Modélisation musculosquelettique du système (Humain-Exosquelette) : cas d'un exosquelette passif d'assistance du membre inférieur

Overview & Synopsis

Les exosquelettes passifs d’assistance du membre supérieur se développent rapidement dans le milieu industriel, portés par la promesse de réduire les contraintes musculosquelettiques lors des tâches réalisées bras levés. Ces dispositifs génèrent un couple d’assistance à l’épaule tout en redirigeant une partie des efforts vers la région lombaire. Cependant, les conséquences biomécaniques réelles de ces transferts de charge sur le corps humain restent mal connues. Cette thèse vise à les quantifier à travers une approche combinant mesures expérimentales et modélisation musculosquelettique. Un modèle corps complet a été développé afin d’évaluer, localement à l’épaule et globalement sur le reste du corps, les effets induits par le portde l’exosquelette. Les résultats montrent une diminution des activations de plusieurs muscles de l’épaule, notamment les deltoïdes, le supra-épineux, le sous-scapulaire et de certains muscles scapulaires, indiquant un allègement partiel des sollicitations à cette articulation. Toutefois, une augmentation d’activation de certains muscles rotateurs externes de l’épaule et de muscles du tronc est observée, suggérant une redistribution des efforts plutôt qu’une réduction uniforme de la charge. Parallèlement, les pressions mesurées localement dépassent parfois les seuils physiologiques recommandés, soulignant l’importance de l’interface humain-exosquelette. Ce travail propose ainsi un cadre méthodologique reproductible pour évaluer objectivement les exosquelettes et optimiser leur réglage en fonction des utilisateurs et des tâches réalisées.