Comment les exosquelettes soutiennent le dos et réduisent les contraintes

Les douleurs dorsales comptent parmi les problèmes de santé au travail les plus fréquents dans le monde. Que ce soit dans la logistique, la construction, les soins de santé ou l’industrie, les tâches impliquant des flexions répétées, la manutention ou le travail en position inclinée exercent une forte contrainte sur les muscles du dos et la colonne vertébrale. À long terme, ces contraintes peuvent entraîner fatigue, troubles musculosquelettiques et blessures chroniques.

Les exosquelettes sont des systèmes portés sur le corps humain qui apportent un véritable soutien physique. Ils ont été conçus précisément pour répondre à ce type de problématique. Mais comment fonctionnent-ils réellement ? Et pourquoi peuvent-ils faire une telle différence pour le dos en particulier ? Penchons-nous sur les principes biomécaniques qui expliquent leur efficacité.

La biomécanique des contraintes dorsales

Lorsque vous vous penchez vers l’avant, vos muscles dorsaux doivent travailler intensément pour empêcher le haut du corps de s’effondrer sous l’effet de la gravité. Environ 60 % du poids du corps se situe dans la tête, les bras et le torse. Pour une personne de 80 kg, cela signifie que se pencher en avant équivaut à faire supporter environ 50 kg de charge aux muscles du dos et des hanches.

Ce n’est pas seulement le poids qui compte, mais aussi la distance entre ce poids et la colonne vertébrale : c’est ce qu’on appelle l’effet de bras de levier.

• En position droite, le centre de gravité du torse est aligné avec la colonne, la charge reste donc limitée.

• En position inclinée, la distance entre la charge et la colonne augmente, créant un couple (ou moment de force) qui multiplie les contraintes sur le dos.

C’est pourquoi tenir une boîte de 10 kg contre soi semble facile, tandis que la maintenir à bout de bras devient rapidement épuisant.

L’effet du bras de levier. À gauche : une personne porte un sac sur le côté du corps. Le sac est alors à peu près aligné horizontalement avec l’articulation de l’épaule. Le poids du sac génère donc un faible couple (moment de force) au niveau de l’épaule, que la musculature de l’épaule peut facilement compenser. À droite : la personne tient le sac devant elle. Cela crée une distance horizontale importante (bras de levier) entre le centre de gravité du sac et l’axe de rotation de l’articulation de l’épaule, ce qui entraîne un couple plus élevé que les muscles de l’épaule doivent compenser.

Pourquoi les muscles se fatiguent… mais pas les ressorts

Nos muscles produisent un effort en se contractant et consomment de l’énergie en continu. Même immobiles, ils brûlent de l’énergie pour maintenir une position. C’est la raison pour laquelle rester incliné finit vite par provoquer fatigue et inconfort.

Les exosquelettes, eux, utilisent des ressorts mécaniques ou des accumulateurs d’énergie élastique capables de fournir une contre-force continue sans consommer d’énergie. Ils sont donc extrêmement efficaces : alors que les muscles humains s’épuisent avec le temps, un ressort peut soutenir une posture pendant des heures sans faiblir.

Comment les exosquelettes soutiennent le dos

Les exosquelettes professionnels modernes reposent sur plusieurs principes pour réduire les contraintes dorsales :

1. Soutien musculaire artificiel

   Les exosquelettes textiles, comme l’Auxivo LiftSuit, utilisent des accumulateurs d’énergie élastique qui s’étirent lorsque vous vous penchez. Ces « muscles artificiels » travaillent de concert avec vos muscles dorsaux, partageant l’effort nécessaire pour maintenir la posture.
   

2. Compensation de la gravité

   Des modèles comme l’OmniSuit utilisent des ressorts élastiques qui compensent l’attraction terrestre lorsque le haut du corps s’incline. Vos muscles ne luttent plus seuls contre la gravité : l’exosquelette prend une partie de la charge.
   

3. Récupération d’énergie

   En se penchant, l’énergie potentielle est stockée dans les ressorts de l’exosquelette puis restituée lorsque l’on se redresse. Cela diminue l’effort musculaire nécessaire à chaque mouvement, rendant la manutention et les gestes répétitifs plus aisés.
   

En combinant ces principes, les exosquelettes ne suppriment pas totalement l’effort, mais réduisent significativement la contrainte continue exercée sur le dos. Les employés conservent ainsi force, coordination et endurance tout au long de la journée.

Au-delà du soulagement : les bénéfices à long terme

En diminuant la charge physique sur le dos, les exosquelettes apportent des bénéfices à court et long terme :

• Réduction de la fatigue lors de tâches répétitives ou exigeantes

• Moins de troubles musculosquelettiques liés à la surcharge chronique

• Productivité durable sans dépasser les limites de sécurité corporelle

• Meilleure sécurité et bien-être au travail

Pour les entreprises, cela se traduit par une diminution des arrêts maladie, une réduction des coûts liés aux blessures et une main-d’œuvre plus saine et motivée.

Conclusion

La majorité des contraintes exercées sur le dos humain ne provient pas uniquement des charges lourdes, mais aussi du poids du corps et des postures adoptées. Les exosquelettes s’appuient sur des principes biomécaniques éprouvés — du soutien musculaire artificiel à la compensation de la gravité — pour partager cet effort.

Ainsi, ils n’offrent pas seulement un soulagement immédiat : ils contribuent à un travail plus sain, plus sûr et plus durable sur le long terme.