# Opérateurs d'engins mobiles - Vers une prise en compte de la posture dans l'évaluation du risque vibratoire

Maël Amari, Patrice Donati

► To cite this version:

Maël Amari, Patrice Donati. Opérateurs d'engins mobiles - Vers une prise en compte de la posture dans l'évaluation du risque vibratoire. Hygiène et Sécurité du Travail, 2012, 227 (nd2359), pp.29-37. hal-05190894

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# OPÉRATEURS D'ENGINS MOBILES
VERS UNE PRISE EN COMPTE DE LA POSTURE DANS L'ÉVALUATION DU RISQUE VIBRATOIRE

Les enquêtes épidémiologiques démontrent un risque accru de lombalgie chez les opérateurs d'engins mobiles travaillant en position assise. Pour prévenir ce risque, l'INRS et ses homologues internationaux cherchent à développer une méthode d'évaluation du risque vibratoire intégrant l'ensemble des contraintes physiques auxquelles des opérateurs d'engins vibrants peuvent être exposés. Les efforts portent sur l'apport de connaissances nouvelles concernant la quantification ainsi que l'évaluation de la sévérité de la posture et des mouvements d'un conducteur dans un environnement vibrant (modélisation, épidémiologie, protocole d'évaluation, etc.). Aujourd'hui, les préventeurs n'en sont qu'à l'étape initiale de spécification des grandeurs descriptives de la posture et de l'environnement ergonomique du conducteur assis. L'objectif de cet article est de présenter, à travers une revue de littérature, les connaissances actuelles sur les principaux risques physiques à l'origine de troubles lombalgiques chez les opérateurs d'engins mobiles. Les grandeurs de référence qui déterminent la position et les mouvements du corps sont ensuite détaillées et illustrées par des mesures effectuées à l'aide d'un dispositif spécifique adapté au poste de conduite d'engins mobiles.

L'enquête SUMER estime que 10 % des travailleurs français sont exposés à des vibrations de l'ensemble du corps susceptibles de porter atteinte à leur santé [1]. Parmi l'ensemble des catégories professionnelles étudiées, les opérateurs d'engins mobiles du BTP, des transports, de la manutention ou de l'agriculture sont les travailleurs pour lesquels le taux de prévalence des déclarations de mal de dos est le plus élevé. Ils sont principalement exposés à des secousses,

des chocs, et des vibrations transmises à l'ensemble du corps par l'intermédiaire du siège sur lequel ils sont assis.

Certaines atteintes de la colonne vertébrale ou des tissus qui l'entourent, liées à l'exposition du corps aux vibrations, sont reconnues comme maladies professionnelles (sciatique par hernie discale L4-L5 ou L5-S1, radiculale critique par hernie discale L2-L3 ou L3-L4 ou L4-L5). Elles sont indemnisées au titre du tableau n°97 du régime général

☐ Vibration

☐ Engin

☐ Travail assis

☐ Posture

☐ Lombalgie

☐ Mesure

► Maël AMARI, Patrice DONATI, INRS, département Ingénierie des équipements de travail

## MOBILE MACHINE OPERATORS: POSTURE CONSIDERATION IN ASSESSING VIBRATION RISK

Epidemiological studies reveal a greater risk of low back pain (lumbago) for mobile machine operators working in a seated position. INRS and its international counterparts are seeking to prevent this risk by developing a vibration risk assessment method, which integrates all the physical stresses to which vibrating machine operators can be exposed. Research efforts are based on contributing new knowledge concerning quantification and evaluation of posture severity and operator movements in a vibrating environment (modelling, epidemiology, evaluation protocol, etc.). Prevention specialists are currently only at the initial stage of specifying descriptive quantities for the seated operator's posture and the ergonomic environment. The purpose of this paper is to present existing knowledge of the main physical risks causing low back disorders in mobile machine operators by reviewing the relevant literature. The reference quantities, which determine body position and movements are then detailed and illustrated by measurements taken using a specific device adapted to mobile machine driving stations

☐ Vibration

☐ Mobile machine

☐ Seated work

☐ Posture

☐ Low back pain

☐ Measurement
de la sécurité sociale [2]. Ces troubles
lombalgiques, première cause de handi-
cap chez les travailleurs de moins de
45 ans, occupaient en 2010 la 7ᵉ place en
nombre de maladies professionnelles
déclarées en France [3].

Pour garantir un meilleur niveau de
protection, des prescriptions minimales
relatives à l'exposition des travailleurs
aux vibrations sont définies par la direc-
tive 2002/44/CE du parlement européen
et du conseil [4]. Ces prescriptions sont
transposées en droit français par le
décret n° 2005-746 du 4 juillet 2005 [5].
Elles imposent aux employeurs d'évaluer
le risque vibratoire conformément aux
dispositions de la norme ISO 2631-1:1997
[6]. La procédure tient compte de l'ampli-
tude des vibrations, de leur durée, de leur
contenu fréquentiel ainsi que de leurs
directions par rapport à une posture
statique de référence.

Même si ces paramètres sont essen-
tiels pour l'évaluation du risque de mal
de dos au poste de conduite de machines
mobiles, d'autres facteurs ne doivent pas
être négligés : l'ergonomie du poste de
travail, les contraintes organisation-
nelles, le travail en position assise pro-
longée, ou encore les mouvements liés à
la tâche de travail [6, 7]. En effet, il est
supposé que les contraintes créées par les
vibrations au niveau du dos, des épaules
et du cou sont susceptibles d'être aug-
mentées par des postures défavorables
liées à la tâche de travail. Selon cette
hypothèse, la prise en compte de la pos-
ture idéale décrite par la norme ISO-
2631:1997 (buste droit, genoux à 90°,
mains sur les genoux) ne serait pas suf-
fisamment représentative des situations
réelles [8]. Bien que les préconisations de
cette norme soient basées sur une rela-
tion de cause à effet entre l'exposition
aux vibrations et les lombalgies, les pon-
dérations fréquentielles proposées sont
issues d'un travail de laboratoire effectué
sur des sièges standardisés très diffé-
rents des sièges réels (assise plate et
rigide, pas de dossier) [7, 9]. Enfin, La
posture de l'opérateur est supposée sta-
tique par la norme durant toute la durée
d'exposition. Ce n'est pas le cas dans la
réalité.

Dans ce contexte, les experts ont mis
en place une démarche visant à intégrer
l'ensemble des contraintes physiques
auxquelles peuvent être exposés des tra-
vailleurs dans la procédure d'évaluation
du risque vibratoire de la norme ISO
2631-1:1997. Les efforts portent sur l'ap-

port de connaissances nouvelles concer-
nant la quantification (grandeurs de
référence, mesures, etc.) ainsi que l'éva-
lation de la sévérité (modélisation, épi-
démiologie, protocole d'évaluation, etc.)
de la posture et des mouvements d'un
conducteur. Aujourd'hui, les experts n'en
sont qu'à l'étape initiale de spécification
des quantités descriptives de la posture
et de l'environnement ergonomique d'un
conducteur assis.

L'objectif de cet article est de présen-
ter l'état d'avancement de cette démarche
de prévention consistant à prendre en
compte la posture dans l'évaluation de la
sévérité vibratoire. Les connaissances
actuelles qui concernent les principaux
risques physiques à l'origine de troubles
lombalgiques chez les opérateurs d'en-
gins mobiles sont présentées à travers
une synthèse de la littérature disponible
sur le sujet. Les grandeurs de référence
qui déterminent la position et les mou-
vements du corps sont ensuite détaillées
et illustrées par des mesures effectuées
à l'aide d'un dispositif spécifique adapté
au poste de conduite d'engins mobiles.

RISQUES PHYSIQUES
DE LOMBALGIE
PROFESSIONNELLE

La lombalie est une douleur du bas
du dos qui peut être intense et handica-
pante. Elle n'est généralement pas pro-
portionnelle à la gravité des lésions
(atteintes de ligaments, muscles et ten-
dons qui assurent le rôle locomoteur du
rachis) mais peut rendre toute activité
physique pénible, voire impossible. Les
principaux facteurs de risque de lombal-
gie aiguë (durée < 6 semaines) ou chro-
nique (durée > 3 mois) peuvent être
regroupés en quatre catégories [10] :

les contraintes physiques : pos-
tures pénibles sous contraintes, manu-
tentions manuelles, exposition aux
vibrations, chutes, etc. ;

les paramètres individuels : cor-
pulence (maigreur ou obésité), gros-
sesse, anomalies anatomiques sévères,
inactivité, tabac, etc. ;

les aspects psychologiques :
conditions de travail jugées mauvaises,
insatisfaction au travail, stress,
contraintes psycho-sociales, etc. ;

l'absence de prévention ou de
soins : manque de culture de prévention

dans l'entreprise, prise en charge in-
daptée, etc.

Une analyse détaillée de l'activité des opérateurs d'engins mobiles montre qu'ils sont exposés à une combinaison de plusieurs facteurs de risque physique susceptibles d'augmenter la charge supportée par leur colonne vertébrale. L'un des plus importants est la station assise prolongée qui maintient l'individu dans une posture contrainte par les caractéristiques de l'habitacle de l'engin (forme et hauteur du siège, position des pédales, du volant ou des commandes). À cette position statique plus ou moins favorable s'ajoutent des mouvements liés à la tâche de travail à accomplir : se retourner, se pencher, tourner ou lever la tête. Dans certains cas, des contraintes supplémentaires peuvent également être présentes (force pour activer les commandes, manutention pendant ou juste après la conduite, etc.). D'autres facteurs peuvent enfin s'avérer traumatiques : l'état mental, le stress, la pénibilité perçue du travail sont autant de facteurs psychologiques susceptibles d'augmenter la tension et la fatigue musculaire créées par l'environnement physique dégradé de l'opérateur.

EXPOSITION AUX VIBRATIONS
DU CORPS

Les effets des vibrations sur la santé
sont très documentés [11, 12]. Les nom-
breuses études épidémiologiques dispo-
nibles font apparaître que l'exposition
aux vibrations est associée au mal de dos
dans toutes les activités étudiées [12 -
16]. Une relation de cause à effet est
établie entre la dose vibratoire reçue et
certaines pathologies (traumatismes du
dos et du cou, hernie discale, etc.) [17].

POSTURE ASSISE MAINTENUE

La position de travail assise est défi-
nie comme une posture droite pour
laquelle la tête et le torse sont verticaux,
les jambes pliées à environ 90° par rap-
port au niveau des hanches et des genoux
et les pieds posés sur le sol [18]. Il s'agit
d'une posture maintenue, considérée
« statique » par opposition à des mouve-
ments plus rapides liés à la réalisation
d'une tâche de travail.

Dans la plupart des activités, la pos-
ture assise peut être considérée comme
moins contraignante que la posture
debout. Pourtant, la littérature indique
une augmentation du risque de lombal-
gie et de sciatique pour les individus dont
le travail impose une station assise pro-
longée [19]. Le taux de prévalence des
déclarations de mal de dos est significa-
tivement plus élevé pour les activités qui
nécessitent que le travailleur soit assis
pendant plus de la moitié de son temps
de travail [20]. L'existence d'une relation
de cause à effet entre les caractéristiques
de l'environnement de travail et le mal de
dos est reconnue [21, 22].

De nombreuses hypothèses pour
expliquer les mécanismes physiologiques
mis en jeu existent. La plus courante est
qu'une posture assise défavorable main-
tenue (colonne vertébrale courbée dans
un sens ou dans l'autre), pendant une
longue durée, conduirait à une pression
intradiscale plus élevée, susceptible de
porter atteinte à la colonne vertébrale [23].
La position du corps influencerait la
charge de la colonne vertébrale [24].
L'amplitude de cette charge augmenterait
significativement chez un sujet assis par
rapport à un sujet debout. Mais, cette
constatation est sujette à controverse :
plusieurs études la confirment [25, 26]
tandis que d'autres annoncent des résul-
tats différents [27, 28]. Par exemple, une
posture assise entraînerait une contrainte
moins importante au niveau des disques
inter-vertébraux que lorsque l'on se tient
debout (10 % de moins) [28]. Une autre
hypothèse est que le maintien d'une pos-
ture assise pendant une durée importante
conduirait à une mauvaise nutrition des
disques intervertébraux [23]. Changer
souvent de position améliorerait alors la
circulation des fluides irrigant les disques.

Au final, si certaines études épidé-
miologiques rapportent une augmenta-
tion des déclarations de lombalgies pour
les activités dans lesquelles la majeure
partie des contraintes physiques est
d'être assis [21, 22], le taux de mal de dos
chez les personnes assises demeure
moins élevé que chez les personnes ayant
des activités physiques plus contrai-
gnantes. Ainsi, pour les opérateurs d'en-
gins mobiles, le risque de lombalgie lié
uniquement à des positions de travail
assises contraintes existe mais ne doit
pas être surestimé.

## MOUVEMENTS LIÉS À LA TÂCHE DE TRAVAIL

Dans la littérature, une posture
défavorable est définie comme une pos-
ture non neutre au niveau du tronc (i.e.

flexion ou torsion). À l'inverse de la pos-
ture assise, une posture défavorable n'est
pas nécessairement maintenue tout au
long de l'activité professionnelle. Il peut
s'agir de mouvements occasionnels réa-
lisés par le travailleur : se pencher, tour-
ner ou lever la tête, se retourner, action-
ner une commande, etc. La vitesse et la
fréquence des mouvements revêtent une
importance particulière.

Parmi l'ensemble des études épidé-
miologiques recensées, quatre sont par-
ticulièrement intéressantes vis-à vis des
mouvements réalisés par les opérateurs
d'engins. Bovenzi et col. étudient l'oc-
currence du mal de dos sur une popula-
tion d'opérateurs de tracteurs agricoles,
exposés à des vibrations globales du
corps ainsi qu'à des postures défavo-
rables [12]. Les sujets sont interrogés à
propos de différents symptômes (mal de
dos, sciatique, douleur aigüe, douleur
transitoire ou douleur persistante).
Indépendamment de l'effet des vibra-
tions, la déclaration de douleur lombaire
est accrue lorsque l'exposition aux pos-
tures défavorables augmente (facteur 2).
Dans une autre étude, les mêmes
auteurs étudient à nouveau une popula-
tion d'opérateurs de tracteurs agricoles
[29]. La prévalence des symptômes de
mal de dos déclarés est comparée à celle
d'un groupe d'opérateurs de bus, uni-
quement exposés à des vibrations. Cette
fois, l'exposition aux postures défavo-
rables augmente le risque de mal de dos
d'un facteur 5. Bridger et col. utilisent
également un questionnaire pour éva-
luer les déclarations de mal de dos de
pilotes et co-pilotes d'hélicoptère de la
Royal Navy [30]. Le taux de prévalence
de mal de dos est de 80 %. Les douleurs
déclarées trouvent leur origine dans les
contraintes posturales liées à la tâche de
pilotage : se pencher vers l'avant (par
opposition à s'assoir bien droit) entraîne
une très importante augmentation des
déclarations (facteur 6). L'effet ne
semble pas linéaire : un angle de flexion
du tronc plus important n'augmente pas
d'autant les déclarations (facteur 3 seule-
ment). Enfin, Massaccesi et col. compa-
rent un groupe de conducteurs de
camion (assis normalement) et un
groupe d'opérateurs de camions de net-
toyage, amenés à conduire avec le cou et
le tronc fléchis, penchés et tournés [31].
L'exposition aux postures défavorables
(flexion sagittale et latérale du tronc et
du cou, torsion, etc.) augmente le taux
d'occurrence des douleurs dorsales d'un
peu plus de 10 %. De plus, certains opé-
rateurs sont exposés à des flexions sagit-

tales et latérales du tronc, des torsions,
etc. alors que les autres ne sont exposés
qu'à un seul de ces facteurs à la fois. Les
auteurs observent que plusieurs types
de mouvements simultanés sont plus
nuisibles à la santé qu'un seul d'entre
eux.

## EXPOSITIONS COMBINÉES

Concernant les effets combinés, il
apparaît qu'une posture de travail assise
et maintenue, couplée à l'exposition aux
vibrations, augmente le risque de mal de
dos [12, 14, 32-34]. La position assise et
l'exposition simultanée à des postures
défavorables augmentent également de
manière très significative le risque de
mal de dos [17, 28, 34 - 36]. L'exposition
simultanée à ces trois facteurs de risque
conduit à l'augmentation la plus impor-
tante de ce risque [30]. En comparaison,
l'augmentation du risque dû à la station
assise seule demeure toujours très faible.
Ainsi, le simple fait de s'assoir ne représente
quasiment aucun risque jusqu'au
moment où le sujet est soumis à des
vibrations ou à des postures défavorables.

Un modèle qualitatif a été développé
pour décrire la relation entre le travail en
position assise, les postures défavorables,
les vibrations du corps et l'augmentation
du risque pour la santé (cf. Figure 1) [37].
Bovenzi et col. ont tenté de démontrer
qu'un tel effet existe chez les opérateurs
de tracteurs agricoles. Ils ont analysé, de
manière quantitative, les effets combinés
des contraintes posturales défavorables
et de la dose vibratoire [12]. Leur étude
montre que les conducteurs de ces
engins sont davantage susceptibles de
declarer une lombalgie que les travail-
leurs de la catégorie professionnelle de
référence (facteur 4,5).

## MESURE DE LA POSTURE ET DES MOUVEMENTS DU CORPS

### GRANDEURS DESCRIPTIVES NORMALISÉES

L'élaboration d'une procédure nor-
malisée qui permet de quantifier la
posture d'un opérateur assis passe par la
définition des grandeurs de référence,
des segments du corps et des angles
d'articulation à mesurer, de la position
des capteurs de mesure, du protocole de mesure, etc. À cet effet, le projet de norme ISO/PRF TR 10687:2011 rassemble les grandeurs descriptives pertinentes pour déterminer la posture pour une personne assise exposée aux vibrations globales du corps [38]. L'objectif est qu'une terminologie commune soit ainsi définie entre les différents laboratoires de recherche. Les contraintes posturales liées à la position du tronc doivent pouvoir être déterminées.

La colonne vertébrale est composée de 24 vertèbres : 7 vertèbres cervicales, 12 thoraciques et 5 lombaires possédant des degrés différents de mobilité [39] :

■ à cause de sa grande mobilité, il est plus facile de décrire les mouvements de la partie cervicale de la colonne vertébrale par la position de la tête (flexion ou extension sagittale, flexion latérale et rotation axiale) ;

■ la partie thoracique de la colonne vertébrale se distingue très clairement de la partie lombaire d'un point de vue de la mobilité. Pour cette raison, les mouvements de ces deux parties doivent être étudiés séparément ;

■ la partie inférieure de la colonne vertébrale est fortement liée au pelvis. Le basculement d'avant en arrière de celui-ci entraîne une courbure de la partie lombaire de la colonne vertébrale. Il est suffisant de mesurer la flexion/ extension sagittale et la flexion latérale. À ce niveau, la rotation axiale est négligeable pour une personne assise.

Les points de référence choisis dans la norme ISO/PRF TR 10687:2011 correspondent à des points repérables sur la peau ou sur les habits de la personne (cf. Figure 2). Des lignes et des plans peuvent être définis à partir de ces points pour décrire la position des différents segments du corps. Les positions relatives de ces segments définissent à leur tour des postures. De cette manière, les angles entre les lignes et les plans définis par rapport à un repère de coordonnées peuvent être corrélatés à des mouvements de ces parties de la colonne vertébrale qui sont considérées comme indépendantes les unes des autres.

Les mouvements élémentaires selon lesquels peuvent être décomposés les mouvements d'une personne sont présentés dans le Tableau I. Ils sont accompagnés de la liste des points nécessaires à leur description [38].

<caption>FIGURE 1</caption>

Facteurs de risque lombalgique - Modèle qualitatif [37]

<figure><img src="image_1.png" /></figure>

ESTIMATION DE LA SÉVÉRITÉ

L'organisme allemand de prévention des risques professionnels (IFA<fnref n="1" />) a développé un dispositif permettant de mesurer la position du corps des conducteurs d'engins (CUELA<fnref n="2" />) [40]. Ce dispositif permet une mesure statique et dynamique de la position des jambes, du tronc et de la tête. Il est composé d'accéléromètres (Analog Devices - ADXL 103/203), de gyroscopes (muRata - ENC-03R) et d'un enregistreur numérique multicanal, à carte mémoire, fixé sur les vêtements du sujet. Celui-ci peut se déplacer librement et n'est pas gêné dans sa tâche de conduite. La mesure des vibrations peut être réalisée simultanément. Les enregistrements sont synchronisés à l'aide d'un signal d'horloge. La Figure 3 présente le positionnement du dispositif sur le corps d'un conducteur.

Chaque angle ou position de segment du corps est mesuré en utilisant trois accéléromètres orientés selon un repère ortho-normal. Les signaux des gyroscopes sont utilisés pour corriger les perturbations des accéléromètres, entraînées par de grands déplacements de basse fréquence ou de forte amplitude de vibrations (précision +- 5°).

Le Tableau II présente sept angles mesurés par le dispositif CUELA. L'IFA a également développé une méthode

pour estimer la sévérité présumée de la posture. Des catégories d'angles (« Neutre », « Modéré », « Sévère ») sont associées à chacun des degrés de liberté. Elles sont basées sur les recommandations des normes ISO 11226:2002 et EN 1005-4:2005 [18, 41]. Elles reposent uniquement sur des critères ergonomiques comme le confort articulaire, la tension musculaire ou le coût cardiaque et ne tiennent pas compte des effets sur la santé vis-à-vis du risque vibratoire.

Le pourcentage du temps de travail passé dans chaque catégorie d'angle est mesuré pour chaque degré de liberté. Si le pourcentage de temps passé dans la catégorie « Sévère » $t_{S,i}$ est supérieur à 30 %, ce degré de liberté est considéré comme sévère ($c_i = 1$). La sévérité de l'ensemble des degrés de liberté est estimée par :

$$S_p = \sum_{i=1}^{7} c_i ; \quad c_i = \begin{cases} 0 & \text{si } \frac{t_{S,i}}{T} < 30 \% \\ 1 & \text{si } \frac{t_{S,i}}{T} > 30 \% \end{cases}$$

<footnote n="1">¹ IFA : Institute for Occupational Safety and Health of the German Social Accident Insurance</footnote>

<footnote n="2">² CUELA : Computer-assisted recording and long-term analysis of musculoskeletal loads</footnote>
<caption>FIGURE 2</caption>

Points de référence de la norme ISO/PRF TR 10687:2011

<figure><img src="image_2.png" /></figure>

Où :

1 : canthus latéral gauche

2 : tragus gauche

3 : tragus droit

4 : acromion gauche

5 : acromion droit

6 : vertèbre cervicale C7

7 : vertèbre thoracique T3

8 : vertèbre lombaire L5

9 : vertèbre lombaire L3

10 : vertèbre lombaire L1

11 : grand trochanter (g)

12 : grand trochanter (d)

<caption>TABLEAU I</caption>

Angles élémentaires pour la description des mouvements de la colonne vertébrale

<table><caption>FIGURE 3</caption><thead><tr><th>Segment du corps</th><th>Mouvement / angle</th><th>Points de référence</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="3">Tête / Vertèbres cervicales</td><td>Flexion/Extension sagittale</td><td>1 à 3</td></tr><tr><td>Flexion latérale</td><td>1 à 3</td></tr><tr><td>Rotation axiale</td><td>1 à 5</td></tr><tr><td rowspan="3">Vertèbres thoraciques</td><td>Flexion/Extension sagittale</td><td>6 à 7</td></tr><tr><td>Position du dossier</td><td>6 à 7</td></tr><tr><td>Flexion</td><td>6 à 7</td></tr><tr><td rowspan="3">Vertèbres lombaires</td><td>Rotation axiale</td><td>4 à 7</td></tr><tr><td>Flexion/Extension sagittale</td><td>8 à 10</td></tr><tr><td>Position du dossier</td><td>8 à 10</td></tr><tr><td rowspan="3">Pelvis</td><td>Flexion latérale</td><td>8 à 10</td></tr><tr><td>Courbure (cyphose, lordose)</td><td>8 à 10</td></tr><tr><td>Basculement</td><td>11 à 12</td></tr><tr><td></td><td>Rotation axiale</td><td>11 à 12</td></tr></tbody></table>

Disposition des capteurs du système CUELA sur les vêtements d'un conducteur

<figure><img src="image_3.png" /></figure>

<figure><img src="image_4.png" /></figure>

<figure><img src="image_5.png" /></figure>

T représente la durée totale d'enregistrement, la sévérité du ième degré de liberté. La durée totale de temps écoulé dans une catégorie d'angle « Sévère » $T_{Sp}$ est estimée par sommation des pourcentages de temps passé dans la catégorie « Sévère » pour chacun des degrés de liberté. La valeur obtenue varie entre 0 et 700 %. 0 % signifie qu'aucun angle mesuré pour chacun des degrés de liberté ne s'est trouvé dans la catégorie « Sévère ». Une valeur de 700 % signifie au contraire que les 7 angles mesurés sont sévères pendant 100 % du temps.

## SÉVÉRITÉ DE L'EXPOSITION COMBINÉE POSTURES - VIBRATIONS

Conformément aux recommandations de la norme ISO-2631-1:1997, la mesure des vibrations est effectuée dans trois directions à la surface du siège (x : avant-arrière, y : latéral, z : vertical) avec une cupule accélérométrique (PCB – 356B41) (cf. Figure 4). Ces capteurs sont reliés à un frontal d'acquisition autonome (Head Acoustics - Datarec4 : DIC6Bfilter + LMF2FE Rec) permettant l'enregistrement des mesures.

L'évaluation de l'exposition aux vibrations s'effectue par le calcul de l'accélération globale instantanée $a_v$ :

$$a_v = \sqrt{1.4^2 a_{wx}^2 + 1.4^2 a_{wy}^2 + a_{wz}^2} \quad [m.s^{-2}]$$

$a_{wx}$, $a_{wy}$ et $a_{wz}$ sont les accélérations instantanées pondérées en fréquence pour tenir compte de la sensibilité du corps aux vibrations [6]. $a_v$ combine les accélérations selon les trois directions de l'espace. Trois catégories sont créées a priori pour décrire la sévérité de l'exposition vibratoire [40, 42]. La catégorie
TABLEAU II

<table><caption>Angles et segments du corps mesurés par CUELA</caption><thead><tr><th>Posture</th><th>Inclinaison Tête (sagittal)</th><th>Flexion Cou (sagittal)</th><th>Flexion Cou (latéral)</th><th>Inclinaison Tronc (sagittal)</th><th>Inclinaison Tronc (latéral)</th><th>Flexion Dos (sagittal)</th><th>Flexion Dos (latéral)</th></tr></thead><tbody><tr><td>Neutre (N)</td><td>0 - 25°<br/>&lt; 0°<br/>(si support)</td><td>0 - 25°</td><td>-10° - 10°</td><td>0 - 20°<br/>&lt; 0°<br/>(si support)</td><td>0° - 10°</td><td>0° - 20°</td><td>0° - 10°</td></tr><tr><td>Modéré (M)</td><td>25° - 85°</td><td>-</td><td>-</td><td>20° - 60°</td><td>10° - 20°</td><td>20° - 40°</td><td>10° - 20°</td></tr><tr><td>Sévère (S)</td><td>&lt; 0°<br/>&gt; 85°</td><td>&lt; 0°<br/>&gt; 25°</td><td>&lt; -10°<br/>&gt; 10°</td><td>&lt; 0°<br/>&gt; 60°</td><td>&lt; -20°<br/>&gt; 20°</td><td>&lt; 0°<br/>&gt; 40°</td><td>&lt; -20°<br/>&gt; 20°</td></tr></tbody></table>

FIGURE 4

<figure><img src="image_6.png" /><figcaption>Dispositif expérimental pour la mesure des postures et des vibrations</figcaption></figure>

<figure><img src="image_7.png" /></figure>

« Faible » inclut toutes les valeurs de $a_v$ inférieures à 0.5 m.s⁻². La catégorie « Moyen » comprend les valeurs comprises entre 0.5 m.s⁻² et 1.5 m.s⁻². Enfin, la catégorie « Fort » regroupe toutes les valeurs supérieures à 1.5 m.s⁻².

Le Tableau III présente le critère global combinant les catégories d'angles (« Neutre », « Modéré », « Sévère ») et de vibrations (« Faible », « Modéré » et « Fort »).

De la même manière que pour la description de la posture seule, si la durée mesurée du temps passé de la ième combinaison dans la catégorie de risque combiné « Elevé » est supérieure à 30 % du temps de mesure (T), la combinaison des vibrations et de l'angle en question est considérée à risque ($C_i=0$). Le nombre de combinaisons à risque est défini comme suit :

$$S_{pv} = \sum_{i=1}^{7} c_i ; \quad c_i = \begin{cases} 0 & \text{si } \frac{t_{E,i}}{T} < 30 \% \\ 1 & \text{si } \frac{t_{E,i}}{T} > 30 \% \end{cases}$$

Enfin, les pourcentages de temps passé dans une catégorie à risque combiné élevé sont sommés ($T_{SpV}$). Dans le meilleur des cas, aucune combinaison d'angles et de vibrations à risque combiné élevé n'est observée ($T_{SpV} = 0$%). Dans le cas le plus défavorable, la totalité des combinaisons sont à risque combiné élevé pendant 100 % du temps de mesure ($T_{SpV} = 700$%).

APPLICATION : MESURES DANS TROIS VEHICULES DIFFERENTS

Une série de mesures embarquées a été effectuée pour estimer la pertinence du choix de ces grandeurs pour disposer la sévérité de différentes tâches de travail. Les postures et l'exposition aux vibrations du corps des conducteurs ont été mesurées simultanément dans

TABLEAU III

<table><caption>Combinaison des postures et vibrations</caption><thead><tr><th>Risque combiné</th><th>Posture</th><th>Vibrations</th></tr></thead><tbody><tr><td>Faible (F)</td><td>Neutre ou modérée</td><td>Et Faible</td></tr><tr><td>Possible (P)</td><td>Neutre ou modérée</td><td>Et Modéré</td></tr><tr><td>Élevé (E)</td><td>Sévère</td><td>Ou Sévère</td></tr></tbody></table>

trois véhicules (cf. Figure 5). Le Tableau IV décrit les tâches de travail effectuées avec chaque véhicule. La durée des mesures dépend de la nature de la tâche de travail. Des enregistrements vidéo ont été effectués pour l'analyse de la tâche de travail, l'observation des mouvements des conducteurs, ainsi que la vérification de l'alignement des capteurs de posture.

POSTURE ET MOUVEMENTS DU CORPS

Le Tableau V rassemble les données de postures mesurées dans les trois véhicules, comparées aux résultats publiés par l'IFA [42]. Pour chaque degré de liberté, les pourcentages des durées mesurées dans chacune des catégories « Neutre » (N), « Modéré » (M) et « Sévère » (S) sont présentés. Ces résultats sont accompagnés des valeurs des indicateurs de sévérité et pour chacun des véhicules mesurés.

La posture adoptée par le conducteur du véhicule utilitaire est très majoritairement neutre pour tous les degrés de liberté mesurés (à l'exception de la flexion sagittale du dos, jugée modérée à 80 % du temps). Aucun angle n'est maintenu dans la catégorie « Sévère » plus de 30 % du temps. La posture adoptée lors de la conduite du chariot élèveur est également neutre pour la plus grande partie des degrés de liberté considérés (sauf les flexions latérales du dos (M) et du cou (S)). Enfin, la conduite de la tondeuse autotractée expose à des postures plus défavorables. En effet, à l'exception de l'inclinaison du tronc et de la flexion latérale du dos, tous les angles mesurés sont jugés « sévères » pendant plus de 30 % des durées mesurées. Ces observations sont similaires à celles effectuées par l'IFA dans des véhicules équivalents. La comparaison des valeurs confirme ces observations.
FIGURE 5

<figure><img src="image_8.png" /><figcaption>Véhicules utilisés pour la simulation de tâches de travail</figcaption></figure>

<figure><img src="image_9.png" /></figure>

<figure><img src="image_10.png" /></figure>

EXPOSITION AUX VIBRATIONS

Le Tableau VI présente les valeurs efficaces d'accélération $a_{v,rms}$ calculées sur toute la durée T des enregistrements. Ce tableau présente également des valeurs d'accélération $a_{v,rms}$ mesurées par l'IFA dans des conditions expérimentales similaires (« Van », « Forklift truck », « Tractor ») [42]. Les accélérations mesurées sont inférieures à celles de l'IFA. Ces écarts peuvent s'expliquer par les différences entre les surfaces de roulement des engins mesurés ou la nature des tâches de travail.

EXPOSITIONS COMBINÉES

Le Tableau VII synthétise les résultats de l'évaluation combinée de la posture et des vibrations. Pour chaque véhicule et pour chaque degré de liberté, les pourcentages des durées mesurées dans les catégories de risque combiné « Faible » (F), « Possible » (P) et « Elevé » (E) sont

TABLEAU IV

<table><caption>Conducteurs et protocole expérimental</caption><thead><tr><th rowspan="2">N°</th><th colspan="2">Posture</th><th colspan="4">Conducteur</th></tr><tr><th>Type</th><th>Tâche</th><th>Durée</th><th>Âge</th><th>Taille</th><th>Poids</th></tr></thead><tbody><tr><td>1</td><td>Véhicule militaire (Renault - Traffic)</td><td>Conduite sur autoroute et route de campagne</td><td>2 x 45 min</td><td>56 ans</td><td>1,90 m</td><td>78 kg</td></tr><tr><td>2</td><td>Chariot élévateur (Yale - GLP20A)</td><td>Manœuvres de chargement et déchargement, roulage en marche avant (chargé et non chargé), levage de charge</td><td>3 x 30 min</td><td>58 ans</td><td>1,70 m</td><td>65 kg</td></tr><tr><td>3</td><td>Tondeuse autotractée (Jonh Deere - F725)</td><td>Tonte de plusieurs parcelles, manœuvres en marche avant et en marche arrière, roulage entre différentes zones de travail</td><td>4 x 30 min</td><td>58 ans</td><td>1,70 m</td><td>65 kg</td></tr></tbody></table>

TABLEAU V

<table><caption>Mesures de posture comparées à celles de l'IFA pour des véhicules analogues [42]</caption><thead><tr><th rowspan="2"></th><th rowspan="2">Posture</th><th colspan="4">Mesures INRS</th><th colspan="3">Mesures IFA</th></tr><tr><th>Véhicule<br>utilitaire<br>(%)</th><th>Chariot<br>élévateur<br>(%)</th><th>Tondeuse<br>autotractée<br>(%)</th><th>Van (%)</th><th>Forklift<br>truck (%)</th><th>Tractor (%)</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="3">Inclinaison Tête<br>(sagittal)</td><td>N</td><td>96</td><td>70</td><td>40</td><td>98</td><td>84</td><td>89</td></tr><tr><td>M</td><td>3</td><td>13</td><td>28</td><td>1</td><td>7</td><td>10</td></tr><tr><td>S</td><td>1</td><td>17</td><td>32</td><td>1</td><td>9</td><td>1</td></tr><tr><td rowspan="3">Flexion Cou<br>(sagittal)</td><td>N</td><td>90</td><td>65</td><td>70</td><td>94</td><td>77</td><td>64</td></tr><tr><td>M</td><td>0</td><td>0</td><td>0</td><td>0</td><td>0</td><td>0</td></tr><tr><td>S</td><td>10</td><td>35</td><td>30</td><td>6</td><td>23</td><td>36</td></tr><tr><td rowspan="3">Flexion Cou<br>(latéral)</td><td>N</td><td>95</td><td>87</td><td>68</td><td>99</td><td>80</td><td>80</td></tr><tr><td>M</td><td>0</td><td>0</td><td>0</td><td>0</td><td>0</td><td>0</td></tr><tr><td>S</td><td>5</td><td>13</td><td>32</td><td>1</td><td>20</td><td>20</td></tr><tr><td rowspan="3">Inclinaison Tronc<br>(sagittal)</td><td>N</td><td>95</td><td>94</td><td>90</td><td>100</td><td>100</td><td>92</td></tr><tr><td>M</td><td>4</td><td>6</td><td>10</td><td>0</td><td>0</td><td>8</td></tr><tr><td>S</td><td>1</td><td>0</td><td>0</td><td>0</td><td>0</td><td>0</td></tr><tr><td rowspan="3">Inclinaison Tronc<br>(latéral)</td><td>N</td><td>97</td><td>99</td><td>15</td><td>100</td><td>100</td><td>5</td></tr><tr><td>M</td><td>3</td><td>1</td><td>3</td><td>0</td><td>0</td><td>0</td></tr><tr><td>S</td><td>0</td><td>0</td><td>82</td><td>0</td><td>0</td><td>95</td></tr><tr><td rowspan="3">Flexion Dos<br>(sagittal)</td><td>N</td><td>0</td><td>90</td><td>0</td><td>0</td><td>94</td><td>0</td></tr><tr><td>M</td><td>80</td><td>10</td><td>15</td><td>87</td><td>6</td><td>8</td></tr><tr><td>S</td><td>20</td><td>0</td><td>85</td><td>13</td><td>0</td><td>92</td></tr><tr><td rowspan="3">Flexion Dos<br>(latéral)</td><td>N</td><td>98</td><td>5</td><td>85</td><td>100</td><td>10</td><td>97</td></tr><tr><td>M</td><td>2</td><td>70</td><td>13</td><td>0</td><td>49</td><td>3</td></tr><tr><td>S</td><td>0</td><td>25</td><td>2</td><td>0</td><td>41</td><td>0</td></tr><tr><td colspan="2">Sp</td><td>0</td><td>1</td><td>5</td><td>0</td><td>1</td><td>3</td></tr><tr><td colspan="2">T<sub>Sp</sub> (%)</td><td>37</td><td>90</td><td>263</td><td>21</td><td>93</td><td>244</td></tr></tbody></table>

présentés. Le nombre de degrés de liberté à risque combiné élevé est également présenté ($S_{pv}$), ainsi que la somme des pourcentages de temps passé dans les catégories de risque « Elevé » ($T_{SpV}$).

Pour le véhicule militaire, les valeurs d'angle de tous les degrés de liberté appartiennent en très grande majorité à la catégorie de risque « Faible ». Il en est de même pour le chariot élévateur même si cette répartition est moins nette (flexion latérale du dos (S)). Enfin, bien que son niveau vibratoire soit moins élevé que celui du tracteur, la tondeuse autotractée fait majoritairement appa-

raître une catégorie de risque « Elevé ». Au final, les résultats obtenus sont discriminants d'un véhicule à l'autre.

CONCLUSION

D'un point de vue épidémiologique, les principales contraintes physiques susceptibles d'aggraver le risque de lombalgie professionnelle d'un opérateur d'engin mobile sont les vibrations, la position assise maintenue, les mouvements liés à la tâche
de travail et, ce, indépendamment de l'influence d'autres facteurs comme la force physique à déployer ou encore d'autres aspects psychologiques relatifs aux conditions de travail. La détermination quantitative de la manière dont l'exposition à ces facteurs affecte le risque de lombalgie reste à effectuer.

Concernant la description de la posture et des mouvements, les experts se sont accordés sur des grandeurs de référence permettant de définir une terminologie commune entre les laboratoires de recherche (ISO/PRF TR 10687:2011). La mesure de ces grandeurs peut être réalisée simultanément à celle des vibrations à l'aide d'un dispositif mis au point par l'organisme allemand de prévention des risques professionnels (IFA). Cet organisme a également élaboré une méthode pour estimer leur sévérité supposée à partir de critères ergonomiques (confort articulaire, tension musculaire, coût cardiaque, etc.). Les essais effectués montrent que les résultats sont discriminants d'une situation de travail à l'autre.

Les travaux à venir porteront sur la validation d'une méthode d'estimation de la sévérité des postures et des mouvements vis-à-vis de l'effet des vibrations sur la santé. Il conviendra pour cela d'identifier les grandeurs posturales de référence les plus pertinentes (modélisation, épidémiologie) et de confronter les résultats aux expositions réelles des travailleurs sur le terrain.

Reçu le : 23/02/2012

Accepté le : 23/04/2012

## TABLEAU VI

<table><caption>Valeurs efficaces des accélérations pondérées $a_v$ et $a_{wi}$ sur toute la durée des enregistrements comparées aux résultats de l'IFA [42]</caption><thead><tr><th rowspan="2"></th><th colspan="3">Mesures INRS</th><th colspan="3">Mesures IFA</th></tr><tr><th>Véhicule<br>utilitaire</th><th>Chariot<br>élévateur</th><th>Tondeuse<br>autotractée</th><th>Van</th><th>Forklift<br>truck</th><th>Tractor</th></tr></thead><tbody><tr><td>a<sub>wXrms</sub> [m.s<sup>-2</sup>]</td><td>0.25</td><td>0.18</td><td>0.61</td><td>0.34</td><td>0.24</td><td>0.81</td></tr><tr><td>a<sub>wYrms</sub> [m.s<sup>-2</sup>]</td><td>0.10</td><td>0.10</td><td>0.21</td><td>0.14</td><td>0.12</td><td>0.17</td></tr><tr><td>a<sub>wZrms</sub> [m.s<sup>-2</sup>]</td><td>0.09</td><td>0.20</td><td>0.17</td><td>0.14</td><td>0.23</td><td>0.22</td></tr><tr><td>a<sub>vrms</sub> [m.s<sup>-2</sup>]</td><td><strong>0.39</strong></td><td><strong>0.35</strong></td><td><strong>0.92</strong></td><td><strong>0.53</strong></td><td><strong>0.45</strong></td><td><strong>1.17</strong></td></tr></tbody></table>

## TABLEAU VII

<table><caption>Mesures de posture comparées à celles de l'IFA pour des véhicules analogues [42]</caption><thead><tr><th rowspan="2"></th><th rowspan="2">Risque<br>combiné</th><th colspan="3">Mesures INRS</th><th colspan="3">Mesures IFA</th></tr><tr><th>Véhicule<br>utilitaire<br>(%)</th><th>Chariot<br>élévateur<br>(%)</th><th>Tondeuse<br>autotractée<br>(%)</th><th>Van<br>(%)</th><th>Forklift<br>truck<br>(%)</th><th>Tractor<br>(%)</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="3">Inclinaison Tête<br>(sagittal)</td><td>F</td><td>70</td><td>68</td><td>39</td><td>77</td><td>71</td><td>53</td></tr><tr><td>P</td><td>24</td><td>19</td><td>31</td><td>19</td><td>18</td><td>35</td></tr><tr><td>E</td><td>6</td><td>13</td><td><strong>30</strong></td><td>4</td><td>11</td><td>12</td></tr><tr><td rowspan="3">Flexion Cou<br>(sagittal)</td><td>F</td><td>68</td><td>65</td><td>34</td><td>73</td><td>60</td><td>34</td></tr><tr><td>P</td><td>19</td><td>15</td><td>33</td><td>19</td><td>15</td><td>23</td></tr><tr><td>E</td><td>13</td><td>20</td><td><strong>33</strong></td><td>8</td><td>25</td><td><strong>43</strong></td></tr><tr><td rowspan="3">Flexion Cou<br>(latéral)</td><td>F</td><td>73</td><td>70</td><td>50</td><td>77</td><td>60</td><td>42</td></tr><tr><td>P</td><td>23</td><td>13</td><td>26</td><td>20</td><td>18</td><td>27</td></tr><tr><td>E</td><td>4</td><td>17</td><td>24</td><td>3</td><td>22</td><td><strong>31</strong></td></tr><tr><td rowspan="3">Inclinaison Tronc<br>(sagittal)</td><td>F</td><td>72</td><td>65</td><td>22</td><td>78</td><td>77</td><td>3</td></tr><tr><td>P</td><td>26</td><td>29</td><td>6</td><td>20</td><td>20</td><td>2</td></tr><tr><td>E</td><td>2</td><td>6</td><td><strong>72</strong></td><td>2</td><td>3</td><td><strong>95</strong></td></tr><tr><td rowspan="3">Inclinaison Tronc<br>(latéral)</td><td>F</td><td>80</td><td>74</td><td>49</td><td>78</td><td>76</td><td>53</td></tr><tr><td>P</td><td>15</td><td>19</td><td>33</td><td>20</td><td>20</td><td>35</td></tr><tr><td>E</td><td>5</td><td>7</td><td>18</td><td>2</td><td>4</td><td>12</td></tr><tr><td rowspan="3">Flexion Dos<br>(sagittal)</td><td>F</td><td>62</td><td>70</td><td>39</td><td>68</td><td>77</td><td>2</td></tr><tr><td>P</td><td>28</td><td>26</td><td>30</td><td>17</td><td>20</td><td>3</td></tr><tr><td>E</td><td>10</td><td>4</td><td><strong>31</strong></td><td>15</td><td>3</td><td><strong>95</strong></td></tr><tr><td rowspan="3">Flexion Dos<br>(latéral)</td><td>F</td><td>95</td><td>28</td><td>40</td><td>78</td><td>45</td><td>53</td></tr><tr><td>P</td><td>5</td><td>25</td><td>10</td><td>20</td><td>12</td><td>35</td></tr><tr><td>E</td><td>0</td><td><strong>47</strong></td><td><strong>50</strong></td><td>2</td><td><strong>43</strong></td><td>12</td></tr><tr><td>Sp</td><td></td><td>0</td><td>1</td><td>5</td><td>0</td><td>1</td><td>4</td></tr><tr><td>T<sub>Sp</sub> (%)</td><td></td><td>40</td><td>114</td><td>258</td><td>36</td><td>111</td><td>300</td></tr></tbody></table>

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