Syracuse

FICHE DE LECTURE : Modélisation et analyse de la biomécanique musculo-squelettique des sapeurs-pompiers pour des exosquelettes des membres inférieurs., SCISC

29/09/2026

Modeling and analysis of firefighter musculoskeletal biomechanics for lower-extremity exoskeletons

Résumé en français : 

INTRODUCTION :

Les sapeurs-pompiers sont confrontés à des tâches ardues et à des exigences physiques extrêmes dans le cadre de leur travail quotidien.

MÉTHODE :

Cet article analyse les données biomécaniques issues de quatre activités de lutte contre l’incendie afin d’identifier les zones critiques nécessitant un soutien, et évalue l’efficacité de l’intégration d’une assistance passive par ressorts et d’une assistance active au cours de ces activités sélectionnées. Les zones cruciales nécessitant un soutien ont été identifiées en analysant les profils de couple articulaire, les forces de réaction articulaires et les niveaux d’activation des groupes musculaires au cours des activités de lutte contre l’incendie choisies. L’impact de l’intégration d’une assistance passive par ressorts et d’une assistance active a été examiné à l’aide de données d’activation musculaire générées par des simulations musculosquelettiques du corps entier spécifiques à chaque sujet et par la capture de mouvements.

RÉSULTATS :

Les résultats de la simulation concernant des solutions potentielles d'exosquelette pour le bas du corps ont été rigoureusement évalués par une analyse statistique utilisant le test de Wilcoxon pour échantillons appariés. L’assistance passive au niveau de la hanche s’est avérée efficace pour les opérations de sauvetage (traction d’un corps), les résultats montrant une forte diminution de l’activité des muscles fléchisseurs de la hanche (P < 0,05 et d > 0,8). L’assistance active au niveau de la hanche a démontré son efficacité dans les quatre activités de lutte contre l’incendie, avec une diminution des niveaux moyens d’activation des muscles de la hanche (P < 0,05 et d > 0 pour toutes les activités). Par ailleurs, le recours à une assistance active simultanée au niveau des articulations de la hanche, du genou et de la cheville a entraîné une réduction substantielle du profil musculaire global des jambes, avec un impact significatif lors de la montée d’escaliers (P < 0,05 et d > 0,8) et un effet modéré lors du transport d’équipement, de l’établissement de tuyau et du sauvetage (traction d’un corps).

Les principales limites sont

• Un petit échantillon de sapeurs-pompiers masculins, professionnels, et intervenant en zone urbaine. Un seul sujet représentatif a été utilisé pour les simulations de l'exosquelette.
• Un focus sur les membres inférieurs, 4 activités opérationnelles et sur une période courte (ex : l’apprentissage, le confort, l'acceptation, la sécurité et l'efficacité opérationnelle en conditions réelles et à long terme n'ont pas été évalués).
• Le recours à une modélisation fondée sur la simulation, réalisée en salle avec des conditions contrôlées.
• L'hypothèse d'un matériel d'exosquelette idéal théorique.

Ces limites impliquent que les résultats doivent être considérés comme des orientations de conception prometteuses plutôt que comme une preuve de l'efficacité de l'exosquelette pour des besoins opérationnels.

De nombreuses études existent qui mettent en évidence l'intérêt potentiel des exosquelettes pour les travailleurs en général. Mais peu d’études concernent les sapeurs-pompiers pour les tâches à contraintes physiques importantes de lutte contre les feux.

Les exosquelettes sont des assistances passives (utilisant des mécanismes à ressorts, à vérins ou à air comprimé) et actives (intégrant des composants motorisés) susceptibles de limiter, voire de prévenir, les conséquences délétères de tâches répétitives ou exigeantes.

Dans le cadre de la protection individuelles du sapeur-pompier, l'exosquelette pourra être un atout à valeur sanitaire et opérationnelle majeur, en permettant de réduire la fatigue, de faciliter le transport de lourdes charges (ARI, tuyaux, outils de désincarcération, claie de portage…), d’améliorer les interventions dans les zones difficiles (terrains accidentés ou à forte pente, escaliers) et d’augmenter la puissance et l’endurance. Toutefois, cela ne devra pas exonérer les sapeurs-pompiers des activités physiques et sportives, notamment celles préservant le cardio-vasculaire et les articulations, et celles prévenant les troubles musculosquelettiques.


Catégories et mots clés :

Article de revue

Pompiers ; Analyse musculosquelettique ; Caractéristiques biomécaniques ; Activation musculaire ; Exosquelettes ; Dispositifs d'assistance ; EPI ; Ergonomie ; Troubles musculosquelettiques.


1er auteur ID article : 

Michael C.F. Bazzocchi b, a *

Jeevan Jayasuriya a, Michael C.F. Bazzocchi b, a *, Kevin Fite a, Marcias Martinez a,

a Department of Mechanical and Aerospace Engineering, Clarkson University, 8 Clarkson Avenue, Potsdam, NY 13699, USA

b Department of Earth and Space Science and Engineering, York University, 4700 Keele Street, Toronto, ON, M3J 1P3, Canada

Journal of Safety Research 2026 ; 97, 696-711

doi : 10.1016/j.jsr.2026.04.001

https://doi.org/10.1016/j.jsr.2026.04.001