Les exosquelettes, de manière générale, constituent un chamboulement dans le véritable domaine de la mobilité. Et pour cause, ils ont réussi là où beaucoup d’autres ont échoué. En effet, et grâce aux exosquelettes, de nombreuses personnes ont pu reprendre le contrôle de leur mobilité et accroître leur force… Voir continuer leur vie le plus normalement du monde.
On trouve deux types d’exosquelettes : l’exosquelette passive et l’ exosquelette active. Ces derniers ont le même objectif. Toutefois, leur conception diffère sur de nombreux points. Nous allons voir dans cet article qu’est-ce qu’un exosquelette et quelles sont les différences entre une exosquelette passive et une exosquelette active.
Qu’est-ce qu’un exosquelette ?
Les exosquelettes sont en réalité des structures mécaniques portables qui fonctionnent en symbiose avec leur utilisateur. Ainsi, ils permettent d’améliorer la mobilité, mais également de réduire les troubles musculo-squelettiques et de diminuer la fatigue. Ils augmentent par ailleurs les capacités physiques de l’être humain.
En outre, leur utilité s’est répandue dans le domaine sportif et personnel. Ainsi, beaucoup de randonneurs sont dorénavant équipés d’un exosquelette au niveau inférieur, soit aux jambes et aux hanches, pour optimiser leurs performances de marche, de grimpe et de ski.
La fabrication de ces dispositifs robotisés combine divers matériaux qui vont allier la légèreté, la robustesse et l’ergonomie. Ces matériaux sont généralement des alliages d’aluminium et de carbone. Pour une meilleure manipulation, ils s’adaptent parfaitement aux besoins spécifiques de chaque utilisateur. En effet, tout dépend de sa profession et de son cas médical particulier.
Par exemple, une exosquelette passive ou bien un exosquelette active pourra aussi bien aider une personne atteinte de problèmes musculo-articulaires lors de sa rééducation qu’un soignant lors du levage de son patient. Une exosquelette peut également aider les personnes travaillant dans le domaine de la logistique ou du BTP pour les aider à soulever des charges lourdes.
D’autre part, l’exosquelette dans le monde militaire permet d’améliorer les performances physiques des militaires lors des entraînements ou bien sur le terrain. Maintenant que vous savez qu’est-ce qu’un exosquelette, passe aux deux types de ce dispositif robotisé : l’ exosquelette passive et l’ exosquelette active.
L’exosquelette passive, le premier modèle conçu
L’exosquelette passif, pour fonctionner, n’utilise pas de source d’énergie, mais des mécanismes tels que des ressorts, des amortisseurs qui vont aller emmagasiner et stocker l’énergie, lorsque cela s’avérera nécessaire. L’exosquelette passif est conçu à base de matériaux et d’équipements spéciaux qui stockent et libèrent par ailleurs de l’énergie pendant le levage.
Ce type de produit est exploité depuis quelques années dans le milieu professionnel et gagne du terrain grâce à ses nombreuses fonctionnalités, dont celle de réduire de manière hautement considérable l’activité musculaire du bas du dos.
Citons, par exemple, l’exosquelette passif MATE XT. Celui-ci, commercialisé par la société Ergofrance, est spécifiquement conçu pour alléger les mouvements répétés et pour soulager, par la même occasion, la tension dans différentes parties du corps (les épaules et les bras). Totalement étanche à l’eau ainsi qu’à la poussière, il se porte comme une seconde peau et soulage les professionnels dans différentes spécialités :
- Le BTP ;
- L’agriculture ;
- L’entretien professionnel ;
- Le secteur automobile ;
- Etc.
Il faut savoir que l’exosquelette passif a pour fonction de se concentrer uniquement sur la protection des muscles du bas du dos. Cependant, avec le temps et avec les nouveaux progrès, certains modèles, comme le MATE XT, vont permettre de réduire la fatigue des muscles des bras pendant une manutention.
En résumé, l’exosquelette passif fournit un soutien mécanique aux employés sans recourir aux batteries et aux moteurs. Ici, l’assistance physique est générée par le mouvement de celui qui le porte.
Les avantages de l’exosquelette passif
L’exosquelette passif combine plusieurs avantages :
- Il améliore significativement la mobilité et l’autonomie de celui qui le porte ;
- Il permet de réduire considérablement la fatigue musculaire ;
- Il est léger et simple d’utilisation ;
- Son coût abordable.
En effet, il compense à la fois la limitation articulaire, mais aussi musculaire, ce qui va grandement faciliter les activités quotidiennes de milliers de travailleurs.
Aussi, il joue un rôle dans la réduction de la fatigue musculaire et des douleurs articulaires des genoux, ce qui va par conséquent diminuer les risques de blessures et favoriser la rééducation des personnes atteintes de blessures. Dans le cadre professionnel, l’exosquelette passif augmente la productivité en réduisant l’effort physique demandé pour les tâches qui se répètent à longueur de journée.
Enfin, il est adapté aux personnes travaillant dans les milieux restreints grâce à sa légèreté et à sa simplicité d’utilisation, et ce, sans avoir besoin de source d’énergie externe. Son coût est aussi nettement inférieur à l’exosquelette actif.
Les inconvénients de l’exosquelette passif
Les exosquelettes passifs, aussi intéressants qu’ils soient, présentent des inconvénients :
- Leur assistance est limitée ;
- Il y a un déséquilibre musculaire et des perturbations sensorielles ;
- Ils provoquent à la longue des frottements ;
- L’ajustement doit être précis.
L’exosquelette passif utilise de simples mécanismes qui ne permettent pas d’augmenter la puissance physique de la personne qui le porte ; l’assistance est donc ici restreinte.
En plus, l’exosquelette passif modifie la répartition des efforts physiques, ce qui va en même temps entrainer pour l’utilisateur des déséquilibres musculaires et des perturbations sensorielles. En plus de cela, ça va aggraver, dans certains cas, les troubles TMS.
D’ailleurs, un port prolongé de ce type de dispositif cause des irritations cutanées et des frottements, ce qui n’est pas agréable pour l’utilisateur, en raison du contact direct avec sa peau. Enfin, on termine avec l’ajustement qui doit être précis. Dans le cas contraire, il peut provoquer des blessures dues à la mauvaise utilisation ou à un réglage inadéquat.
L’exosquelette actif, la version ultra-moderne
Passons désormais à la version ultra-moderne de l’exosquelette passif. Ce dernier est plus robotisé. En effet, il repose sur des systèmes plus complexes tels que les moteurs, des systèmes hydrauliques et pneumatiques. Il va en un tour de main propulser la force humaine et réduire par la même occasion la consommation énergétique du corps.
L’exosquelette actif, contrairement au modèle précédent, est formé d’actionneurs. C’est le cas pour le moteur électrique. Celui-ci va alors augmenter la puissance du corps. Puis le mode de contrôle actif va, quant à lui, attribuer tous les mouvements nécessaires à tous les membres du corps qu’il accompagne, comme les bras, le torse, les jambes, les hanches, etc.
Les exosquelettes actifs sont beaucoup plus lourds que les exosquelettes passifs à cause de tous les éléments qui entrent dans leur conception. Effectivement, les actionneurs pèsent lourd dans la machine, et c’est le cas pour tous les constituants présents dans l’exosquelette actif. Cela dit, tous les efforts effectués pour alléger notre super dispositif ont été entrepris avec le temps.
Si les exosquelettes actifs sont ultra-modernes (certains utilisent l’intelligence artificielle), les entreprises et les professionnels préfèrent l’utilisation de l’exosquelette passif.
Les avantages de l’exosquelette actif
Contrairement à l’exosquelette passif (et c’est là que la différence est flagrante), les avantages de l’exosquelette actif sont encore plus nombreux :
- Il augmente la force physique ;
- Il améliore la productivité ;
- Il réduit les risques de TMS ;
- Il intervient dans la réhabilitation des patients pour retrouver leur mobilité ;
- Il s’adapte à tous les besoins aussi personnels que professionnels.
L’exosquelette actif augmente la force humaine et réduit de manière considérable, même plus, la fatigue musculaire. Cela est dû au fait que les capteurs et les moteurs fournissent une assistance ultra-dynamique qui permet d’accomplir toutes sortes de tâches lourdes qui se répètent à longueur de journée dans le milieu logistique et industriel.
La productivité est ainsi améliorée, puisque les travailleurs ressentent moins de fatigue et ne font plus autant d’efforts qu’avant. Par ailleurs, l’exosquelette actif a montré son efficacité pour réduire les troubles TMS parce qu’il soutient les mouvements du corps et répartit les charges de manière très équilibrée. Ce qui n’est pas le cas pour l’exosquelette passif.
Pour terminer, ce type de produit intervient dans la réhabilitation dans le milieu médical en aidant les patients à retrouver leur autonomie et leur mobilité. Les muscles et les nerfs sont stimulés et la récupération est accélérée, ce qui donne d’incroyables résultats.
Les inconvénients de l’exosquelette actif
L’exosquelette actif n’est pas exempt d’inconvénients comme son homologue passif. En effet :
- Le poids est élevé ;
- Il peut provoquer des compressions musculaires ;
- Il peut perturber la proprioception ;
- Leur dépendance énergétique limite son autonomie ;
- Le coût est conséquent.
Bien qu’à première vue les inconvénients soient négligeables, ils peuvent causer des problèmes de santé. Voyons cela de plus près.
Le poids élevé de l’exosquelette actif, en raison du moteur et de la batterie, entraine une gêne si l’utilisateur exécute des mouvements prolongés. Le résultat ? Des risques de fatigue et un déséquilibre dont il faut tenir compte.
Également, et toujours dans le cadre d’une utilisation prolongée, des irritations cutanées, des compressions musculaires et nerveuses peuvent apparaitre. C’est le cas si l’exosquelette est mal ajusté.
Un autre inconvénient réside dans le fait que cela peut perturber la proprioception, autrement dit la kinesthésie (capacité consciente ou non du corps à détecter les actions et les mouvements dans l’espace). Ce qui signifie que l’équilibre de celui qui porte l’exosquelette peut voir son équilibre naturel perturbé, ce qui peut entrainer parfois des chutes et des mouvements incontrôlés.
Aussi, comme il dépend d’une batterie, l’autonomie est limitée, ce qui n’est pas le cas pour l’exosquelette passif qui possède une autonomie illimitée. Pour terminer, on parlera du coût qui peut être le double du modèle passif. De plus, il nécessite une maintenance régulière et spécifique qui, elle aussi, a un coût.
Différences entre l’exosquelette passif et l’exosquelette actif
Le tableau ci-présent illustre parfaitement les différences entre l’exosquelette passif et l’exosquelette actif. On peut remarquer que celles-ci concernent l’autonomie, le type d’application dédié, le coût moyen donné à titre indicatif, mais également le poids et le mode de fonctionnement.
Visant un même objectif, ces deux types d’exosquelettes diffèrent donc sur de nombreux points. Votre choix va dépendre de son utilisation et du secteur employé.
Critère | Exosquelette passif | Exosquelette actif |
Énergie | Mécanique (ressorts) et élastiques) | Moteurs + batteries |
Poids | 1 kg à 3 kg | 5 kg à 10 kg |
Coût moyen | De 950 € à 1 500 € | De 3 000 € à 15 000 € |
Applications | Tâches répétitives | Élevage lourd, réhabilitation |
Autonomie | Illimité | 2 à 8 heures selon le modèle |
Conclusion
En conclusion, les différences entre l’exosquelette active et l’exosquelette passive se résument à leur fonctionnement et à leur type d’application. L’exosquelette passive est plutôt simple, légère et utilise des mécanismes à ressort pour redistribuer les charges et réduire la fatigue musculaire. Ils conviennent mieux au secteur industriel et logistique .
L’exosquelette active ou exosquelette motorisée , quant à lui, beaucoup plus développée, utilise des moteurs ou bien des systèmes hydrauliques et pneumatiques pour prévenir les blessures et les troubles TMS. Ils sont plutôt employés dans le milieu médical et militaire.
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