Les exosquelettes sont des équipements portables conçus pour améliorer la mobilité et réduire la fatigue et les tensions musculaires dans les zones du corps qui sont souvent sollicitées. Ils offrent une assistance physique à l’utilisateur pour faciliter ses mouvements et réduire le risque de blessures liées à une posture inadéquate.
Les premiers prototypes industriels d’exosquelettes n’ont émergé que dans les années 1960, bien que les premiers concepts aient été développés dès le XIXe siècle. Aujourd’hui, grâce aux avancées technologiques, l’utilisation des exosquelettes se développe rapidement dans divers domaines tels que la santé, l’industrie et la défense.
Comment fonctionne l’exosquelette ?
En plus d’entourer le corps de l’utilisateur, l’exosquelette utilise des capteurs pour détecter ses mouvements. Ces données sont ensuite transmises à un ordinateur embarqué dans un sac à dos, qui analyse les informations et envoie des commandes électriques aux actionneurs situés dans les jambes de l’exosquelette. Les actionneurs imitent les mouvements naturels des muscles, tendons et articulations, permettant ainsi à l’utilisateur de marcher.
L’exosquelette doit être conçu pour être à la fois robuste et léger, afin de supporter le poids du patient et de minimiser l’inertie lors des mouvements. Les batteries sont également un élément crucial de l’exosquelette, car elles doivent fournir suffisamment d’énergie pour alimenter les moteurs électriques sur une période prolongée.
https://www.youtube.com/watch?v=kYETtPGdaeAhttps://www.youtube.com/embed/kYETtPGdaeA
https://www.cea.fr/multimedia/Documents/infographies/exosquelette.pdf
Les types d’exosquelettes.
Il en existe 2 sortes :
Les actifs ou RAP (robot d’assistance physique) : nécessitent une source d’alimentation et sont actuellement trop coûteux pour être utilisés à grande échelle, ce qui les limite à la recherche et aux applications médicales. Exemple d’exosquelette actif : JAPET (contre le mal de dos).
Les passifs ou DAP (dispositif d’assistance physique) : sont équipés de ressorts mécaniques, tels que des lames de carbone, qui offrent une assistance contre la gravité. Ils sont idéaux pour les tâches de manutention manuelle et pour le port d’outils portatifs. Exemple d’exosquelette passif : MATE (solution innovante au service du bien-être et de la santé des professionnels travaillant dans les domaines de l’industrie et de la logistique).
Quels usages ?
- Rééducation.
L’exosquelette est utilisé pour aider les patients à retrouver leur mobilité, que ce soit pour des patients qui ont conservé le potentiel de remarcher ou pour ceux qui ont perdu la capacité de marcher et qui ont besoin d’apprendre à utiliser un exosquelette personnel pour se déplacer à nouveau.
2. Prévention.
Aide à prévenir les blessures en réduisant la tension musculaire et en améliorant la posture.
3. Assistance aux professionnels de santé.
L’exosquelette est de plus en plus présent dans les établissements de santé pour faciliter les tâches des professionnels de santé.
Par exemple, lorsqu’il s’agit de retourner un patient sur le ventre pour améliorer l’oxygénation de ses poumons, cette manipulation est particulièrement difficile pour les soignants et peut causer des douleurs, notamment lombaires.
Pour faciliter cette tâche, une équipe de médecins et chercheurs de Nancy a mis au point un exosquelette qui est utilisé dans leur service de réanimation. Cet exosquelette permet de faciliter le levage des patients et de réduire les risques de blessures causées par les mouvements répétitifs.
4. Soulagement de la douleur.
Dans ce domaine, un exemple intéressant est l’exosquelette IP13, modèle JAPET. Conçu spécialement pour soulager les douleurs lombaires, il s’agit d’un dispositif d’assistance actif, léger et adaptable, qui garantit à l’opérateur une liberté de mouvement tout en prévenant les douleurs lombaires. Le maintien postural ergonomique qu’il assure permet de préserver l’activité musculaire des utilisateurs sur les postes à fortes contraintes lombaires.
https://youtu.be/psetVKoQLaAhttps://www.youtube.com/embed/psetVKoQLaA
L’exosquelette en chiffres.
- Le marché mondial des exosquelettes devrait atteindre 5,2 milliards de dollars d’ici 2027, selon une étude de MarketsandMarkets.
- Possibilité d’offrir une séance complète de rééducation robotisée à 4-6 patients par jour.
- Selon les prévisions pour la période allant de 2022 à 2027, le marché des exosquelettes devrait enregistrer un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 12,5% et passer d’une valeur estimée à 354,22 millions USD en 2021 à environ 1620,04 millions USD en 2027.
https://www.mordorintelligence.com/fr/industry-reports/exoskeleton-market
- L’exosquelette coûte 130 000 € (89 000 € sont financés par la Fondation HCL et 41 000 € restants sont pris en charge par les HCL).
Enjeux & limites.
- Enjeux :
- Améliorer la qualité de vie des personnes atteintes de handicap physique en leur permettant de réaliser des tâches.
- Contribuer à la rééducation et à la récupération fonctionnelle après une blessure, intervention chirurgicale ou AVC.
- Concevoir des exosquelettes légers et confortables pour les utilisateurs, tout en étant suffisamment résistants pour supporter les charges.
- Développer des systèmes de puissance et de stockage d’énergie efficaces pour permettre une utilisation prolongée de l’exosquelette.
- Limites :
- Coûts élevés des exosquelettes, qui les rendent inaccessibles à de nombreuses personnes.
- Limitations technologiques actuelles, telles que la difficulté de concevoir des exosquelettes capables de reproduire des mouvements complexes.
- Les exosquelettes sont souvent encombrants et limitent la mobilité des utilisateurs dans certains environnements, ce qui nécessite des aménagements.
