Ergonomie et physiologie du travail - Université d'Angers

ERGONOMIE ET
PHYSIOLOGIE DU TRAVAIL
:
Introduction à l’unité de valeur
YVES ROQUELAURE 1
(1) Laboratoire d’ Ergonomie et de Santé au Travail
1

ERGONOMIE
ETYMOLOGIE : Ergon:Travail Nomos: Loi naturelle
Le Robert
L’ergonomie est l’étude scientifique des conditions de travail.
A. WISNER:
L’ergonomie est l’ensemble des connaissances scientifiques
relatives à l’homme et nécessaires pour concevoir des outils,
des machines et des dispositifs qui puissent être utilisés avec
le maximum de confort, de sécurité et d’efficacité.
F. DANIELLOU:
L’ ergonomie étudie l’activité de travail afin de mieux contribuer
à la conception des moyens de travail adaptés aux caractéristiques
physiologiques et psychologiques de l’être humain, avec des
critères de santé et d’efficacité économique.
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Physiologie du travail : repères historiques
• Les précurseurs
– Léonard de Vinci (16 è siècle): travaux sur l’anatomie et biomécanique
– Coulomb : « mémoire sur la force des hommes » (1775)(fatigue, charge physique)
– Ramazzini : « traité des maladies des artisans » (1701) (TMS)
– Lavoisier (18 è siècle) : travaux sur la dépense énergétique
– Marey (19 è siècle) : « La Machine Animale » (1873)
– Chauveau (19 è siècle) : bioénergétique du travail musculaire
– Jules Amar : laboratoire du CNAM (1913-1920)« Le Moteur Humain » (1914)
• Plus récemment en France
– Laboratoires de physiologie du CNAM et du CNRS (1947- 2000)(C. Soula)
– Jean Scherrer, Hugues Monod (travail musculaire)
– Alain Wisner (neurophysiologie du travail)
– Simon Bouisset (biomécanique)
– Bernard Metz (physiologie de l’environnement)
– Laboratoires de physiologie de l’INRS
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Physiologie du travail : un corps de
connaissances indispensables à l’ergonomie
• Propriétés humaines incontournables
– Anthropométrie, bioénergétique, biomécanique
– Capacités fonctionnelles maximales (force max , VO2 max , Fc max , …)
– Capacités différentielles (travail des femmes, vieillissement, handicap…)
• Compréhension des mécanismes (ex. TMS)
• Evaluation de l’astreinte physiologique au travail
ò Charge physique de travail
ò Complément de l’analyse de l’activité (ex. sens haptique)
Compréhension de l’activité
Conception des situations de travail
Normalisation ergonomique (ex. transport de charge)
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Siège assis-debout: une tradition
8

9
Normes UE

Quel modèle conceptuel de l’hypersollicitation du membre supérieur ?
Le geste
technique du
sportif
Le geste
professionnel
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Physiologie du travail : un corps de
connaissances indispensables à l’ergonomie 2
• Préservation de la santé au travail
– Un des objectifs fondamentaux de l’ergonomie
– Importance de la fatigue au travail
• Complexité de la relation astreinte / altération de la
santé
– Complexité de la construction de la santé
– Hypothétique zone « optimale » de fonctionnement
• Confort
• Absence d’altération de la santé
• Relire les ouvrages classiques
– Traité de physiologie du travail de Scherrer et Monod (Masson, 1967, 1981)
– « leçon inaugurale » d’Alain Wisner à la chaire de Physiologie du travail et
Ergonomie du CNAM en novembre 1966 (Réflexions sur l’ergonomie, Octarès, 1995)
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Physiologie du travail et ergonomie : des
points de vue divergents
• L’expérimentation
– PHYSIO:
• Étude des mécanismes physiologiques
• Modélisation de la tâche
l ’opérateur est un sujet expérimental
– ERGO:
• Limites de la méthode expérimentale
• Caractère irréductible du travail à la tâche
– écart travail prescrit / travail réel
– compromis opératoire
l ’opérateur est un Sujet actif
• Représentativité des mesures
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Relation Temps limite - force
Monod, 1960 Chaffin & Andersson (1991)
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Des contraintes multiples: exemple des lombalgies
matériel, équipement
design,
efficacité,maintenance
aménagement
espace
environnement:
planchers glissants,durs
température,éclairement,
vibration du corps entier,
chocs directs au dos
(Loisel, 1996).
caractéristiques des
charges:
poids total et unitaire,
encombrement,
prises,poignées
variabilité,imprévus
urgences
stratégies et difficultés
posturales:
flexion avant,asymétrie,
agenouillé,accroupi,
bras surélevés et en extension
posture prolongée,
instabilité posturale
autres postures non neutres
mouvements et actions:
soulever,porter,pousser,tirer
exigences des tâches:
qualité,précision,quantité,
fréquence,durée,variabilité
travail en équipe,
possibilité d’aide
Support ou non des collègues
et de la hiérarchie
utilisation des connaissances
contrôle sur les tâches
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Physiologie du travail et ergonomie : des
points de vue divergents 2
• La variabilité des situations de travail et des personnes
– PHYSIO (laboratoire): neutralisation
– ERGO : prise en compte
• La généralisation des résultats
– PHYSIO : hypothèse de la reproductibilité des résultats
Recommandations génériques, ergonomie des équipements, normalisation
– ERGO : « art du sur-mesure »
Prudence des recommandations
• Complexité des processus de transformation des situations de travail
• « l’action (défavorable) des conditions de travail sur la santé passe (…) par des
intermédiaires psychologiques et sociologiques complexes » (Wisner)
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Ecart réalité et prescription
Ce que dit la norme
La norme
écart
écart
Le référentiel de l’établissement
- procédures
-documents
Ce que dit l’entreprise
“ travail prescrit”
écart
Les pratiques de travail ET de
management observées dans
l’entreprise et dans la durée
Ce que fait l’entreprise
“travail réel”
17
O Rocher, SELF 2004

travail
prescrit
procédure
Travail réel
réalité
18

Prendre toutes les dimensions du travail dans le geste
19

L’écart à norme est ... la norme
Variations du
système sociotechnique
Variété des
opérateurs humains
Variations quantitatives
Variations qualitatives
Aléas
Absentéisme…
Activité
Régulations
Compromis opératoires
Age, sexe
Formation
Trajectoire
professionnelle
Etat physiologique
Etat psychologique
Modifications des modes opératoires
Organisation informelle (individuelle et collective)
Compétences mises en jeu …
Incidences pour la
production de soins
(quantité, qualité)
Incidences pour les
opérateurs
(santé, sécurité)
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Physiologie du travail : le déclin
• Déclin dans les années 80
– Essor de la psychologie cognitive
– « Réduction » des travaux physiques lourds
– Essor des services et du travail sur écran
• Manque de demande sociale ?
– Utopie du travail « léger » sans fatigue ni altérations pour la santé
• Peu d’études du travail physique léger
– Travaux d’Antoine Laville (cadence et posture)
– Ecole scandinave de physiologie du travail
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Un exemple de physiologie intégrative : relation charge
visuelle, posture et cadence de travail
(Laville, 1968)
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Hauteur optimale du
plan de travail
Trop haut compensé
par une élévation
des épaules
Trop haut compensé
par une abduction
des épaules
Activités EMG du trapèze et du deltoïde lors de la frappe dactylographique
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(EMG exprimé en % de EMG max) (d’après Hagberg, 1987)

Physiologie du travail : le déclin 2
• Rendez-vous manqué avec le travail
– Peu de transfert des connaissances vers les situations de travail
– Difficultés théoriques, pratiques et institutionnelle de la recherche
appliquée
– Limites de la normalisation ergonomique
– Pragmatisme anglo-saxon
• Manque d’intérêt de la communauté des ergonomes
• Déclin des laboratoires français de physiologie du travail
– Réorientation des chercheurs
• sciences fondamentales
• physiologie du sport
– Peu de laboratoires actifs au XXI ème siècle (INRS, ORSAY, …)
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Physiologie du travail : le retour
• Une nouvelle demande sociale : les TMS
• Avancées méthodologiques et conceptuelles en
physiologie
– Etude du mouvement volontaire : Berthoz (1996) [Soula (1960)]
– Travail statique à faible intensité (scandinaves)
– Expression somatique de la tension psychique
– Physiologie intégrée : cognition /vision / posture / mouvement volontaire
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Accidents du travail et maladies liées au
travail chez le personnels soignants (USA)
Autres 2351
Substances toxiques 2937
Agressions physiques
4923
TMS MS & rachis
50216
Contact avec objets
& équipements
10275
Chute 12748
Source: 1994 BLS Survey of Occupational Injuries & Illnesses, unpublished table.
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Évolution de l'invalidité lombalgique
de 1955 à 1995 au Royaume Uni
100
75
Millions de jours
de travail perdus
par an
50
25
1950 1960 1970 1980 1990
28

Enquêtes du ministère du travail-DARES (1978,
1984, 1991 et 1998)
Proportion (%) de salariés qui rapportent des contraintes de pénibilité et de
rythme de travail.
29

Charge de travail élevée
(Chamoux, 1990)
30

Balayage classique et balayage humide
31

Travail en hauteur ou agenouillé
33

Utilisation d’outils ergonomiques ?
4.0 inches
34

Comparaison de deux modèles de pipettes
de laboratoire de même marque
1
2
Force de pression n°1 = 4 Kgf , soit près de 7 fois celle du n°2 = 0,6 Kgf
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Évaluation de l’activité musculaire
Recueil - traitements
DSP
EMGi = EMG(t) . dt
0
T
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Évaluation de l’activité musculaire
Relations avec certains TMS : myalgie de l’épaule
Hägg (1991)
Importance des périodes de repos dans le signal EMG.
(Kadefors et coll. 2003)
Thorn et al. (2002)
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Utilisation de techniques biomécaniques en
situation réelle de travail
• Électromyographie : activation des fléchisseurs des doigts
• Goniomètres électroniques : position du poignet
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Stratégie d’allégement des contraintes
musculosquelettiques du poignet
Coupe (%)
60
40
20
0
F < Moy
F > Moy
Angle>30%
Angle

EVALUATION BIOMECANIQUE
DU SECATEUR ERGONOMIQUE
0 10 20 30 40 50 60
% of cuts
pU/R < 20%
***
pF/E < 20%
***
pU/R&F/E < 20%
pU/R< 20%&sEMG

Approche multidimensionnelle de la
relation Santé - Travail
• Travaux du CREAPT sur le vieillissement au travail
• Thèses d’ergonomie encadrées par Antoine Laville
• Complémentarité des approches ergonomique /
biomécanique / épidémiologique / psychologique /
anthropologique
• Vision interdisciplinaire des disciplines constitutives de
l’ergonomie
– Articulation des approches de l’homme au travail
– Rôle pivot de l’analyse de l’activité
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Approche multidimensionnelle de la relation santé - travail
Niveau explicatif
local non intégré à
l’activité
Physiologie /
Biomécanique
Données locales
fondamentales
Intégration des
variables locales
et générales
Analyse de
l’activité
Organisation du
travail
Activité de
travail
Niveau explicatif
général
Epidémiologie
Données
macroscopiques
générales sur les
populations exposées
Facteurs de risque
généraux
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Conclusion
• La préservation de la santé au travail reste un des
objectifs fondamentaux de l’ergonomie
• La fin du travail pénible est un leurre
• Renouveler les méthodes et concepts de la physiologie du
travail
– Approches intégratives
– Relation avec l’activité
• Développer les approches multidimensionnelles
• Continuer l’enseignement et la pratique de la
physiologie du travail en France
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Physiologie et Ergonomie :
un éternel recommencement ?
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