Type de document

Rapports de recherche scientifique

Année de publication

2006

Langue

Français

Résumé

Cette étude s’inscrit dans une démarche plus large visant à soutenir le développement de modèles simulant le comportement dynamique du système main-bras, lorsque soumis à des vibrations transmises par l’intermédiaire de la poignée d’outils. Les résultats rapportés dans cette étude portent sur la caractérisation des fonctions de réponse biodynamique du système main-bras, en tenant compte des variations dans les forces de couplage, les postures, les caractéristiques vibratoires et les configurations des poignées. Dans un premier temps, des mesures de la force statique, en utilisant 7 participants, ont permis d’établir des relations linéaires entre la force de contact et les forces de poussée et de préhension pour différents diamètres et formes de poignée. Il a été démontré que la force de contact est égale, en moyenne, à la force de poussée additionnée à trois fois la force de préhension. Par ailleurs, la contribution de la force de préhension à la force de contact diminue avec l’augmentation du diamètre de la poignée, passant de 3,4 à 2,7 pour un diamètre de poignée variant de 30 à 50 mm.

Par la suite, des mesures de l’impédance mécanique au point d’entrée du système main-bras ont été effectuées avec 7 participants, pour 9 différentes combinaisons de forces de poussée (25, 50 et 75 N) et de préhension (10, 30 et 50 N), en utilisant 3 poignées de forme cylindrique (diamètre de 30, 40 et 50 mm), 3 poignées de forme elliptique (30x38, 30x46 et 30x54 mm), 2 niveaux d’accélération pondérée (ah,w = 2,5 m/s2 et ah,w = 5,0 m/s2), deux postures (coude en flexion et coude en extension), le tout pour deux axes de vibration (zh et xh). L’ensemble des mesures ont été effectuées dans la plage des fréquences allant de 8 à 1000 Hz. Les résultats obtenus montrent que l’impédance mécanique du système main-bras augmente de façon considérable avec une augmentation du diamètre de la poignée; l’effet étant plus prononcé à des fréquences supérieures à 200 Hz. Pour les poignées de forme cylindrique dont le diamètre est de 40 et 50 mm, le module de l’impédance mécanique maximum est deux fois plus élevé sous la combinaison la plus élevée des forces de poussée et de préhension. L’influence de la force de préhension sur le module de l’impédance mécanique est évidente entre 25 et 80 Hz ainsi qu’au-dessus de 200 Hz, tandis que l’influence de la force de poussée est plutôt limitée à la plage des fréquences comprises entre 30 et 200 Hz, l’effet étant moins prononcé au-dessus de 200 Hz.

L’influence de la posture a été évaluée selon les deux axes biodynamiques principaux : zh et xh. Pour l’axe zh, la posture avec le bras allongé (coude en extension) procure une augmentation considérable de l’impédance mécanique du système main-bras en dessous de 30 Hz, comparativement à celle obtenue avec le coude en flexion, ce qui se traduit par une transmission de l’énergie vibratoire au système main-bras beaucoup plus importante aux basses fréquences. Par ailleurs, pour l’axe xh, la posture avec le bras allongé engendre une augmentation de l’impédance mécanique du système main-bras en dessous de 15 Hz seulement, cette augmentation étant beaucoup plus limitée que celle observée avec cette même posture pour les vibrations appliquées selon l’axe zh.

Finalement il a été démontré, pour l’ensemble des poignées étudiées, que le module de l’impédance mécanique est mieux corrélé avec la force de couplage (somme des forces de préhension et de poussée) en dessous de 200 Hz, et implique le couplage mécanique de l’ensemble de la structure main-bras, tandis qu’au-dessus de 200 Hz, le module de l’impédance mécanique est mieux corrélé avec la force de contact (force à l’interface main-poignée), suggérant un couplage mécanique seulement des tissus de la main en contact direct avec la poignée.

ISBN

9782896310562 (PDF)

2896310568 (PDF)

9782896310555 (version imprimée)

289631055X (version imprimée)

Mots-clés

Outil vibrant, Vibrating tool, Mesure des vibrations, Vibration measurement, Manche d'outil, Tool handle, Amplitude des vibrations, Vibration amplitude, Transmission des vibrations, Vibration transmission, Force de préhension, Grip strength, Force de poussée, Pushing strength, Posture de travail, Work posture, Évaluation de l'exposition, Exposure evaluation

Numéro de projet IRSST

0099-2990

Numéro de publication IRSST

R-467

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