1

DIPLÔME DIPLÔME D’D’ERGONOMIE ERGONOMIE ET DEET DE PHYSIOLOGIE PHYSIOLOGIE DU DU TRAVAILTRAVAIL

option1option1

Unité d’Ergonomie

Faculté de MédecinePitié-Salpêtrière

Directeur du diplômeDocteur

Bronislaw KAPITANIAK

Ergonomie du travail physique et psychosensorielErgonomie du travail physique et psychosensorielp

91, bd de l’Hôpital75 634 Paris cedex 13

www.ergonomie.chups.jussieu.fr

troubles musculotroubles musculo--squelettiquessquelettiques

(TMS) (TMS)

Troubles musculo-squelettiques (TMS)

déséquilibre entre les sollicitations biomécaniqueset capacités fonctionnelles de l’opérateur

dépendant de :âgesexeétat physiologiqueét t h l iétat psychologiqueantécédents personnels

2

TMS• troubles musculo-squelettiquestroubles musculo-squelettiques

• affections périarticulaires

• pathologies d’hyper sollicitation

lé i tt ib bl t il é étitif• lésions attribuables au travail répétitif

TMS = MSDl k l t l di d (MSD)• musculoskeletal disorders (MSD)

• cumulative trauma disorders (CTD)

• repetitives strain injuries (RSI)

• workrelated musculoskeletal disorders (WMSD)• workrelated musculoskeletal disorders (WMSD)

• occupational overuse Syndrome (OOS)

3

Troubles musculo-squelettiques (TMS)tableau MP 57

rachialgiescervicalgiesdorsalgieslombalgies

membres supérieurssyndrome du canal carpientendinopathies de l’épauleé i d lit d dépicondylites du coude

membres inférieurshygroma du genousciatique

cervicalgies

dorsalgiesrachialgies

tendinopathiesde l’épaule

épicondylites

h

lombalgies

SCC

p ydu coude

sciatiquehygromadu genou

4

Principaux facteurs responsables des TMS

FORCE POSTURESTATIQUE

RÉPÉTITIVITÉ ANGLE EXTRÊME

STATIQUE

TRAUMATISME

VIBRATIONS STRESS

demande cognitive

répétitivité âge

sexe

facteurs des TMSprofessionnels individuels psychologiques

pression du temps

t i

forces

positions extrêmes

sexe

obésité

tabacmonotonie

manque d’autonomie

extrêmes

charge statique

santé

émotivité

5

lordose cervicale

cyphose dorsale

l d l b ilordose lombaire

cyphose sacrale

COMPRESSION

CISAILLEMENT

TENSION

TORSION

6

réduction de la capacitéde soulèvement (%)en fonctionde la distancemains-tronc

distance mains-tronc en cm

7

population exposée au port de charges lourdesenquête européenne 2000

administratifs

cadres

population totale100% du temps25% du temps

ouvriers non qualifiés

services

militaires

techniciens

intellectuels

0 10 20 30 40 50 60 70 80

agriculteurs

artisants

conducteurs de machines

population exposée aux postures inconfortablesenquête européenne 2000

administratifs

cadres

population totale100% du temps25% du temps

services

militaires

techniciens

intellectuels

ouvriers non qualifiés

0 10 20 30 40 50 60 70

agriculteurs

artisants

conducteurs de machines

8

cadres

population totale

population exposée au travail répétitifenquête européenne 2000

ouvriers non qualifiés

services

militaires

techniciens

intellectuels

administratifs

0 10 20 30 40 50 60

agriculteurs

artisants

conducteurs de machines

ouvriers non qualifiés

ff if â f é l é i d li SCC

Enquête INSERM, ANACT, Ministère du Travail1755 personnes

effectif âge moyen femme épaule épicondylite SCC

exposés 1412 37,7 77,7% 41,2% 12,5% 19,4%(tous secteurs) (10,8%)

non exposés 343 68,8% 23,9% 7,6% 7,3%(3,2%)

9

épaule épicondylite SCC

Importance des catégories de facteurs de risque pour chaque pathologie

Facteurs personnels - ++ +

Facteurs psychologiques ++ + ++

Poste de travail ++ +++ +

Situation de travail + ++ +++++

Facteurs de risque EvidenceCOU et COU/EPAULE Répétition ++

Force ++Posture +++Vibration +/-

EPAULE Répétition ++Force +/-Posture ++Vibration +/-

COUDE Ré é i i /COUDE Répétition +/-Force ++Posture +/-Combinaison +++

MAIN/POIGNETSCC Répétition ++

Force ++Posture ++Combinaison +++

tendinite Répétition ++FForce ++Posture ++Combinaison +++

sd vibr bras/main Vibrations +++DOS Levage/mouvement en force +++

Posture inadaptée ++Travail physique lourd +++Vibrations corps entier +/-Posture de travail statique +++

NIOSH 1997

10

dépense santé 1999 (INSEE)

globale 132.800 mln € 9,5%PIB

médecine préventive 2.600 mln € 1,9%

éd i d t il 1 100 l € 0 8%médecine du travail 1.100 mln € 0,8%

coût d’un accident de travail en 2000 (CNAM)

ordinaire 2 184 €ordinaire 2.184 €

IP>10% 85.405 €

MP57 18.320 €

maladies professionnelles en 2000 (21.697)

TMS62%62%

amiante15%

lombalgies10%

autres 2%

toxiques 4%vibrations 1%

allergies 3%

bruit 3%

11

localisation des lésions 743.435 accidents de travail en 2000

mains27%

autres23% membres inf

tronc19%

membres sup12%

23% membres inf19%

évolution du coût de TMS en millions euro

200

250

100

150

0

50

1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 2000

12

Marche

Autres activités

Activité dans les mines étant à l'origine de lombalgies en %

Traction de câbles

Travaux à la pelle

Réparation de machines

Équipements divers

Marche

0 10 20 30 40

Manutention manuelle

Étayage

PRÉVALENCE DES LOMBALGIES

Etude échantillon P/période P vieentière

Frymoyer 1983 T USA 1221 18-55 70

S 1983 T S d H 940 40 47 31 4 1 i 61 6Svensson 1983 T Suede H 940 40-47 31,4 1mois 61,6

Biering 1983 T Suede 928 30-60 45 1an 61,8

Deyo 1987 T USA 10404 >25 13,8 1mois

Svensson 1988 T Suede F 1746 38-64 35 1mois 66

Sievers 1988 T Finlande 7217 >30 17 1mois 75Sievers 1988 T Finlande 7217 >30 17 1mois 75

Cohorte GAZEL 1993 L France 20325 39-54 36,6 1an

ESTEV 1995 L France 21376 40-65 34 6mois

13

Répétitivité

Intensité

Fréquence

Durée

Geste répétitif :

fréquence amplitudefréquence amplitude

durée

é l ité

vitessecaractéristique physique

technicitémotivation

séquence complexité

caractéristique ergonomique

14

catégories particulièrement concernées par le travail répétitif en France (en %)

employés des libres services

i lifié

70ouvriers non qualifiés

employés PTT

ouvriers qualifiés

60

50

40

1984 1991 1998

40

30

LATR(Lésions Attribuables au Travail Répétitif)

effets mécaniques directs

activation musculaire sélective

lésions musculaires

i l ti i dé tcirculation inadéquate

mécanismes immunologiques

15

inadéquation dimensionnelle du postezones d’atteintezones de vision

LATR facteurs de risque :

zones de vision

postures extrêmes

charge musculo-squelettique excessive

charge statique

invariabilité de la tâche

exigences cognitives

organisation du travail

ambiance (froid, vibration, pressions)

Répétitivitédéfinitions

• Qui se répète d’une manière régulière et monotone(Robert)

• Qui se reproduit de façon monotone, qui se répète (L )sans cesse (Larousse)

16

Répétitivité• Tanaka et coll (1993)

nombre d produits similaires fabriqués par unité de tempstemps.

• Luopajarvi et coll (1979) nombre de cycle de travail accomplis au cours d’une journée.

• Silverstein et Coll (1987) élevée lorsque le temps de cycle est inférieur à 30 s ou lorsque plus de 50% du temps de cycle est composé des mêmes séquences de gestes.

Répétitivité• Stetson et coll (1991) utilisent le nombre d’effort

par cycle de travail multiplié par le nombre de cycle par poste.

• Ranaivosoa (1992) par EMG définit la répétitivité comme la rapidité des gestes ;

retient 2 indices indice angulaire indice de forceretient 2 indices indice angulaire indice de force.

• M.C Atammey L, Corlett (1993) une action est répétitive lorsqu’elle a lieu plus de 4 / minute.

17

Répétitivité

• Malchaire et Cock (1995) b d ité d t d’nombre de passage par unité de temps d’une

situation neutre à une situation angulaire extrême (de force ou à la fois de mouvements et de force)

• Colombini et Coll (1999) nombre d’actions techniques par minutenombre d actions techniques par minute, les listent par ordre d’exécution calculent la fréquence d’action en cycle/minute.

Questionnaire de SUSSER (1991) modifié par Kuorinka (1995)

1. Les résultats des études indiquent-ils une relation entre la maladie et l'exposition? Si la réponse est oui :

a) Quelle est la force de la relation avec le travail?b) Quelle est la spécificité de la relation avec le travail?

2. Les résultats montrent-ils une relation temporelle? L’exposition en milieu de travail a-t-elle précédé l'effet constaté ? La cause doit être contemporaine de l'effet, à tout le moins.

3. La relation est-elle constante ?a) La relation avec le travail réapparaît-elle dans plus d'une étude et dans des

circonstances différentes? Il s'agit ici de la reproductibilité (replicability) de la relation.

b) La relation avec le travail résiste-t-elle aux hypothèses de remplacement? Il s'agit ici de la viabilité (viability) de la relation.s agit ici de la viabilité (viability) de la relation.

4. Peut-on prédire un changement dans la maladie par une modification de l'exposition? C'est-à-dire, quel est le rendement prédictif (prédictive performance) de la relation?

5. Jusqu'à quel point la relation concorde-t-elle avec les théories et les connaissances épistémologiques, biologiques et statistiques (concordance des données ou coherence of evidence, en anglais) ?

18

étude de l’astreinte physiologiqueaux mouvements répétitifs

de fréquence élevéede fréquence élevéeet d’une faible charge

Anne Marie Grall-Hill, Bronislaw Kapitaniak, p

1998

caractéristique de l’échantillon

N âge poids taille VO2max

10 20,4 54,4 165 1,96

19

protocoles expérimentaux1

lè t d id 1 3 5 k à h t d 25soulèvement des poids 1, 3, 5 kg à hauteur de 25 cm

à 2 fréquences 10/min et 20/min

2soulèvement du poids 1 kg à hauteur de 25 cm

déplacement horizontal du même poids à distance de 25 cm

à 2 fréquences 15/min et 30/min

20

EMG EMG EMG

protocole expérimental

reposassis

reposdebout récupérationactivité

0 5 10 15 20 25 30

f r é q u e n c e c a r d i a q u e e n c o n t i n u

Emplacements des électrodes EMG

muscle trapèzemuscle biceps brachialmuscle long supinateur

muscle adducteur de poucemuscle adducteur de pouce

21

m. trapèzem. long supinateur

m. biceps brachialm. adducteur du pouce

m. trapèze

m. biceps brachial

m. long supinateur

m. adducteur du pouce

22

m. trapèze

m. biceps brachial

m. long supinateur

m. adducteur du pouce

m. trapèze

m. biceps brachial

m. long supinateur

m. adducteur du pouce

23

40

45

protocole 1analyse de la fréquence cardiaque

15

20

25

30

35

40

CC

en

b/m

in

fréquence 10/min

fréquence 20/min

0

5

10

1 kg 3 kg 5 kg

charge soulevée en kg

m. adducteur de pouce

1min

7min

14min m. biceps brachi

Protocole 1 résultats de l'analyse EMGi

0F10P1 F10P3 F10P5 F20P1 F20P3 F20P5

m. long supinateurm. trapèze

F10P1 F10P3 F10P5 F20P1 F20P3 F20P5

F10P1 F10P3 F10P5 F20P1 F20P3 F20P5F10P1 F10P3 F10P5 F20P1 F20P3 F20P5

24

protocole 2analyse de la fréquence cardiaque

30

CC

en

b/m

in

10

15

20

25

H15 V15 H30 V300

5

m. adducteur de poucem. biceps brachi

Protocole 2 résultats de l'analyse EMGi1min

7min

14min

m. long supinateur

m. trapèze

H15 V15 H30 V30H15 V15 H30 V30

H15 V15 H30 V30 H15 V15 H30 V30

25

fréquence de répétitivité

faible < 2/minmoyenne 2 à 10/minélevée > 10/min

cycle < 30s risque de TMS 30 x plus élevé

méthodes d’analyse du risque de TMS

screening SIRTES (RNUR)guide australienguide australienFIFARIM

analyseOWAS, ARBANNIOSH, OSHARULAOCRA (prEN 1005-5)OC (p 005 5)

expertise2D, 3D Chaffin&AndersonBIOVECT

26

OWASOvako Working Posture Analysing System

Osmo Karhu, Pekka Kansi, Ilkka Kuorinka, 1977

classe 1 posture acceptable

classe 2 posture suspecte, à analyser ultérieurement

classe 3 posture pénible, intervention souhaitable

classe 4 posture pénible, intervention indispensable

OWAS

27

RULA Rapid Upper Limb AssessmentLynn McAtamney & E. Nigel Corlett, 1993

► fréquence de mouvements

► travail statique

► force

► postures de travail

► manque de récupération

bras

1 2 2 3 4

avant-bras

1 2 2 +1

28

1 2 3 3

poignets

1 2 3 3

rotation de poignets

+1 21

nuque

1 2 3 4

+1 +1

29

tronc

1 2 3 4

+1 +1

membres inférieurs

coefficient muscle = 1 si :posture maintenue moins de 1 min

geste répété moins de 4/min

1 2

coefficient force

0charge

intermittente< 2kg

1charge

intermittente2-10kg

2charge

statique 2-10kgrépétitive 2-10kg

intermittente >10kg

3charge

statique >10kgrépétitive >10kg

traumatisme

30

tâche

poignet

avant-bras

bras

indice A

muscle

=++

indice C

rotation

nuque

force

indice B

tronc

membres inf

muscle

force

=++

indice D

indice Dcoefficient nuque, tronc, membres inférieurs

1 2 3 4 5 6 7

1 5543321

indiceposturalintégré

indice Ccoefficient

membresupérieur

2

3

4

5 776

6

6

5

5

5

4

4

65

5

4

4

4

4

3

3

3

4

3

2

3

4

3

2

3

p

6

7

8 7

7

7

7

7

7

7

7

7

6

7

6

6

6

6

5

5

5

4

5

5

4

31

1 2 i t bl d é i d dé é

RULA interprétation de l’indice

1 - 2 risque acceptable pour des périodes modérées

3 - 4 risque modéré, étude ergonomique souhaitable

5 - 6 risque important, étude ergonomique nécessaire

7 risque grand, aménagement du poste indispensable

prEN 1005-5

Sécurité des machines

Performance physique humainePerformance physique humaine

Appréciation du risque relatif à la manutention

répétitive à fréquence élevée

vote 2006

32

OCRAOCcupational Repetitive Action

(action répétitive professionnelle)Daniela Colombini, Enrico Occhipinti, 1998

évaluation des facteurs de risque professionnels

fréquence/actes répétitifs

force

postureposture

manque de périodes de récupération

facteurs additionnels

OCRA = b / a où

a - nombre total d’actions techniques effectuées pendant la durée du poste

b - est le nombre total d’actions techniques recommandées pour la durée du poste

b = ∑ [CF · (Ff · Fp · Fc) · D] · Fr · Fd

où

CF - fréquence des AT/min recommandée dans les conditions optimales = 30CF fréquence des AT/min recommandée dans les conditions optimales 30Ff, Fp, Fc – multiplicateurs (force, posture, éléments additionnels) de 0 à 1

D – durée (min) de chaque tâche répétitive

Fr – multiplicateur dû au manque de période de récupération, de 0 à 1

Fd – multiplicateur dû à la durée journalière des tâches répétitives de 0,5 à 2

33

Ff = 1 si:force < 50%MVC 15 centile population généralepas de mouvements rapidesfréquence < 0,2/mindurée < 1 heure

(A) (B) A B ff dé étemps (A) (B) A+B effort pondérédans un cycle 1min % durée d’effort Borg

40s 67% 0,5 0,335x (x+y+z)15s 25% 2 0,5y 1,4755s 8% 8 0,64z

emploi force en % 5 10 20 30 40 ≥50Borg 0,5 1 2 3 4 ≥5

très très faible très faible faible modéré assez fort fort/très fort

Ff 1 0,85 0,65 0,35 0,2 0,01

0,73

Fp = 1 si:élévation du bras < 20°mouvements coude et poignet < 50% d’amplitude maxpréhension « pince » < 33% du cycle

posture prévalence dans le temps du cycle

33% 66% 100%

supination du coude (>60°)extension du poignet (>45°) 0,7 0,5 0,33prise palmaire ou en crochetpronation du coude (>60°)flexion du coude (>60°)flexion du poignet (>45°) 1 0,6 0,5déviation radio-cubitale (>20°)prise en pince, prise serrée

34

objet

forme, dimensions, accouplement, température, force de contact

vibrations et chocs

facteurs additionnels

F

vibrations et chocs

conditions ambiantes

facteurs individuels et organisationnels

âge, sexe, santé, compétence

Fc

0,95 - facteurs présents > 33% du cycle0,90 – facteurs présents > 66% du cycle0,80 – facteurs présents 100% du cycle

nombre d’heure sans récupération Fr

0 1,671 1,502 1,333 1,17

durée du travail répétitif Fd

120 – 239 min/poste 1,5

< 120 min/poste 2,0

> 480 min/poste 0,5

35

Y = 4,2 + 0,38 (SE) · OCRA

NWDMS · 100

où :Y prévalence des TMS

Y(PDC) = WDMS

NEI

Y – prévalence des TMSPDC – pourcentage de cas diagnostiquésNWDMS - nombre de TMSNEI - nombre d’individus exposésSE – erreur-type

prévision du PDC sur une base de 10 ansportant sur un groupe pour des valeurs OCRA

V l OCRA VALEUR CENTRALE PDCValeur OCRA VALEUR CENTRALE PDC

1 4,2

2 8,4

4 16 84 16,8

8 33,6

36

Y = 1,4 + 0,15 (SE) · OCRA

NWDMS · 100

où :Y prévalence des TMS

Y(PPA) = WDMS

NEI

Y – prévalence des TMSPPA – pourcentage de personnes affectéesNWDMS - nombre de TMSNEI - nombre d’individus exposésSE – erreur-type

valeurs PDC et PPAcalculées pour un échantillon de référence non exposé

N=749, dont F=439 H=310

effet sur la santé 5ème centile valeur centrale 95ème centile

PDC 3,3 4,5 5,7

PPA 2,4 3,5 4,6

37

( b 95° )( b 50° )

( b 5° )

Y= 2,62 x OCRA (95° P.le)

Y= 2,39 x OCRA (50° P.le)

Y= 2,16 x OCRA (5° P.le)

PPA (%)

7,4%=

2x50° *

4,8%=

95° *

3,7%=

50° *

Optimal ≤ 1,5

50° *

2,6%=

5° *

OCRAAcceptable ≤ 2,2 Limite ≤ 3,5

risquefaible ≤ 4,5 moyen ≤ 9 élevé >9

Critères de classification selon les valeurs OCRA (PDC)

OCRA(PDC) Niveau de risque Conséquences

≤ 1,0 AUCUN RISQUE Condition optimale. Aucune conséquences

1,1 – 2.0 RISQUE TRES FAIBLE Acceptable Aucune conséquences

Prévisions de TMS niveau référence

2,1 – 3,9 RISQUE FAIBLE Introduire des améliorations ou suggérer

Prévision d’une faible augmentation de TMS un temps de cycle plus long g p y p g

≥ 4,0 RISQUE GRAND élaborer une nouvelle conception des

Prévision augmentation significative de TMS tâches et des postes de travail

38

Critères de classification selon les valeurs OCRA (PPA)

OCRA(PPA) FF/AF Niveau de risque Conséquences

≤1,68 ≤1,00 AUCUN RISQUE Acceptable Aucune conséquences≤1,68 ≤1,00 AUCUN RISQUE Acceptable Aucune conséquences

Prévisions de TMS niveau référence

1,69-2,92 1,01-1,74 RISQUE TRÈS FAIBLE Introduire des améliorations ou suggérer

Prévision faible augmentation de TMS un temps de cycle plus long

2,93 ≥1,75 RISQUE GRAND élaborer une nouvelle conception des

Augmentation significative de TMS tâches et des postes de travail