and active for the lower back, seems to be a promising approach to effectively alleviate the strain of patient mobilization. However, the development of a specific exoskeleton and its potential integration into these professions will require overcoming several technical and environmental challenges.