Brevet FR3017787A1 — publié le 20150828

- 1 - La présente invention se rapporte, d'une manière générale, au domaine de l'ergonomie. Elle concerne, plus précisément, un dispositif ergonomique pour le maintien d'une personne en position debout ou assis-debout, cette position pouvant être une position de travail ou une position d'attente ou autre. Le dispositif ergonomique objet de l'invention peut être conçu comme un dispositif autonome ou comme un dispositif intégré à un poste de travail, tel qu'un bureau ou un poste d'atelier. A l'époque actuelle, le travail en position debout, ou dans une position intermédiaire dite assis-debout, tend à gagner du terrain sur la position assise traditionnelle. Plus naturelle, la position debout stimule la vigilance et augmente la 10 dépense énergétique, tout en évitant la fatigue et les douleurs du dos. On connaît déjà divers dispositifs, en général associés à un poste de travail, qui sont destinés au maintien d'un opérateur travaillant en position debout ou assis-debout, en particulier pour soutenir un opérateur en position debout plus ou moins penchée en avant. D'une manière généralement connue, ces dispositifs prennent la forme d'un ou 15 de plusieurs coussins d'appui qui, selon la hauteur à laquelle ils sont installés, peuvent recevoir l'appui de parties du corps humain telles que le torse, les hanches, les cuisses ou les jambes. Ainsi le brevet FR 2 816 816 du même inventeur décrit un poste informatique pourvu, sur son bord antérieur, d'une surface d'appui prévue pour recevoir une partie 20 du tronc d'un utilisateur, pouvant se trouver dans une posture debout ou assis-debout, de sorte que le tronc soit maintenu dans une position stable déterminée et confortable. Dans ce document, la surface d'appui se présente : soit comme un bandeau unique continu, de forme rectiligne ou incurvée, suffisamment long pour offrir des zones d'appui tant du côté 25 droit que du côté gauche du tronc de l'utilisateur ; soit comme deux éléments d'appui distincts pour le tronc, à savoir un élément d'appui droit et un élément d'appui gauche, disposés symétriquement et montés chacun sur une rotule procurant une certaine mobilité, laquelle est toutefois limitée fortement par la 30 présence d'une liaison semi-rigide entre ces deux éléments d'appui. Dans un autre domaine professionnel, le document de brevet WO 2005/023072 divulgue une table de massage ou de soins qui est pourvue, sur l'un de ses côtés longitudinaux, d'un élément d'appui unique en forme de coussin incliné, permettant au personnel soignant d'appuyer son torse dans une position debout penchée en avant. 35 L'élément d'appui est réglable en hauteur et en inclinaison, pour s'adapter à la taille de l'opérateur et à la tâche exécutée, mais il conserve une position fixe en cours - 2 - d'utilisation. On connaît aussi diverses propositions de dispositifs d'appui contre lesquels une personne travaillant en position debout ou assis-debout vient appliquer le devant de ses cuisses. Ainsi, le document JP 2008-012169 montre un dispositif d'appui des cuisses utilisable par une personne travaillant en position debout à un comptoir ou à une caisse de paiement ou d'enregistrement. Le brevet EP 0 147 415 montre un autre dispositif d'appui pour les cuisses, relié à un appui fessier pour une position assis-debout. Enfin, pour des dispositifs de maintien de personnes comportant un élément d'appui droit et un élément d'appui gauche, il est connu de monter les deux éléments d'appui sur une structure porteuse du genre bras, elle-même fixée à un support central commun. Une telle configuration a notamment été proposée pour des dossiers de sièges - voir brevets US 256 711 et US 2 578 879. D'une manière générale, les dispositifs de maintien connus comportent, pour leurs éléments d'appui, un réglage en hauteur nécessaire pour s'adapter à la taille de l'utilisateur, et le cas échéant aussi un réglage en inclinaison autour d'un axe horizontal. Cependant ces dispositifs ne permettent pas de suivre des mouvements du corps humain au cours de leur utilisation, et en particulier des mouvements volontaires ou involontaires de rotation du tronc, du bassin ou des membres inférieurs autour d'un axe vertical. Bien au contraire, dans la mesure où l'utilisateur reste appuyé contre des éléments d'appui relativement fixes, son corps se trouve partiellement immobilisé, ce qui limite les mouvements ou du moins leur amplitude angulaire. Or les mouvements volontaires sont à prendre en compte, dans le cas de tâches nécessitant la rotation du tronc avec le bassin et/ou le déplacement des membres inférieurs, par exemple pour aller saisir un objet situé sur le côté ou loin en avant. Quant aux mouvements involontaires, ceux-ci doivent aussi être autorisés pour lutter contre les effets circulatoires et musculaires liés à une station debout prolongée, sachant que le fait de rester dans la même position pendant une longue durée est pénible. La présente invention vise à remédier aux inconvénients et insuffisances que comportent à cet égard les dispositifs connus, en fournissant un dispositif ergonomique perfectionné qui, tout en conservant un maintien conséquent avec une répartition équilibrée des appuis entre le côté droit et le côté gauche du corps, permette une rotation du tronc avec le bassin et/ou un déplacement des membres inférieurs sur une amplitude angulaire importante. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif ergonomique pour le maintien 35 d'une personne en position debout ou assis-debout, le dispositif comprenant deux zones latérales d'appui antérieur, respectivement droite et gauche, pour une personne - 3 - utilisatrice, reliées entre elles par une structure porteuse du genre bras, ce dispositif étant essentiellement caractérisé par le fait que la structure porteuse du genre bras est montée pivotante, de part et d'autre d'une position médiane, autour d'un axe de rotation sensiblement vertical, des moyens de rappel étant de préférence prévus pour ramener ladite structure porteuse du genre bras vers la position médiane, de sorte que cette structure porteuse et les deux zones latérales d'appui antérieur puissent accompagner une rotation du corps de la personne utilisatrice. Ainsi, le dispositif de maintien objet de l'invention possède une partie tournante qui, par sa mobilité en rotation autour d'un axe vertical, non seulement autorise mais encore et surtout accompagne une rotation du corps et notamment du bassin de la personne utilisatrice, en évitant une torsion entre la ceinture scapulaire et la ceinture pelvienne qui se produirait par exemple dans le cas d'un appui fessier fixe. En particulier, l'axe de rotation vertical combiné à l'absence d'appui fixe au niveau du bassin diminue le risque de torsion du tronc qui est néfaste pour la colonne vertébrale. Le dispositif de l'invention permet une rotation du bassin sur un angle important, sans perdre les appuis simultanés sur le côté droit et le côté gauche, procurant ainsi un soutien et un confort optimaux, que l'utilisateur en position debout ou assis-debout incline son tronc vers l'avant ou qu'il déplace ses pieds et ses jambes. La dépense énergétique et la sensation de confort se trouvent encore améliorées si le mouvement de rotation de la partie tournante du dispositif s'effectue contre une force de rappel, de préférence réglable, offrant à la fois une résistance au mouvement de rotation de cette partie tournante dans le sens de l'éloignement de la position médiane, une assistance au mouvement de rotation dans le sens du rapprochement de la position médiane, et un maintien en position médiane. Le couple 25 de rappel peut être assuré par au moins un ressort, tel qu'un ressort de torsion ou un ressort de traction, sollicitant la structure porteuse du genre bras. Avantageusement, le couple de rappel est réglable, ce qui permet d'adapter l'effort corporel de mise en rotation de la partie tournante, notamment en fonction de la corpulence et du tempérament de l'utilisateur. 30 Dans le mode de réalisation le plus simple, les deux zones latérales d'appui antérieur et la structure porteuse du genre bras constituent une unité rigide. Toutefois, d'une manière avantageuse, les deux zones latérales d'appui antérieur appartiennent à deux éléments d'appui latéraux, respectivement droit et gauche, montés pivotants chacun sur la structure porteuse autour d'un axe sensiblement horizontal de manière à 35 posséder une inclinaison variable. Le dispositif permet ainsi à la personne utilisatrice de se pencher davantage en avant et/ou d'avancer un pied, par exemple pour aller - 4 - chercher un objet éloigné. En outre, les deux éléments d'appui latéraux peuvent posséder chacun une position réglable le long de la structure porteuse du genre bras, de manière à modifier l'écartement entre ces deux éléments d'appui pour s'adapter à la morphologie de l'utilisateur et à la partie du corps, telle que le torse, le bassin, les hanches, les cuisses ou les jambes, appelée à s'appliquer contre lesdits éléments d'appui. Dans une variante, les deux éléments d'appui latéraux sont portés respectivement par deux demi-bras réunis au niveau de l'axe de rotation, l'angle formé par les deux demi-bras étant réglable pour modifier l'écartement entre les deux éléments d'appui. Ainsi cette variante permet aussi de s'adapter à la morphologie de l'utilisateur et à la partie du corps appliquée contre les éléments d'appui. Selon une forme de réalisation de l'invention, la structure porteuse du genre bras est montée pivotante sur une colonne de support, la structure porteuse étant réglable en hauteur sur ladite colonne de manière à s'adapter à la taille de la personne utilisatrice, à la partie du corps devant s'appliquer contre les zones d'appui, et à la tâche à effectuer. Par exemple, la structure porteuse avec ses éléments d'appui sera positionnée au-dessous d'un plan de travail si sa présence risque de gêner certaines activités d'un opérateur. Avantageusement, la structure porteuse inclut un manchon central, d'axe sensiblement vertical, monté mobile en rotation et en translation autour de la colonne de support pour permettre tant le pivotement de ladite structure que son réglage en hauteur. Le mouvement de rotation autour de l'axe vertical se trouve ainsi guidé mécaniquement donc parfaitement contrôlé. La colonne de support peut s'élever au-dessus d' un socle, sur lequel l'utilisateur en position debout ou assis-debout pose ses pieds. Dans le cas où il est destiné à la position assis-debout, le dispositif comprend aussi un élément d'appui postérieur du genre siège, avantageusement rattaché à la colonne de support et monté pivotant sur cette colonne, de manière à accompagner une rotation du corps de la personne utilisatrice. Selon les modes de réalisation et d'utilisation, et en particulier selon la position de ses zones ou éléments d'appui, le dispositif possède encore les avantages suivants : Par la situation latérale des zones ou éléments d'appui, le dispositif « enveloppe » le corps de l'utilisateur, en assurant un maintien non seulement frontal mais aussi latéral, et en procurant un « bras de levier » garantissant la rotation de la 35 partie tournante même à l'encontre de moyens de rappel puissants. La séparation des éléments d'appui en un élément d'appui droit et un élément - 5 - d'appui gauche plus ou moins écartés conduit à soutenir le bassin au niveau des crêtes iliaques ou des hanches sans occasionner une pression désagréable au niveau de l'entrejambes. Le montage pivotant de chaque élément d'appui latéral autour d'un axe horizontal, sur la structure porteuse du genre bras, permet de mieux accompagner les mouvements du tronc penché en avant, surtout en combinaison avec une rotation autour d'un axe vertical, par exemple pour aller saisir un objet éloigné et éventuellement situé sur le côté droit ou gauche de l'utilisateur. Dans ce dernier cas on note en effet la nécessité d'incliner latéralement le tronc, ce que rend possible le pivotement plus fort vers l'avant de l'élément d'appui se trouvant placé du côté opposé au sens de rotation autour de l'axe vertical. Ainsi le dispositif permet d'élargir le rayon d'action des membres supérieurs de la personne utilisatrice, en particulier dans l'application à un poste de travail manuel. Si le dispositif est positionné au niveau du bassin ou des cuisses, l'inclinaison 15 d'un élément d'appui latéral permet aussi d'accompagner le déplacement d'une jambe ou d'un pied dans le sens antéropostérieur. Au-delà de ses composants mécaniques, le dispositif de l'invention peut encore comprendre un capteur associé à un compteur, pour la détection et l'enregistrement du sens, de l'amplitude angulaire et du nombre des rotations de la partie tournante. Un tel 20 équipement complémentaire permet un contrôle et un suivi de l'utilisation du dispositif, en particulier pour une évaluation de l'activité physique et de la dépense énergétique de l'utilisateur, sur une certaine durée. Il permet aussi une évaluation de l'adaptation du dispositif à la configuration d'un poste de travail et à la tâche exécutée par l'utilisateur. Les dessins schématiques annexés illustrent des exemples non limitatifs de 25 l'invention : La figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de maintien selon l'invention ; La figure 2 est une vue de face du dispositif de la figure 1 ; La figure 3 est une vue de côté du dispositif des figures 1 et 2 ; 30 La figure 4 est une vue en plan par dessus du dispositif des figures 1 à 3 ; La figure 5 est une vue similaire à la figure 5 mais montrant d'autres positions de la partie tournante du dispositif ; La figure 6 représente, en coupe verticale, un détail de ce dispositif ; La figure 7 est un schéma illustrant une utilisation du dispositif des figures 1 à 6 ; 35 La figure 8 est un schéma illustrant une autre utilisation du même dispositif ; La figure 9 est une vue en plan par dessus d'une première variante de ce - 6 - dispositif ; La figure 10 est une vue de côté et en coupe partielle d'une deuxième variante. En référence à ces dessins et plus particulièrement aux figures 1 à 6 relatives à un premier mode de réalisation: Le dispositif désigné dans son ensemble par le repère 1 comporte un socle 2, au-dessus duquel s'élève une colonne 3 de forme cylindrique et d'axe A sensiblement vertical. Autour de la colonne 3 est monté, mobile en translation et en rotation, un manchon 4 solidaire d'un bras horizontal 5 tubulaire, de forme cintrée. Une bague 6 placée sous le manchon 4 et munie d'un organe de serrage 7 permet de positionner le manchon 4 donc le bras horizontal 5 à la hauteur voulue sur la colonne 3. S'étendant symétriquement de part et d'autre du manchon 4, le bras horizontal 5 porte un élément d'appui droit 8 et un élément d'appui gauche 9. Chaque élément d'appui 8 ou 9 est fixé sur le bras horizontal 5 au moyen d'un collier 10 qui permet de régler la position de l'élément d'appui 8 ou 9 le long du bras horizontal 5 et aussi de faire varier l'inclinaison de cet élément d'appui 8 ou 9 par rapport à l'horizontale. Les deux éléments d'appui 8 et 9 sont rembourrés de manière à procurer un appui confortable pour l'utilisateur. Le montage rotatif du manchon 4 autour de la colonne 3 permet à la partie tournante, comprenant le bras horizontal 5 et les deux éléments d'appui 8 et 9, d'occuper une position médiane (figure 5) ou une position tournée vers la droite (figure 6, tracé en traits continus) ou encore une position tournée vers la gauche (figure 6, tracé en traits discontinus). Les figures 7 et 8 illustrent l'utilisation du dispositif 1, placé devant un poste de travail symbolisé par une table 11. En fonction de la taille de l'utilisateur, et de l'activité exercée, le bras horizontal 5 est positionné plus ou moins haut sur la colonne 3. Les deux éléments d'appui 8 et 9 sont positionnés sur le bras horizontal 5 à un écartement E (voir aussi figures 2 et 4) adapté à la morphologie de l'utilisateur et à la partie du corps de cet utilisateur appelée à s'appuyer sur ces éléments : torse, hanches, cuisses ou jambes. Se tenant en position debout sur le socle 2, ou en position assis-debout sur un siège adapté 12 pouvant être rattaché à la colonne 3, l'utilisateur applique le devant de son corps, par exemple au niveau du torse comme le montre la figure 7, contre les deux éléments d'appui 8 et 9. Grâce à la mobilité en rotation du bras horizontal 5 autour de l'axe A, les deux éléments d'appui 8 et 9 peuvent accompagner une rotation du corps de l'utilisateur, un élément d'appui avançant tandis que l'autre élément d'appui recule, alors que l'utilisateur se tourne par exemple pour saisir un objet placé sur le côté droit ou sur le côté gauche. Un ressort de rappel 13 (voir en particulier figure 6), tel qu'un ressort de torsion ou un ressort de traction, est tendu entre le manchon 4 et le bras horizontal 5 et sollicite ainsi le bras horizontal 5 vers sa position médiane, tout en offrant une résistance à la rotation de ce bras. L'inclinaison variable des éléments d'appui 8 et 9 permet à l'utilisateur de se pencher plus ou moins fortement vers l'avant, tout en restant soutenu, par exemple pour saisir un objet situé plus ou moins loin en avant. La figure 8 montre le dispositif utilisé pour un appui au niveau des hanches, l'utilisateur se tenant en position debout. Dans une première variante, illustrée par la figure 9, le bras horizontal est remplacé par deux demi-bras 5a et 5b réunis au niveau de l'axe A. Le premier demi- bras 5a porte l'élément d'appui droit 8, tandis que le second demi-bras 5b porte l'élément d'appui gauche 9. En faisant varier l'angle formé par les deux demi-bras 5a et 5b, on règle l'écartement E entre les deux éléments d'appui 8 et 9. En utilisation, l'angle formé par les deux demi-bras 5a et 5b reste invariable et l'ensemble constitué par ces deux demi-bras 5a et 5b et par les éléments d'appui 8 et 9 peut tourner autour de l'axe A, de préférence à l'encontre de l'action d'un ressort de rappel (non représenté), pour accompagner une rotation du corps de l'utilisateur. Dans une deuxième variante, illustrée par la figure 10, les deux zones d'appui latérales 8 et 9 et le bras 5 qui les relie constituent un ensemble monobloc, monté pivotant autour d'un axe horizontal 14 sur le manchon 4 porté par la colonne 3. Cet ensemble peut ici encore pivoter autour de l'axe A de la colonne 3, pour accompagner une rotation du corps de l'utilisateur. Selon une variante non illustrée, la colonne porte deux ensembles pivotants superposés, constitués chacun de deux zones d'appui latérales et d'un bras qui relie ces deux zones. Le dispositif permet ainsi l'appui alterné ou simultané de deux parties distinctes du corps, situées à des hauteur différentes, telles que le torse ou les hanches d'une part et les cuisses ou les jambes d'autre part. La colonne montée sur socle est remplaçable par tous supports, de configurations diverses, pouvant soit constituer une structure autonome soit être liés au poste de travail. Dans le même ordre d'idées, le ressort de rappel est remplaçable par tous moyens de rappel, simples ou multiples : ressorts mécaniques de tous types, ressorts à gaz, blocs élastiques, barre de torsion, etc. Le dispositif ergonomique de maintien selon l'invention est particulièrement destiné à un poste de travail en position debout ou assis-debout, tel qu'un poste informatique ou un poste de production industrielle, par exemple un poste pour atelier d'assemblage. Dans ce genre d'applications, le dispositif peut soit rester autonome, soit -s - être lié par exemple au piètement du poste de travail. Toutefois, ce dispositif est aussi utilisable pour simplement se détendre ou pour effectuer un activité de renforcement des muscles abdominaux, ou encore pour le maintien de passagers en position debout ou assis-debout dans un véhicule. Enfin, ce dispositif est simple et économique, aisément transportable et facile à ranger, le cas échéant à l'état démonté. 15 20 25 30 35 REVENDICATIONS1) Dispositif ergonomique pour le maintien d'une personne en position debout ou assis-debout, le dispositif comprenant deux zones latérales d'appui antérieur, respectivement droite (8) et gauche (9), pour une personne utilisatrice, reliées entre elles par une structure porteuse du genre bras (5), caractérisé en ce que la structure porteuse du genre bras (5) est montée pivotante, de part et d'autre d'une position médiane, autour d'un axe de rotation (A) sensiblement vertical, des moyens de rappel (13) étant de préférence prévus pour ramener la structure porteuse du genre bras (5) vers la position médiane, de sorte que cette structure porteuse et les deux zones latérales d'appui antérieur (8,9) puissent accompagner une rotation du corps de la personne utilisatrice. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de rappel sont constitués par au moins un ressort (13), tel qu'un ressort de torsion ou un ressort de traction, sollicitant la structure porteuse du genre bras (5), le couple de rappel étant avantageusement réglable. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les deux zones latérales d'appui antérieur appartiennent à deux éléments d'appui (8,9) latéraux, respectivement droit et gauche, montés pivotants chacun sur la structure porteuse (5) autour d'un axe sensiblement horizontal de manière à posséder une inclinaison variable. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les deux éléments d'appui (8,9) latéraux possèdent chacun une position réglable le long de la structure porteuse du genre bras (5), de manière à modifier l'écartement (E) entre ces deux éléments d'appui. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les deux éléments d'appui (8,9) latéraux sont portés respectivement par deux demi-bras (5a,5b) réunis au niveau de l'axe de rotation (A), l'angle formé par les deux demi-bras étant réglable pour modifier l'écartement (E) entre les deux éléments d'appui. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la structure porteuse du genre bras (5) est montée pivotante sur une colonne de support (3), la structure porteuse étant réglable en hauteur sur ladite colonne. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la structure porteuse inclut un manchon central (4), d'axe sensiblement vertical, monté2) 3) 4) 5) 6) 7)- 10 - mobile en rotation et en translation autour de la colonne de support (3). 8) Dispositif selon la revendication 6 ou la revendication 7, caractérisé en ce que, pour la position assis-debout, il comprend aussi un élément d'appui postérieur du genre siège (12), rattaché à la colonne de support (3) et monté pivotant sur cette colonne, de manière à accompagner une rotation du corps de la personne utilisatrice. 9) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend encore un capteur associé à un compteur, pour la détection et l'enregistrement du sens, de l'amplitude angulaire et du nombre des rotations de la partie tournante. 10) Poste de travail (11) en position debout ou assis-debout, tel que poste informatique ou poste de production industrielle, comportant un dispositif ergonomique de maintien selon l'une des revendications 1 à 9. 20 25 30 35