Ergonomie

Selon la norme (AFNOR, 2009), l'ergonomie est une discipline scientifique qui vise la

compréhension des interactions entre l'homme et les autres composantes d'un système, et la mise en œuvre dans la conception de théories, de principes, de méthodes et de données pertinentes afin d'améliorer le bien-être des hommes et l'efficacité globale du système. En d'autres termes, c'est la discipline qui a pour objectif d'améliorer les conditions de travail par la compensation des effets néfastes sur la santé de l'homme. Nous considérons que c'est l'étude des risques, issus de l'utilisation d'une machine ou d'un produit, c'est-à-dire impliquant une tâche et généralement présents en permanence dans le système. Les principes ergonomiques doivent être considérés non seulement pour l'utilisation prévue de la machine mais également pour son installation, son réglage, sa maintenance, son nettoyage, sa réparation, son démontage et son transport (ses étapes de cycle de vie). En effet, la prise en compte des aspects ergonomiques suggère d'incorporer dans le processus de conception la variabilité des caractéristiques de l'utilisateur et les effets de leurs combinaisons. Les caractéristiques humaines considérées dans la norme (AFNOR, 2009) sont les suivantes :

3.1.1. Dimensions corporelles (AFNOR, 2008a; ISO, 2005; ISO, 2008)

La machine doit être conçue en fonction des dimensions corporelles de la population visée d'utilisateurs en tenant compte; des dimensions corporelles en statiques et dynamiques en distinguant les variabilités liées à l'âge et le sexe; les plages de dimensions corporelles et de mouvements des articulations; les distances de sécurité; les dimensions des accès pour l'utilisation, le réglage, la maintenance, le nettoyage… Cependant, il faut aussi éviter les postures et les mouvements pénibles et instables (Figure 2.8).

Ainsi, la conception doit respecter la compatibilité entre les hauteurs d'utilisations (ou toute autre dimension fonctionnelle) et les mesures (statiques et issues des bonnes postures) de

l'homme. De plus, un espace suffisant doit être prévu pour toutes les parties du corps de façon à

permettre les postures et les mouvements nécessaires pour effectuer la tâche et pour faciliter l'accès et les changements de posture. La norme (AFNOR, 2008a) fournit les informations nécessaires concernant les données anthropométriques pour la conception des espaces de travail.

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Figure 2.8 : Exemples de mauvaises postures

3.1.2. Postures possibles (AFNOR, 2008b; ISO, 2002; AFNOR, 2005a)

Les postures de travail doivent être aussi confortables que possible afin de faciliter l'exécution des tâches et réduire les incidences néfastes sur l'individu. Ainsi la conception de l'équipement de travail doit respecter les principes suivants:

Eviter les postures inconfortables (torsions, flexions, inclinaisons du corps…) surtout en cas d'activités prolongées;

Favoriser le changement occasionnel de postures lors des activités et éviter les postures statiques;

Eviter le plus possible les positions couchés, à genoux et accroupies; Adapter les exigences d'effort à la position du corps;

Tenir compte lors de la conception des espaces de travail, des angles visuels, des distances de vision, de la facilité de discrimination visuelle; de la durée et des fréquences des tâches.

3.1.3. Mouvements du corps (AFNOR, 2008b; ISO, 2002)

Les machines doivent être conçues de manière à permettre au corps ou à certaines parties du corps de se mouvoir selon leur angle et leur rythme naturels de mouvement. La conception ne doit pas exiger de l'utilisateur d'adopter des angles articulaires extrêmes sur une longue période de temps. Ainsi, un certain nombre de principes doit être respecté lors de la conception des équipements. D'abord, l'utilisation de la machine doit s'effectuer en ayant une liberté de mouvement suffisante afin d'éviter les postures statiques. De plus, la conception doit empêcher les mouvements répétitifs susceptibles de provoquer une incapacité ou des lésions corporelles.

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Ensuite, lorsque des outils sont nécessaires, l'espace de travail doit prévoir des dimensions suffisantes pour permettre leur utilisation. Enfin, il faut éviter les positions extrêmes des articulations exigeant des forces de grande amplitude.

3.1.4. Force physique (AFNOR, 2008b)

Les actions exigées pour le bon fonctionnement de la machine et demandant beaucoup de force peuvent engendrer des contraintes au système musculo-squelettique. Ces contraintes augmentent le risque de fatigue, d'inconfort et de troubles musculo-squelettiques. De ce fait, la conception des équipements doit respecter un certain nombre de principes. L'effort physique nécessaire doit être conservé au dessous du seuil acceptable pour la sécurité. Dans le cas contraire, il convient de mettre en place des auxiliaires mécaniques pour réduire cet effort. La détermination de l'effort maximal acceptable doit prendre en considération, sa direction, son amplitude et le type d'usage auquel il est destiné (Figure 2.9).

Figure 2.9 : Capacité de force de base F_B pour usage professionnel et domestique — Les valeurs s'appliquent

aux conditions de travail optimales

Lors de mouvements rapides, la force maximale est réduite. Cette réduction est corrigée

par un multiplicateur de vitesse (mv). La fréquence d'utilisation et la répétition des tâches

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influencent aussi cette force maximale puisqu'elles entraînent le développement de la fatigue. Les effets de la fatigue dépendent de la relation entre la durée de chaque action individuelle (le temps d'action) et la fréquence des actions lors de l'utilisation des machines. Ainsi, la diminution de la

force maximale est corrigée par un multiplicateur de fréquence (m_f). Enfin, la fatigue se

développe progressivement avec le temps au cours du travail. Des actions qui sont similaires peuvent en s'accumulant entraîner une fatigue en répétant la contrainte toujours sur les mêmes parties du corps. Ainsi, la force maximale se retrouve influencée par la durée des actions de même nature. La diminution de la force maximale est alors corrigée par un multiplicateur de durée (m_d). D'où, la force maximale réduite (F_BR) par ces trois types d'effets s'exprime comme suit: d f v B BR F m m m F = × × ×

Enfin, la conception doit tenir compte du poids, de la forme, de la taille, de la répartition des masses et de la position des objets manipulés.

3.1.5. Capacités mentales (AFNOR, 2000)

La capacité mentale est associée à la capacité de l’opérateur à contrôler la machine et à

exécuter les tâches requises (AFNOR, 2009). Elle prend en compte la capacité cognitive, informationnelle et émotionnelle de l'être humain. Quand la limitation mentale de l'utilisateur est dépassée, elle se manifeste par une fatigue, monotonie, vigilance réduite voire une saturation de sa part. Ainsi, pour réduire ces effets, la conception doit respecter un certain nombre de principes:

Répartition des tâches : éviter le travail en simultanéité; varier les tâches; éviter d'exiger une grande attention; prévoir des objectifs intermédiaires et l'enrichissement des tâches;

Présentation de l'information: éviter l'ambigüité dans l'interprétation de l'information; laisser la liberté à l'utilisateur de travailler à son rythme; assurer une bonne visibilité du signal et prévoir que les tâches puissent être accomplies de manière individuelle;

Environnement de travail: tenir compte de l'éclairage disponible; de la température; des couleurs; varier les conditions de travail;

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Organisation du travail: éviter la pression par les délais; favoriser la rotation des tâches avec des collègues; enrichir et varier les tâches et prévoir des pauses.

Ce deuxième aperçu du risque permet d'en dégager les points essentiels, à savoir: la tâche, sa durée, sa fréquence, sa vitesse, la posture exigée (statique, déséquilibre), les efforts exigés, les mesures du corps, les amplitudes du mouvement du corps et la notion de limitation mentale.

Tous ces principes d'ergonomie constituent des données de sécurité à prendre en considération lors de la conception. Elles admettent l'avantage d’être abstraites c’est-à-dire indépendantes du domaine d'application. Elles se limitent à décrire les contraintes dues aux caractéristiques humaines. En revanche, les normes ne donnent pas le moyen d'intégration de ces principes aux différentes étapes du processus de conception. En conséquence, elles sont aujourd'hui considérées comme des contraintes d'adaptation validées à la fin du processus de conception, à l'étape de conception détaillée engendrant une complexification du produit.