FR 2770391 A1 19990507 FR 9813650 A 19981030 i 2770391 Description L'invention concerne un procédé pour l'enregistrement, la représentation et la mise en relation automatique de paramètres d'astreinte biomécaniques mesurés sur un sujet se mouvant librement, pendant un poste de travail, ainsi qu'un système de mesurage pour l'enregistrement des paramètres d'astreinte biomécaniques. Jusqu'à présent, les systèmes de mesurage des postures connus n'autorisaient que la détermination du mouvement et de la position de parties du corps isolées. Ainsi, dans le brevet américain N 5012810, on détermine les mouvements de la colonne vertébrale sans référence à un système de coordonnées fixe par rapport à la pièce. Par ailleurs, on connaît des systèmes destinés à la prévention des troubles et des pathologies d'origine professionnelle qui, pour fonctionner, nécessitent d'être reliés à des dispositifs de mémorisation et d'exploitation externes et requièrent une alimentation électrique (voir Morlock et coil., 2, Erfurter Tage, Dokumentation des 2. Symposiums der Erfurter Tage der BGNG, décembre 1995, éditeur: S. Radandt, R. Grieshaber, W. Schneider, Monade Verlag und Agentur, Rainer Rodewald, Leipzig 1996, pp 215 à 238, ISBN 3-00-000673-7). Habituellement, les systèmes de mesurage qui utilisent des marques sur le corps du sujet à examiner et plusieurs caméras ne sont applicables qu'à des postes de travail équipés dès le départ pour de telles mesures. Leur domaine d'application est par conséquent très limité (voir Deuretzbacher, Rehder, Méthode reposant sur l'ergonomie assistée par ordinateur pour accéder à la modélisation dynamique du corps entier - Forces s'exerçant au niveau du rachis lombaire lors d'un levage asymétrique", Biomedizinische Technik 40, 1995, 93-98). La colonne vertébrale humaine est une colonne osseuse incurvée en forme de double S, composée de 33 à 34 vertèbres. Elle se divise en plusieurs parties: - la colonne cervicale présentant une concavité orientée vers l'arrière, - la colonne vertébrale thoracique présentant une convexité orientée vers l'arrière, 2 2770391 - la colonne lombaire présentant une concavité orientée vers l'arrière (5 vertèbres lombaires L1 à L5), - le sacrum (5 vertèbres sacrées S1), - le coccyx. Les bras de levier des muscles du ventre et du dos vis-à-vis des corps et des disques vertébraux étant très faibles (par exemple, 5,5 - 7 cm pour les muscles extenseurs du dos, des forces musculaires intenses doivent être mises en oeuvre pour compenser le moment externe résultant. Ces forces provoquent à leur tour des forces de compression élevées sur les disques. Ainsi sans manipulation d'une charge, il apparaît déjà, chez un homme de 75 kg, lors d'une flexion du buste de 90 , une charge due aux forces de compression du disque L5/S1 d'environ 2,8 kN. Les disques les plus bas du rachis lombaire (L3/L4, L4/L5, L5/S1) sont par conséquent les plus sujets aux hernies discales [Kelsey, 1984]. Il en découle que, pour évaluer les risques pour la colonne vertébrale liés à une activité, la connaissance des postures corporelles adoptées et des poids des charges manipulées est d'une grande importance. Pour une évaluation la plus globale possible de la charge biomécanique du système musculaire squelettique, en particulier sous l'effet d'activités professionnelles, il est nécessaire de disposer d'un procédé et d'un système de mesurage permettant l'enregistrement continu et automatisé de la posture corporelle, des mouvements du corps et des poids des charges manipulées composé de capteurs destinés à la détermination des angles des articulations, de la position de la colonne vertébrale et de sa torsion, et à l'enregistrement des forces de réaction du sol. Les signaux mesurés à l'aide des capteurs mentionnés doivent être mémorisables et représentables sous la forme de paramètres d'astreinte biomécaniques. Un système de mesurage portable pour l'enregistrement des paramètres de charge externes caractérisant des activités professionnelles liées au soulèvement et au transport de charges ou qui doivent être réalisées dans des postures corporelles extrêmes, est soumis aux exigences suivantes: 3 2770391 - I'enregistrement des postures du buste et des jambes doit s'effectuer à l'aide d'un système de capteurs robuste et simple à mettre en place., Les forces de réaction du sol doivent être relevées à l'aide d'un système de mesurage portable de manière synchronisée avec la détermination des angles corporels. - les capteurs doivent pouvoir être mis en place sur les vêtements de travail, afin que le système soit utilisable de la manière la plus polyvalente possible à différents postes de travail. Ces capteurs ne doivent pas gêner le sujet dans I'exercice de son activité. - le système de mesurage doit se caractériser par une grande applicabilité pratique. - I'ensemble du système (y compris l'alimentation électrique et la mémoire de données) doit être mis en place sur le sujet, afin d'éviter toute liaison externe par câble et de pouvoir ainsi étudier des postes de travail mobiles. - L'enregistrement des données de mesure doit s'effectuer avec une fréquence de scrutation de 20 Hz au moins. A ce sujet, le dimensionnement de la mémoire de l'unité portable de stockage des données doit être conçu pour une durée totale allant jusqu'à huit heures (un poste de travail). - Pour l'évaluation des données de mesure, il est prévu une reconnaissance automatisée (par exemple selon le système OWAS) de postures corporelles classifiées à la fin de la mesure. Il est nécessaire de mettre au point un procédé permettant de déterminer les poids des charges manipulées à partir des données angulaires corporelles et des forces de réaction du sol mesurées. L'ensemble de l'exploitation devrait aussi s'opérer de façon totalement automatisée. L'objet de cet invention est par conséquent d'acquérir les données nécessaires à l'évaluation de la charge du squelette, en particulier de la colonne vertébrale, directement au poste de travail, sans câble de mesure ou d'alimentation gênant, sur une période de temps correspondant à un poste de travail, de les stocker de manière intermédiaire et de les exploiter à la fin du poste automatiquement par 4 2770391 des méthodes adaptées. En utilisant les données relevées avec le système de mesurage, on doit également incorporer des processus dynamiques dans la détermination de la charge qui s'exerce sur le corps humain, de manière à ce qu'un tableau complet du type et de l'intensité des forces agissant sur un sujet puisse être fourni. Cet objet est rempli selon l'invention par un procédé et par un système de mesurage pour l'enregistrement et la représentation de paramètres d'astreinte biomécaniques. Il s'est avéré que le système d'enregistrement continu et automatisé de la posture corporelle, des mouvements du corps et des charges manipulées, permet, en utilisant les capteurs de manière appropriée, de déterminer les angles des articulations, ainsi que la position, qui s'en déduit, de la colonne vertébrale par rapport à un système de coordonnées fixe par rapport à la pièce. Une unité de commande réalisant la scrutation horlogée des capteurs et une unité de mémoire pour le stockage des signaux enregistrés, ainsi qu'un système de mesurage de la pression des pieds, servant à déterminer les forces de réaction du sol et la position du point idéal d'application des forces, permettent de déterminer les charges d'exerçant sur la colonne vertébrale et de les exploiter selon différentes méthodes. Avec le procédé selon l'invention, il est possible de formuler des affirmations concernant les charges externes s'exerçant sur le squelette ou sur des parties du squelette dans différentes étapes de travail. Ces affirmations permettent ainsi une évaluation correspondant aux besoins professionnels pratiques (par exemple de la prévention) des activités réalisées, en fonction de la nature, du type et du niveau de la charge biomécanique. Les données enregistrées peuvent être stockées de manière intermédiaire selon l'invention dans le système de mesurage placé sur la personne libre des mouvements. Ainsi, I'enregistrement des données est indépendant de dispositifs auxiliaires volumineux et lourds tels que des mémoires, des calculateurs et des unités d'alimentation, l'exploitation étant également possible au poste de travail, immédiatement après la mesure, si nécessaire. 2770391 On connaît différentes méthodes d'analyse et d'évaluation des postures corporelles de travail. En relation avec le procédé selon l'invention décrit, on utilise par exemple pour l'évaluation la méthode OWAS. Elle part d'une fiche de saisie correspondant à 84 postures de travail de base et à 3 classes de poids de charge et enregistre ainsi la fréquence des mouvements de certaines parties du corps en relation avec les poids des charges manipulées. Lors de l'exploitation, on établit 4 groupes de charge déterminés de manière empirique, qui pour la prévention conduisent à un répartition en fonction des classes de mesure OWAS des différentes activités étudiées. Cette méthode de détermination des postures de travail astreignantes est employée en vue de prévenir les surcharges ou les mauvaises répartitions des charges, nuisibles à la santé, au niveau du système locomoteur, afin par exemple de modifier la conception du poste de travail ou l'organisation du travail. Jusqu'à présent, I'enregistrement des données et l'identification de la posture corporelle et des poids des charges exigeaient beaucoup de temps et de personnel, les postures corporelles statiques seules pouvant être enregistrées. Pour l'évaluation des charges de la colonne vertébrale dues à une activité professionnelle, il est cependant particulièrement important de disposer d'informations sur le mouvement du corps, sur la durée et sur la vitesse de la charge. Dans ce qui suit, I'invention sera expliquée plus en détail à l'aide de plusieurs exemples de réalisation. Les figures montrent: fig. 1: la mise en place des capteurs d'angle du genou et de la hanche, y compris une liaison, réglable en longueur, compensant tous les mouvements de compensation entre les articulations du genou et de la hanche, fig 2: la mise en place des capteurs pour la détermination de la position de la colonne vertébrale, y compris une glissière servant à l'adaptation en longueur de l'élément de réglage de torsion, les unités de commande et de mémoire pour le système de mesurage des postures corporelles et de la force de réaction du sol, 6 2770391 fig. 3 la mise en place des sources d'alimentation en énergie, fig. 4: un organigramme de la détermination des forces externes (poids des charges), fig. 5 un organigramme présentant la mise en relation des postures corporelles et des poids de charge mesurés avec des postures et des poids prédéterminés, fig. 6: un organigramme présentant la détermination de la charge au niveau d'une articulation ou d'un point de la colonne vertébrale, à l'aide d'un modèle corporel dynamique, fig. 7: un organigramme présentant la comparaison des séquences de mouvements temporelles et spatiales mesurées avec les séquences correspondant à la norme, fig. 8: la représentation de principe d'un circuit pour l'enregistrement et le traitement des données de mesure, fig. 9: une vue d'ensemble du procédé d'enregistrement, de représentation, de mise en relation automatique et d'évaluation des paramètres d'astreinte biomécaniques, fig. 10: une représentation schématique du traitement des signaux, fig. 11: une représentation schématique du fonctionnement du mélangeur de signaux, fig. 12: une représentation schématique du mode de formation des valeurs de seuil et l'édition du profil de charge sous la forme de modèles de mouvement et de forces externes, fig. 13: une représentation schématique de la prédiction de la force de réaction du sol totale à partir des angles d'articulation, fig. 14: une représentation schématique de la détermination de la force de compression, par exemple dans la zone du rachis lombaire, fig. 15: un extrait, présenté à titre d'exemple, d'un profil de charge (correspondant à l'étape da, conformément à la figure 9). La séquence de mouvements est représentée à l'aide du système de représentation OWAS utilisant des bâtonnets de couleur, accompagné de l'interprétation correspondante, fig. 16: un exemple de l'évolution en fonction du temps des prédictions relatives aux forces de compression s'exerçant sur le disque L5/S1 (correspondant à db selon la figure 9) et d'une 7 2770391 représentation de la séquence d'évaluation sous la forme d'un petit personnage orienté. La figure 1 présente la mise en place des capteurs destinés à la mesure des angles des genoux et des hanches. Les capteurs 1 d'enregistrement de l'angle des genoux sont fixés sur des rails 2, adaptés à la forme de la jambe et fixés à l'aide de bandes grippantes à celle-ci, par l'intermédiaire du vêtement. Le réglage des capteurs d'angle de genou 1 et d'angle de hanche 2 utilisent des liaisons hanche- genou flexibles, télescopiques, adaptables à la longueur de la cuisse et facilement détachables au moyen d'un système de fixation rapide 5a. Les capteurs d'angle de hanche 4 sont fixés à des plaques 6, qui à leur tour sont attachées, par exemple à l'aide de bande grippante, à la ceinture de reins 7, adaptable à la circonférence des hanches du porteur. On accorde une importance particulière au fait qu'aucune fixation ne s'effectue au niveau du buste, car dans ce cas le risque de décentrage en raison des mouvements musculaires est très important. Les liaisons hanche-genou 5 réglables en longueur et flexibles permettent de compenser tous les mouvements de compensation entre les articulations du genou et de la hanche et le centre de rotation du capteur 1 reste fixé précisément au-dessus du centre de rotation du genou. La figure 2 présente la mise en place du bloc détecteur 8, qui reçoit les données des capteurs de flexion, de flexion latérale pour la zone de la colonne thoracique et de torsion de la colonne vertébrale, sur le gilet, perméable à la respiration et stable, 9. Sur ce gilet, sont disposés en outre les unités de commande et de mémoire 10 et 11 pour le système de mesurage des postures corporelles ou pour le système de mesurage des forces de réaction du sol. Sur la ceinture de reins 7, est placée l'unité de capteurs 12. A ce bloc détecteur 12, est en outre fixée une glissière indéformable 13 pour l'élément de réglage flexible 14 du capteur de torsion. A ce niveau, I'axe flexible du bloc détecteur de torsion 14 se transforme en une barre métallique carrée, qui est à nouveau poussée dans une glissière 13 et reste dans cette situation mobile dans la direction verticale. La glissière du torsiomètre 13 est 8 2770391 reliée au bloc détecteur 12 par l'intermédiaire d'une articulation du type charnière 13a. Le bloc détecteur inférieur 12 contient les capteurs servant à la mesure de la flexion du tronc (zone du rachis lombaire) et des connexions pour les potentiomètres mesurant les angles des jambes. Le bloc détecteur 8 contient deux inclinomètres, dont les plages de mesure sont adjacentes, afin de pouvoir couvrir une plage angulaire de plus de 180 . Les données de mesure fournies par les capteurs sont lues avec une vitesse de scrutation de 20 - 50 Hz, afin de pouvoir saisir également les processus dynamiques. Elles sont stockées sur un support de mémoire facile à remplacer, dont la capacité est mesurée de manière à ce que la totalité des données relatives à un poste de travail puissent y être stockées (par exemple, des cartes Flash). Les capteurs servant à déterminer l'inclinaison des colonnes lombaire et thoracique comprennent de préférence un gyroscope et deux inclinomètres, dont les signaux sont mémorisés de manière séparée et mélangés lors de l'exploitation, afin d'unir les avantages des gyroscopes - à savoir un comportement dynamique approprié -, et ceux des inclinomètres, - une mesure absolue des angles par rapport à l'axe vertical. Pour déterminer la position d'autres articulations, par exemple des bras, il est possible d'installer des capteurs supplémentaires tels que des potentiomètres, des goniomètres, etc. La figure 3 montre en vue latérale la mise en place de la ou des source(s) d'alimentation en énergie 15 sur le gilet 9 et l'instalation des blocs détecteurs 8 et 12 et de l'unité de commande. La répartition des poids sur les faces thoracique et dorsale peut s'effectuer selon l'invention de manière à ce que les éléments du système de mesurage imposent au sujet une charge régulièrement répartie. Pour compléter, on met encore en place un microcontrôleur pour mesurer les forces de réaction du sol, ainsi qu'une unité d'exploitation, dans laquelle s'opère la conversion des données mesurées en coordonnées spatiales absolues ainsi qu'une mise en relation à l'intérieur des classes de postures corporelles. 9 2770391 La construction de principe d'une telle unité d'enregistrement des données est représentée sur la figure 8. Les repères ont la signification suivante: : microcontrôleur (80517) 141: capteurs analogiques, 142: capteurs numériques, 143: multiplexeur, 144: compteur circuit intégré, : convertisseur analogique-numérique, 146:port, 147: unité centrale, 148: horloge - synchronisation temporelle (fréquence de scrutation 20 Hz), 149: force verticale (créée par exemple par le poids du corps et le poids de la charge), : système de mesurage de la pression des pieds (par exemple, de l'usine novel GmbH, Munich), 151: amplificateur. Le processus méthodique appliqué à la détermination de la charge soulevée ou des forces externes est représenté sur la figure 4 sous la forme d'un organigramme. Pour chaque cycle de scrutation, on calcule à partir des angles mesurés à l'aide du système de mesurage selon l'invention, la vitesse et l'accélération angulaires. Partant de là, en prenant en compte les données anthropomorphiques, on calcule la force de réaction du sol. Enfin, par comparaison de la force de réaction du sol mesurée à l'aide du système de mesurage de la pression des pieds et de la force de réaction du sol calculée à partir des angles corporels, on détermine la charge soulevée. La figure 5 présente de manière schématique la méthode permettant de mettre en relation les postures corporelles et les poids de charge mesurées avec des valeurs prédéterminées, et la poursuite du traitement de ces données. La portée des résultats obtenus peut être élargie, dans une étape supplémentaire, par la prise en compte de valeurs médicales, afin par exemple de formuler des modifications nécessaires concernant les activités étudiées. 2770391 La figure 6 présente l'organigramme correspondant au calcul de la charge supportée par une articulation ou par la colonne vertébrale, à partir des évolutions temporelles mesurées des angles corporels (vitesse angulaire, accélération angulaire), des forces de réaction du sol mesurées, des points d'application des forces idéals et des donnés anthropométriques (taille, poids, position des centres de gravité). A partir de l'évolution de la force de réaction du sol (mesure) et de la force de réaction du sol (prédiction du modèle), s'opère la reconstitution du poids total. La force de réaction du sol peut être déterminée par l'intermédiaire des répartitions des pressions sur les semelles de mesure droite et gauche. Pour déterminer le poids (poids du corps et de la charge) et sa répartition sur les semelles de mesure, on utilise un système de mesurage de la pression des pieds du commerce, par exemple celui de l'usine novel GmbH, Munich, équipé en propre d'un microcalculateur et d'une unité de mémoire 11 portables qui, par l'intermédiaire d'une impulsion de synchronisation, commandent la scrutation synchrone des angles corporels par le système de mesurage décrit précédemment. Les données mémorisées sont exploitées automatiquement, comme décrit ci-après, après achèvement de la mesure. Pour calculer la force de réaction du sol totale prévisible, on détermine à partir des dérivées des angles corporels mesurés, les composantes d'accélération et de vitesse et on convertit les données obtenues en forces et en moments s'exerçant sur les différentes articulations. La figure 7 fournit un organigramme présentant une autre possibilité d'utilisation des résultats de mesure, consistant à comparer les angles corporels déterminés et les vitesses et accélérations angulaires calculées, à des valeurs normalisées, comparaison dont on déduit éventuellement la présence de diminutions fonctionnelles. Dans ce qui suit, on décrira à partir de l'exemple d'une activité professionnelle, I'enregistrement automatique des charges supportées par la colonne vertébrale. La figure 9 fournit une vue d'ensemble du procédé d'enregistrement, de représentation et de mise en relation automatique de paramètres d'astreinte biomécaniques. Dans l'étape a de la figure 9, s'effectue la mesure de l'évolution en fonction du temps des angles corporels. Les détails concernant ce point sont explicités dans les diagrammes 10 et 11 suivants. En parallèle, dans l'étape b, s'opère le mesurage de la force de réaction du sol et des points d'application des forces dans la zone des semelles. Les résultats des mesures des étapes a et b sont exploités d'une part après l'évaluation sous l'angle des sciences de la santé au travail (étapes cal et ca2), sous forme de profil de charge de l'activité professionnelle (étape da) et d'autre part, après l'exploitation biomécanique dans les étapes cbl et cb2, sous forme de représentation de l'évolution en fonction du temps de la force de compression s'exerçant sur les disques (étape db). A ce sujet, on a établi d'autres diagrammes de blocs concernant l'évaluation sous l'angle des sciences de la santé au travail (figure 12 et 13) et l'exploitation biomécanique (figure 14). Le traitement du signal dans l'étape a est représenté de façon schématique sur la figure 10. Dans une étape de calibration 20, faisant appel à des modules multiplicateurs, additionneurs et mémoire, on introduit les signaux suivants sous forme de valeurs de mesure électriques: signaux d'angle de genou gauche et droit 21 a, 21 b, signaux d'angle de hanche gauche et droite 22a, 22b, signal de torsion des jambes, signal de flexion latérale des jambes 22, 23. Les signaux 21- 23 représentés par une ligne continue ont été mesurés à l'aide d'un potentiomètre et correspondent ainsi à des mesures relatives, les signaux 24 - 30, représentés sous forme de ligne discontinue, ont été mesurés au moyen de gyroscopes et d'inclinomètres et constituent par conséquent, comme décrit plus loin, des signaux angulaires rapportés à un repère fixe par rapport à la pièce. Ces signaux rapportés à un repère fixe sont introduits après exécution de l'étape de calibration 20, par l'intermédiaire des conducteurs 31 - 34, dans le mélangeur de signaux , qui se compose de modules d'intégration, d'addition et de multiplication, dans lequel, après intégration numérique, le signal provenant du gyroscope mesurant la flexion du torse (signal 25) est mélangé aux signaux d'inclinomètre correspondants 26, 27, lors de 12 2770391 chaque scrutation. De manière analogue, on procède pour la colonne thoracique comme pour le torse, le signal gyroscopique 28 étant en permanence mélangé, après intégration numérique, lors de chaque scrutation, au signaux d'inclinomètre 29, 30. On obtient en résultat deux signaux stabilisés sous forme de signal angulaire de flexion BWS 36 et de signal angulaire de flexion LWS 37. Ces signaux 36 et 37 sont soit introduits directement dans l'étape cbl de calcul des forces s'exerçant sur les différentes articulations et des moments s'exerçant sur les différentes articulations, soit utilisés sous forme de signaux 38 et 39, pour convertir les angles corporels mesurés de manière relative, en informations angulaires 21 - 23 par rapport à un repère fixe par rapport à la pièce. En outre, les signaux issus de l'étape 20 de calibration, 41, 42, 43, 44 et 45 sont débarrassés dans le module de filtrage des composantes du signal correspondant à des parasites et au bruit. Cette opération s'effectue à travers des modules électroniques usuels, comprenant une transformation de Fourrier rapide 46, une multiplication avec fonction filtre passe-bas 47 et une transformation inverse 48. Après cette étape, les signaux filtrés 51, 52, 53 et 54 parviennent dans l'unité de conversion 50, dans laquelle les signaux angulaires relatifs sont convertis en signaux angulaires absolus, rapportés à un axe vertical fixe par rapport à la pièce, 55, 56 et 57. Les résultats peuvent ensuite être transmis à l'étape ca1 de reconnaissance de modèles de mouvements. La figure 11 présente de manière schématique le fonctionnement du mélangeur de signaux 35. Ce mélangeur reçoit comme signal d'entrée le signal du gyroscope 25 qui indique une flexion du buste (colonne lombaire). Il reçoit également, en position 35, d'autres signaux d'entrée correspondant aux signaux d'inclinomètre 26 et 27, le signal 26 représentant la plage d'inclinaison du rachis lombaire de 0 à 120 et le signal 27 représentant la plage d'inclinaison du rachis lombaire de 120 à 240 . Pour la colonne thoracique, on mélange de manière correspondante les signaux 28, 29 et 30 avec le signal du gyroscope 25. Le module le plus important dans le mélangeur de signaux 35 est I'unité centrale 60, constituée d'une mémoire 61, d'une unité d'intervalle 13 2770391 de scrutation 62 fonctionnant avec une fréquence fA et d'unités de facteurs de mélange, KI pour les signaux du gyroscope 63 et K2 pour le signal de l'inclinomètre 64, la somme K. + K2 étant égale à 1. La valeur préférée pour KI est de 0,9 et pour K2 de 0,1. Dans l'unité centrale 60, le mélange des signaux s'opère d'après la fonction (c(I) = (P(I-I) + (owo(l). (fA)-'). K1 + qDw sol totale prévisible. Conformément à la figure 9, on établit dans l'étape ca1 des valeurs de seuil pour la reconnaissance des modèles de mouvement et on détermine dans l'étape ca2 les forces externes. L'étape ca2 reçoit par l'intermédiaire du conducteur 71 les angles corporels suivants rapportés à un repère de la pièce (voir figure 13): torsion du buste conducteur 72 flexion latérale du buste conducteur 73 flexion du buste LWS conducteur 74 flexion du buste BWS conducteur 75 Angle de la hanche gauche/droite conducteur 76 Angle du genou gauche/droit conducteur 77 Conformément à la figure 13, le moduledifférentiateur 80 regroupe ces angles corporels dans trois modules signal 81, 82 et 83, pour la zone du buste, la zone des hanches et celle des genoux, dans lesquels sont également formées, pour chaque angle, les vitesses angulaires et les accélérations angulaires. On compare les informations d'une base de données anthropométriques 90a, dans laquelle les 14 2770391 caractéristiques du sujet, comme la taille 84, le poids corporel 85, le sexe 86, I'âge 87 sont conservées, par l'intermédiaire du conducteur 88, avec celles d'une banque de données anthropométriques 90b contenant des données corporelles normalisées, telles que le poids et les dimensions des parties du corps, la position des centres de gravité des parties du corps et le type d'articulation, pour y sélectionner les données standards correspondantes, que l'on enregistre, par l'intermédiaire du conducteur 89, dans la mémoire 90c. L'échange de données avec le registre de données de mesure 91, par l'intermédiaire du conducteur 92, permet de déterminer la force de réaction du sol total prévisible, sans prendre en compte les forces externes. On peut connaître cette force de réaction du sol totale Frod par l'intermédiaire du conducteur 93. La figure 12 décrit la formation des valeurs de seuil conformément à l'étape ca1 et présente l'édition du profil de charge sous la forme de modèles de mouvements et de forces externes. L'unité centrale est constituée ici d'une mémoire 100, qui contient les valeurs de seuil des angles corporels permettant la caractérisation univoque des postures corporelles. La mémoire 100 est reliée à un module comparateur 101, dans lequel aboutissent aussi,les signaux angulaires corporels rapportés à un repère fixe de la pièce, comme la torsion du buste 102, la flexion latérale du buste 103, la flexion du buste LWS 104, la flexion du buste BWS 105, I'angle de hanche gauche/droit 106, I'angle du genou gauche/droit 107. Le comparateur 101 est ensuite relié à une mémoire 108 contenant le code de posture dorsale et à une mémoire 109 contenant le code de posture des jambes. Ces deux mémoires sont reliées par l'intermédiaire des connecteurs 111 et 112 avec le comparateur de valeurs limites 110, dans lequel aboutit à nouveau un conducteur 113 provenant du comparateur 114. Le comparateur 114 compare la force de réaction du sol totale issue du conducteur 93 avec les classes de poids de charge contenues dans la mémoire 115. Ainsi, il est possible, en interrogeant le comparateur de valeurs de seuil 110, par l'intermédiaire des conducteurs 116 et 117, d'obtenir des profils de charge sous la forme de modèles de mouvement et de forces externes. Pour déterminer les forces et les moments s'exerçant sur les différentes articulations ou la force de compression supportée par les 2770391 disques dans les étapes cbl et cb2, il faut convertir les angles corporels mesurés en angles corporels par rapport à un repère de la pièce, conformément à l'étape a de la figure 9 ou des figures 10 et 11. Ces angles sont désignés sur la figure 14 par le groupe de signaux 119. Après formation des vitesses et des accélérations angulaires correspondantes dans le module différentiateur 120, les résultats sont transmis par les conducteurs 121, 122 et 123 au module multiplicateur 124. En parallèle à ces opérations, après saisie des données corporelles relatives au sujet par l'intermédiaire du groupe de signaux , à l'aide d'une base de données anthropométriques 126, on enregistre des valeurs concernant l'anatomie musculaire fonctionnelle par l'intermédiaire du conducteur 127, et des valeurs concernant les dimensions et les poids des parties corporelles, la position des centres de gravité des parties corporelles et le type d'articulation, par l'intermédiaire du conducteur 128, dans la mémoire centrale 130. Le conducteur 129 permet d'effectuer un échange de données, les forces et les moments s'exerçant sur les articulations, ainsi que les forces de compression supportées par les disques étant transmises par l'intermédiaire du conducteur 131 dans les étapes du procédé da et db. Les résultats des étapes du procédé da et db sont représentés à titre d'exemple sur les figures 15 et 16. La figure 15 montre un extrait d'une séquence de mouvements, accompagné de sa représentation selon le système OWAS utilisant des bâtonnets de couleur et de l'interprétation correspondante. On reconnaît le déroulement de l'activité à partir de l'instant t = 0 s, selon la succession: se tenir debout, soulever une charge (12 kg) avec flexion du buste et flexion des jambes, tenir la charge, fléchir les genoux avec la charge, tenir la charge, déposer la charge avec flexion et torsion du buste et avec les jambes fléchies, se lever. A l'étape de procédé da, parviennent les signaux 116, 117 et 93, le signal 116 contenant une valeur d'angle correspondant à chaque code OWAS. La signal 117 indique les différents pics de charge. La grandeur caractéristique fournie par le signal 93 est la force de réaction du sol prévisible F,,d sans prise en compte des forces externes. 16 2770391 L'étape de procédé db fournit en résultat une représentation de l'évolution en fonction du temps de la force de compression s'exerçant sur les disques, en tant qu'indicateur de charge lors du levage de caisses lourdes. Cette représentation peut, à titre d'exemple comme sur la figure 16, prendre la forme d'une prédiction des forces de compression supportées par le disque L5/S1. Le conducteur 132 permet également une réinjection au niveau de l'étape da, de sorte qu'une évaluation totale peut être affichée sous la forme d'un diagramme. Aspect particulièrement favorable, la représentation visuelle est complétée ici par le "petit personnage orienté", qui permet de contrôler les données posturales mesurées en temps réel sur l'écran ou le profil de charge imprimé. La figure 15 présente les désignations des codes et la figure 16, une représentation du "petit personnage orienté". Ainsi, le procédé pour l'enregistrement, la représentation et la mise en relation automatique avec des postures corporelles classifiées de paramètres d'astreinte mesurés sur un sujet libre de ses mouvements, pendant la durée d'un poste de travail, est caractérisé par: a) la mesure de l'évolution en fonction du temps d'angles corporels tels que l'angle du genou, I'angle de la hanche et l'angle du tronc lors d'une torsion du buste, lors d'une flexion latérale et lors d'une flexion de la zone de la colonne thoracique et de la colonne lombaire, sur le sujet libre de ses mouvements, pendant une activité physique; b) mesure de la force de réaction du sol et des points d'application des forces dans la zone des semelles du sujet; ca1l) formation de valeurs de seuil pour la reconnaissance de postures corporelles et pour la comparaison de ces valeurs de seuil avec les angles mesurés, en vue d'identifier des modèles de mouvement; ca2) calcul de la force de réaction du sol totale prévisible à partir des angles corporels mesurés, à l'aide des données anthropométriques correspondantes, et soustraction de la force de réaction du sol totale prévisible de la force de réaction du sol totale réellement mesurée, afin de déterminer les forces extemrnes; 17 2770391 da) identification de modèles de mouvement et édition de profils de charge (posture corporelle et forces externes avec mise en relation temporelle sur l'ensemble de la durée de la mesure); cbl) détermination par dérivation des composantes d'accélération et de vitesse des angles corporels mesurés et conversion de ces composantes, connaissant la force de réaction du sol mesurée, en forces et en moments s'exerçant sur les différentes articulations; cb2) déduction d'une force de compression supportée par un disque; db) représentation de l'évolution en fonction du temps de la force de compression s'exerçant sur un disque en tant qu'indicateur de charge. Selon une autre caractéristique de l'invention, la mesure de force de réaction du sol s'effectue de manière capacitive et le signal de mesure est transmis par l'intermédiaire d'un amplificateur fonctionnant avec une tension alternative, à un convertisseur analogique / numérique. Selon encore une autre caractéristique, pour calculer la réaction du sol totale prévisible, on détermine les forces s'exerçant sur les différentes articulations du fait des différents poids et de la cinétique mesurée des parties du corps correspondantes, et on effectue la sommation de leurs composantes verticales. Selon une autre caractéristique, les données mesurées à la suite des étapes a) et b) sur le sujet sont mémorisées de manière intermédiaire et simultanément, en l'espace d'un intervalle de temps allant jusqu'à la fin de la mesure (par exemple jusqu'à la fin d'un poste de travail), sont traitées pour l'exploitation conformément aux étapes ca1, ca2, da, cbl, cb2 et db. Selon une autre caractéristique, la calibration des mesures s'effectue par comparaison de la posture corporelle du sujet avec celle du petit personnage, au début et à la fin d'une série de mesures. Selon une autre caractéristique, pour déterminer la force de compression dans la zone du rachis lombaire, on détermine les forces s'exerçant sur les différentes articulations en prenant en compte les bras de levier correspondants, puis, à partir de l'équilibre des moments 18 2770391 autour du centre de gravité des disques, la force de compression s'exerçant sur la section horizontale du disque. Selon une autre caractéristique, on détermine à partir des valeurs des poids des charges mesurées les pics de charge et on les compare avec une dose maximale (force -temps -charge). Selon encore une autre caractéristique, les valeurs de seuil sont définies comme des grandeurs angulaires positives ou négatives, et lors d'un écart des valeurs mesurées vers le haut ou vers le bas par rapport à ces limites, un signal de reconnaissance d'une séquence de mouvements est declenché. L'invention a également pour objet, un système de mesurage pour l'enregistrement de paramètres d'astreinte, en particulier, pour l'enregistrement de la posture corporelle et des mouvements corporels, caractérisé par des capteurs d'angle (1 et 4) positionnables sur les articulations corporelles et sur la colonne vertébrale, par des électroniques de mesure et de mémoire et par des sources d'alimentation en énergie, et en outre par deux combinaisons de capteurs enregistrant la position de la colonne vertébrale par rapport à un axe vertical fixe par rapport à la pièce, en au moins deux endroits, combinaisons comprenant chaque fois deux inclinomètres et un gyroscope. Selon une autre caractéristique, un système de mesurage de la pression des pieds pour l'enregistrement de la force de réaction du sol, présentent une fréquence de scrutation identique à celle des moyens de mesurage de la posture corporelle. Selon une autre caractéristique, les combinaisons de capteurs placées à la ceinture de reins 7 et destinées à la mesure de la flexion de la colonne lombaire sont fixées dans un plan sagittal par rapport à l'axe vertical. Selon une autre caractéristique, les combinaisons de capteurs placées sur un gilet 9 à porter par dessus le vêtement, destinées à mesurer la flexion de la colonne thoracique, peuvent être fixées dans le plan sagittal par rapport à l'axe vertical. Selon une autre caractéristique, pour mesurer la flexion de la colonne thoracique dans le plan latéral par rapport à l'axe vertical, il est 19 2770391 prévu un inclinomètre qui est positionnable sur le gilet 9, dans la zone du rachis thoracique. Selon une autre caractéristique, pour mesurer la torsion de la colonne vertébrale entre la zone du rachis lombaire et celle du rachis thoracique, il est prévu un potentiomètre, qui est positionnable sur le gilet (9), au dessus de la zone du rachis thoracique, et qui est réglé par l'intermédiaire d'une liaison sans torsion 14 avec une glissière disposée sur la ceinture de reins 7, au-dessus du rachis lombaire, permettant l'adaptation aux variations de longueur. 2770391 Revendications 1. Procédé pour l'enregistrement, la représentation et la rmise en relation automatique avec des postures corporelles classifiées de paramètres d'astreinte mesurés sur un sujet libre de ses mouvements, pendant la durée d'un poste de travail, caractérisé par: a) la mesure de l'évolution en fonction du temps d'angles corporels tels que l'angle du genou, I'angle de la hanche et l'angle du tronc lors d'une torsion du buste, lors d'une flexion latérale et lors d'une flexion de la zone de la colonne thoracique et de la colonne lombaire, sur le sujet libre de ses mouvements, pendant une activité physique; b) mesure de la force de réaction du sol et des points d'application des forces dans la zone des semelles du sujet; ca1) formation de valeurs de seuil pour la reconnaissance de postures corporelles et pour la comparaison de ces valeurs de seuil avec les angles mesurés, en vue d'identifier des modèles de mouvement; ca2) calcul de la force de réaction du sol totale prévisible à partir des angles corporels mesurés, à I'aide des données anthropométriques correspondantes, et soustraction de la force de réaction du sol totale prévisible de la force de réaction du sol totale réellement mesurée, afin de déterminer les forces extemrnes; da) identification de modèles de mouvement et édition de profils de charge (posture corporelle et forces externes avec mise en relation temporelle sur l'ensemble de la durée de la mesure); cbl) détermination par dérivation des composantes d'accélération et de vitesse des angles corporels mesurés et conversion de ces composantes, connaissant la force de réaction du sol mesurée, en forces et en moments s'exerçant sur les différentes articulations; cb2) déduction d'une force de compression supportée par un disque; db) représentation de l'évolution en fonction du temps de la force de compression s'exerçant sur un disque en tant qu'indicateur de charge. 21 2770391 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mesure de la force de réaction du sol s'effectue de manière capacitive et en ce que le signal de mesure est transmis, par l'intermédiaire d'un amplificateur (151) fonctionnant avec une tension alternative, à un convertisseur analogique/numérique (145). 3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on détermine la force de réaction du sol à partir de la répartition des pressions dans une semelle de mesure. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, pour calculer la réaction du sol totale prévisible, on détermine les forces s'exerçant sur les différentes articulations du fait des différents poids et de la cinétique mesurée des parties du corps correspondantes, et on effectue la sommation de leurs composantes verticales. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les données mesurées à la suite des étapes a) et b) sur le sujet sont mémorisées de manière intermédiaire et simultanément, en l'espace d'un intervalle de temps allant jusqu'à la fin de la mesure (par exemple jusqu'à la fin d'un poste de travail), sont traitées pour l'exploitation conformément aux étapes cal, ca2, da, cbl, cb2 et db. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les données mesurées sont éditées sous la forme d'une séquence de mouvements représentant un petit personnage orienté. 22 t2770391 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la calibration des mesures s'effectue par comparaison de la posture corporelle du sujet avec celle du petit personnage, au début et à la fin d'une série de mesures. 8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérise en ce que, pour déterminer la force de compression dans la zone du rachis lombaire, on détermine les forces s'exerçant sur les différentes articulations en prenant en compte les bras de levier correspondants, puis, à partir de l'équilibre des moments autour du centre de gravité des disques, la force de compression s'exerçant sur la section horizontale du disque. 9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, pour former les angles rapportés à l'axe vertical fixe de la pièce, il faut former les angles de flexion dans la zone des colonnes thoracique et lombaire, à partir d'un mélange de signaux comprenant les vitesses angulaires d'inclinaison mesurées par un gyroscope (25, 63) et les angles d'inclinaison mesurés par des inclinomètres (26, 27, 29, 64). 10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que d'autres angles corporels sont mesurés et rapportés à l'axe vertical, la mesure des signaux d'angle et de vitesse s'effectuant avec une fréquence de scrutation de 10 à 100 Hz. 11. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérise en ce que l'on détermine les angles corporels à partir de mesures relatives par des potentiomètres, des goniomètres et/ou des inclinomètres. 23 2770391 12. Procédé selon les revendications 9, 10 et 11, caractérisé en ce que, pour stabiliser l'angle de flexion, on mélange en continu le signal intégré numériquement du gyroscope (25, 63) et le signal d'inclinomètre, pendant chaque scrutation. 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'on soustrait les différentes valeurs mesurées et converties en données rapportées à l'axe vertical du gyroscope (25, 63), des inclinomètre et des potentiomètres, aux valeurs de seuil, et l'on utilise le montant de la différence pour identifier un modèle de mouvement. 14. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'en déterminant, par l'intermédiaire des dérivées mathématiques des angles mesurés, les vitesses et les accélérations, on transforme les angles corporels mesurées en forces motrices et, en prenant en compte le type d'articulation, la position du centre de gravité correspondant et les poids des parties du corps en question, on calcule les forces s'exerçant sur les articulations et les moments s'appliquant au centre de gravité des articulations. 15. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on détermine la force de réaction du sol totale escomptée à partir des angles corporels (vitesse angulaire, accélération angulaire) et des données anthropométriques (dimension, poids, position du centre de gravité) des parties du corps. 16. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que 24 2770391 l'on détermine à partir des valeurs des poids des charges mesurées les pics de charge et on les compare avec une dose maximale (force-temps-charge). 17. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les valeurs de seuil sont définies comme des grandeurs angulaires positives ou négatives et en ce que, lors d'un écart des valeurs mesurées vers le haut ou vers le bas par rapport à ces limites, un signal de reconnaissance d'une séquence de mouvements est déclenché. 18. Système de mesurage pour l'enregistrement de paramètres d'astreinte, en particulier, pour l'enregistrement de la posture corporelle et des mouvements corporels, caractérisé par des capteurs d'angle (1, 4) positionnables sur les articulations corporelles et sur la colonne vertébrale, par des électroniques de mesure et de mémoire et par des sources d'alimentation en énergie, et en outre par deux combinaisons de capteurs enregistrant la position de la colonne vertébrale par rapport à un axe vertical fixe par rapport à la pièce, en au moins deux endroits, combinaisons comprenant chaque fois deux inclinomètres et un gyroscope. 19. Système de mesurage selon la revendication 18, caractérisé en ce que l'on utilise deux inclinomètres afin de pouvoir couvrir une plage angulaire dépassant 180 . 20. Système de mesurage selon la revendication 18 ou 19, caractérisé en ce qu'il est prévu une unité d'exploitation pour la pondération des signaux de sortie des inclinomètres et du gyroscope qui lui sont acheminés et pour leur regroupement sous forme d'une valeur. 2770391 21. Système de mesurage selon la revendication 20, caractérisé en ce que l'unité d'exploitation destinée à la pondération des signaux de sortie qui lui parviennent est constituée d'un circuit électronique pour le traitement des signaux composé de circuits opérateurs d'intégration et d'addition. 22. Système de mesurage selon la revendication 20, caractérisé en ce qu'il est prévu, de plus, un système de mesurage de la pression des pieds pour l'enregistrement de la force de réaction du sol, présentant une fréquence de scrutation identique à celle des moyens de mesurage de la posture corporelle. 23. Système de mesurage selon la revendication 22, caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens permettant une scrutation synchrone des capteurs de posture et du système de mesurage de la pression des pieds. 24. Système de mesurage selon la revendication 20 ou 23, caractérisé en ce que, les capteurs d'angle de, genou (1), de préférence des potentiomètres, sont fixés sur des rails (2), qui peuvent être fixés sur le vêtement au niveau de la jambe et qui peuvent s'ajuster à la position de l'articulation du genou. 25. Système de mesurage selon la revendication 24, caractérisé en ce que les capteurs d'angle de hanche (4), de préférence des potentiomètres, sont fixés sur des plaques (6), qui peuvent être mises en place de manière librement ajustable sur une ceinture de reins (7), portable par dessus le vêtement, et qui peuvent s'ajuster à la position de l'articulation de la hanche. 26. Système de mesurage selon la revendication 25, 26 2770391 caractérisé en ce que le capteur d'angle de hanche (4) et le capteur d'angle de genou (1) de chaque côté du corps sont réglés à l'aide d'une liaison détachable à l'aide d'un dispositif de fermeture rapide (5a), flexible, en fonction de la posture adoptée par le corps. 27. Système de mesurage selon la revendication 26, caractérisé en ce que les combinaisons de capteurs placées à la ceinture de reins (7) et destinées à la mesure de la flexion de la colonne lombaire sont fixées dans un plan sagittai par rapport à l'axe vertical. 28. Système de mesurage selon la revendication 27, caractérisé en ce que les combinaisons de capteurs placées sur un gilet (9) à porter par dessus le vêtement, destinées à mesurer la flexion de la colonne thoracique, peuvent être fixées dans le plan sagittal par rapport à l'axe vertical. 29. Système de mesurage selon la revendication 28, caractérisé en ce que, pour mesurer la flexion de la colonne thoracique dans le plan latéral par rapport à l'axe vertical, il est prévu un inclinomètre qui est positionnable sur le gilet (9), dans la zone du rachis thoracique. 30. Système de mesurage selon la revendication 29, caractérisé en ce que, pour mesurer la torsion de la colonne vertébrale entre la zone du rachis lombaire et celle du rachis thoracique, il est prévu un potentiomètre, qui est positionnable sur le gilet (9), au dessus de la zone du rachis thoracique, et qui est réglé par l'intermédiaire d'une liaison sans torsion (14) avec une glissière disposée sur la ceinture de reins (7), au-dessus du rachis lombaire, permettant I'adaptation aux variations de longueur. 27 2770391 31. Système de mesurage selon la revendication 30, caractérisé en ce qu'une source d'alimentation en énergie (15), un microcalculateur (10) pour la commande et la scrutation des capteurs et une unité de mémoire sont fixés au gilet (9). 32. Système de mesure selon les revendications 23 et 31, caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens pour déterminer une charge manipulée à partir des données de posture corporelle et de force de réaction du sol enregistrées par le système de mesurage. 33. Système de mesurage selon l'une des revendications 18 à 32, caractérisé en ce que les moyens destinés à la détermination de la charge manipulée sont constitués d'un système de régulation, dans lequel on introduit les postures corporelles et les forces de réaction du sols enregistrées comme signaux d'entrée et les forces de réaction du sol calculées comme grandeurs de conduite. 34. Système de mesurage selon l'une des revendications 18 à 33, caractérisé par des moyens destinés à la comparaison en continu et à la mise en relation des données de posture corporelle et de poids de charge déterminées avec des postures corporelles et des poids de charge prédéterminés, et à leur pondération. 35. Système de mesurage selon l'une des revendications 18 à 34, caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens pour la détermination des force s'exerçant sur des parties déterminées du squelette, en particulier la colonne vertébrale, et de leur évolution en fonction du temps, à partir des données de posture corporelle et de poids de charge déterminées, à l'aide d'un modèle dynamique du corps humain. 36. Système de mesurage selon l'une des revendications 18 à 35, 28 II2770391 caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens pour comparer les séquences de mouvements temporelles et spatiales d'articulations ou de la colonne vertébrale, avec des valeurs normalisées fixées afin de constater des diminutions fonctionnelles.