Unité d Ergonomie Faculté de Médecine Pitié-Salpêtrière 91, bd de l Hôpital 75 634 Paris cedex 13 www.ergonomie.chups.jussieu.fr DIPLÔME D ERGONOMIE ET DE PHYSIOLOGIE DU TRAVAIL option1 Ergonomie du travail physique et psychosensoriel Directeur du diplôme Docteur Bronislaw KAPITANIAK troubles musculo-squelettiquessquelettiques (TMS) Troubles musculo-squelettiques (TMS) déséquilibre entre les sollicitations biomécaniques et capacités fonctionnelles de l opérateur dépendant de : âge sexe état physiologique état t psychologique antécédents personnels 1
TMS troubles musculo-squelettiques affections périarticulaires pathologies d hyper sollicitation lésions attribuables bl au travail répétitif étitif TMS = MSD musculoskeletal l l disorders d (MSD) cumulative trauma disorders (CTD) repetitives strain injuries (RSI) workrelated musculoskeletal disorders (WMSD) occupational overuse Syndrome (OOS) 2
Troubles musculo-squelettiques (TMS) tableau MP 57 rachialgies cervicalgies dorsalgies lombalgies membres supérieurs syndrome du canal carpien tendinopathies de l épaule épicondylites du coude membres inférieurs hygroma du genou sciatique rachialgies cervicalgies dorsalgies lombalgies tendinopathies de l épaule épicondylites du coude SCC sciatique hygroma du genou 3
Principaux facteurs responsables des TMS FORCE POSTURE STATIQUE RÉPÉTITIVITÉ ANGLE EXTRÊME VIBRATIONS STRESS TRAUMATISME facteurs des TMS professionnels individuels psychologiques répétitivité forces positions extrêmes charge statique âge sexe obésité tabac santé émotivité demande cognitive pression du temps monotonie manque d autonomie 4
lordose cervicale cyphose dorsale lordose lombaire cyphose sacrale COMPRESSION CISAILLEMENT TENSION TORSION 5
réduction de la capacité de soulèvement (%) en fonction de la distance mains-tronc distance mains-tronc en cm 6
population exposée au port de charges lourdes enquête européenne 2000 population totale cadres administratifs intellectuels techniciens 100% du temps 25% du temps militaires services ouvriers non qualifiés conducteurs de machines artisants agriculteurs 0 10 20 30 40 50 60 70 80 population exposée aux postures inconfortables enquête européenne 2000 population totale cadres administratifs 100% du temps 25% du temps intellectuels techniciens militaires services ouvriers non qualifiés conducteurs de machines artisants agriculteurs 0 10 20 30 40 50 60 70 7
population exposée au travail répétitif enquête européenne 2000 population totale cadres administratifs intellectuels techniciens militaires services ouvriers non qualifiés conducteurs de machines artisants agriculteurs 0 10 20 30 40 50 60 Enquête INSERM, ANACT, Ministère du Travail 1755 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%) 8
Importance des catégories de facteurs de risque pour chaque pathologie épaule épicondylite SCC Facteurs personnels - ++ + Facteurs psychologiques ++ + ++ Poste de travail ++ +++ + Situation de travail + ++ +++++ Facteurs de risque Evidence COU et COU/EPAULE Répétition ++ Force ++ Posture +++ Vibration +/- EPAULE Répétition ++ Force +/- Posture ++ Vibration +/- COUDE Répétition é i +/- Force ++ Posture +/- Combinaison +++ MAIN/POIGNET SCC Répétition ++ Force ++ Posture ++ Combinaison +++ tendinite Répétition ++ Force ++ Posture ++ Combinaison +++ sd vibr bras/main Vibrations +++ DOS Levage/mouvement en force +++ Posture inadaptée ++ Travail physique lourd +++ Vibrations corps entier +/- NIOSH 1997 Posture de travail statique +++ 9
dépense santé 1999 (INSEE) globale 132.800 mln 9,5%PIB médecine préventive 2.600 mln 1,9% médecine du travail 1.100100 mln 0,8% coût d un accident de travail en 2000 (CNAM) ordinaire 2.184 IP>10% 85.405 MP57 18.320 maladies professionnelles en 2000 (21.697) TMS 62% lombalgies 10% amiante 15% autres 2% bruit 3% toxiques 4% vibrations 1% allergies 3% 10
localisation des lésions 743.435 accidents de travail en 2000 mains 27% membres sup 12% tronc 19% autres 23% membres inf 19% évolution du coût de TMS en millions euro 250 200 150 100 50 0 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 2000 11
Activité dans les mines étant à l'origine de lombalgies en % Autres activités Marche Équipements divers Réparation de machines Travaux à la pelle Traction de câbles Étayage Manutention manuelle 0 10 20 30 40 PRÉVALENCE DES LOMBALGIES Etude échantillon P/période P vie entière Frymoyer 1983 T USA 1221 18-55 70 Svensson 1983 T Suede H 940 40-4747 31,4 1mois 61,66 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 75 Cohorte GAZEL 1993 L France 20325 39-54 36,6 1an ESTEV 1995 L France 21376 40-65 34 6mois 12
Répétitivité Intensité Fréquence Durée Geste répétitif : fréquence amplitude durée caractéristique physique vitesse séquence complexité motivation technicité caractéristique ergonomique 13
catégories particulièrement concernées par le travail répétitif en France (en %) 70 60 50 employés des libres services ouvriers non qualifiés employés PTT ouvriers qualifiés 40 30 1984 1991 1998 LATR (Lésions Attribuables au Travail Répétitif) effets mécaniques directs activation musculaire sélective lésions musculaires circulation inadéquate mécanismes immunologiques 14
LATR facteurs de risque : inadéquation dimensionnelle du poste zones d atteinte zones de vision postures extrêmes charge musculo-squelettique excessive charge statique invariabilité de la tâche exigences cognitives organisation du travail ambiance (froid, vibration, pressions) Répétitivité définitions Qui se répète d une manière régulière et monotone (Robert) Qui se reproduit de façon monotone, qui se répète sans cesse (Larousse) 15
Répétitivité Tanaka et coll (1993) nombre d produits similaires fabriqués par unité de temps. 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 force. M.C Atammey L, Corlett (1993) une action est répétitive lorsqu elle a lieu plus de 4 / minute. 16
Répétitivité Malchaire et Cock (1995) 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 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. 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)? 17
étude de l astreinte physiologique aux mouvements répétitifs de fréquence élevée et d une faible charge Anne Marie Grall-Hill, Bronislaw Kapitaniak 1998 caractéristique de l échantillon N âge poids taille VO 2max 10 20,4 54,4 165 1,96 18
1 protocoles expérimentaux soulèvement des poids 1, 3, 5 kg à hauteur de 25 cm à 2 fréquences 10/min et 20/min 2 soulèvement 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 19
protocole expérimental EMG EMG EMG repos assis repos debout activité récupération 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 trapèze muscle biceps brachial muscle long supinateur muscle adducteur de pouce 20
m. trapèze m. long supinateur m. biceps brachial m. adducteur du pouce m. trapèze m. biceps brachial m. long supinateur m. adducteur du pouce 21
m. trapèze m. biceps brachial m. long supinateur m. adducteur du pouce m. trapèze m. biceps brachial m. long supinateur m. adducteur du pouce 22
protocole 1 analyse de la fréquence cardiaque CC en b/min 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 1 kg 3 kg 5 kg charge soulevée en kg fréquence 10/min fréquence 20/min Protocole 1 résultats de l'analyse EMGi 1min 7min 14min m. adducteur de pouce m. biceps brachi 0 F10P1 F10P3 F10P5 F20P1 F20P3 F20P5 F10P1 F10P3 F10P5 F20P1 F20P3 F20P5 m. trapèze m. long supinateur F10P1 F10P3 F10P5 F20P1 F20P3 F20P5 F10P1 F10P3 F10P5 F20P1 F20P3 F20P5 23
protocole 2 analyse de la fréquence cardiaque 30 CC en b/min 25 20 15 10 5 0 H15 V15 H30 V30 Protocole 2 résultats de l'analyse EMGi 1min m. adducteur de pouce m. biceps brachi 7min 14min H15 V15 H30 V30 m. trapèze H15 V15 H30 V30 m. long supinateur H15 V15 H30 V30 H15 V15 H30 V30 24
fréquence de répétitivité faible moyenne élevée < 2/min 2 à 10/min > 10/min cycle < 30s risque de TMS 30 x plus élevé méthodes d analyse du risque de TMS screening SIRTES (RNUR) guide australien FIFARIM analyse OWAS, ARBAN NIOSH, OSHA RULA OCRA (pren 1005-5) 5) expertise 2D, 3D Chaffin&Anderson BIOVECT 25
OWAS Ovako 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 26
RULA Rapid Upper Limb Assessment Lynn 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 27
poignets 1 2 3 3 rotation de poignets +1 1 2 nuque 1 2 3 4 +1 +1 28
tronc 1 2 3 4 +1 +1 membres inférieurs 1 2 coefficient muscle = 1 si : posture maintenue moins de 1 min geste répété moins de 4/min 0 charge intermittente < 2kg 1 charge intermittente 2-10kg 2 charge statique 2-10kg répétitive 2-10kg intermittente >10kg coefficient force 3 charge statique >10kg répétitive >10kg traumatisme 29
bras avant-bras poignet rotation tâche muscle + + force = indice C indice A nuque tronc muscle + + = membres inf force indice D indice B indice postural intégré indice D coefficient nuque, tronc, membres inférieurs 1 2 3 4 5 6 7 1 1 2 3 3 4 5 5 2 2 2 3 4 4 5 5 indice C coefficient membre supérieur 3 4 5 3 3 4 3 3 4 3 3 4 4 4 5 4 5 6 5 6 7 6 6 7 6 4 4 5 6 6 7 7 7 5 5 6 6 7 7 7 8 5 5 6 7 7 7 7 30
RULA interprétation de l indice 1-2 risque acceptable pour des périodes modérées é 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 humaine Appréciation du risque relatif à la manutention répétitive à fréquence élevée vote 2006 31
OCRA OCcupational Repetitive Action (action répétitive professionnelle) Daniela Colombini, Enrico Occhipinti, 1998 évaluation des facteurs de risque professionnels fréquence/actes répétitifs force posture manque de périodes de récupération facteurs additionnels où OCRA = b / a 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 où b = [C F (F f F p F c ) D] F r F d C F - fréquence des AT/min recommandée dans les conditions optimales = 30 F f, F p, F c multiplicateurs (force, posture, éléments additionnels) de 0 à 1 D durée (min) de chaque tâche répétitive F r multiplicateur dû au manque de période de récupération, de 0 à 1 F d multiplicateur dû à la durée journalière des tâches répétitives de 0,5 à 2 32
F f = 1 si: force < 50%MVC 15 centile population générale pas de mouvements rapides fréquence < 0,2/min durée < 1 heure temps (A) (B) A+B effort pondéré é dans un cycle 1min % durée d effort Borg 40s 67% 0,5 0,335x (x+y+z) 15s 25% 2 0,5y 1,475 5s 8% 8 0,64z emploi force en % 5 10 20 30 40 50 Borg 0,5 1 2 3 4 5 très très faible très faible faible modéré assez fort fort/très fort F f 1 0,85 0,65 0,35 0,2 0,01 0,73 F p = 1 si: élévation du bras < 20 mouvements coude et poignet < 50% d amplitude max préhension «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 0,33 prise palmaire ou en crochet pronation du coude (>60 ) flexion du coude (>60 ) flexion du poignet (>45 ) 1 0,6 0,5 déviation radio-cubitale (>20 ) prise en pince, prise serrée 33
facteurs additionnels objet vibrations et chocs conditions ambiantes forme, dimensions, accouplement, température, force de contact facteurs individuels et organisationnels âge, sexe, santé, compétence F c 0,95 - facteurs présents > 33% du cycle 0,90 facteurs présents > 66% du cycle 0,80 facteurs présents 100% du cycle nombre d heure sans récupération F r 0 1,67 1 1,50 2 1,33 3 1,17 durée du travail répétitif F d 120 239 min/poste 1,5 < 120 min/poste 2,0 > 480 min/poste 0,5 34
Y = 4,2 + 0,38 (SE) OCRA N WDMS 100 Y(PDC) = WDMS N EI où : Y prévalence des TMS PDC pourcentage de cas diagnostiqués N WDMS - nombre de TMS N EI - nombre d individus exposés SE erreur-type prévision du PDC sur une base de 10 ans portant sur un groupe pour des valeurs OCRA Valeur OCRA VALEUR CENTRALE PDC 1 4,2 2 8,4 4 16,8 8 33,6 35
Y = 1,4 + 0,15 (SE) OCRA Y(PPA) = N WDMS 100 WDMS N EI où : Y prévalence des TMS PPA pourcentage de personnes affectées N WDMS - nombre de TMS N EI - nombre d individus exposés SE erreur-type valeurs PDC et PPA calculées 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 36
PPA (%) Y= 2,62 x OCRA (95 P.le) Y= 2,39 x OCRA (50 P.le) Y= 2,16 x OCRA (5 P.le) ( b 95 ) ( b 50 ) ( b 5 ) 7,4%= 2x50 * 4,8%= 95 * 3,7%= 50 * 2,6%= 5 * Optimal 1,5 Acceptable 2,2 Limite 3,5 risque faible 4,5 moyen 9 élevé >9 OCRA 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 4,0 RISQUE GRAND élaborer une nouvelle conception des Prévision augmentation significative de TMS tâches et des postes de travail 37
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 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 38