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L’équation de NIOSH est l’outil le plus répandu pour analyser les problèmes de soulèvement de charge et prévenir les problèmes de dos.

Introduction

Les manipulations verticales sont définies de manière précise selon l’équation de NIOSH1 (National institute for Occupational Safety and Health). Après une création en 1981, elle fut révisée en 1991 pour inclure plus de paramètres (en particulier le facteur asymétrie). Très complète, elle prend en compte des critères biomécanique, physiologique et psychophysique. Elle s’emploie pour déterminer la charge maximale admissible supportée par 99% des hommes et 75% des femmes lors des tâches de manutention bimanuelle de lever ou dépose des charges sans déplacement de l’opérateur. Elle s’applique pour évaluer les risques de TMS au niveau du dos.

Par conséquent, elle ne s’emploie pas pour des manutentions2 :

  • A une main
  • Pour du travail de plus de 8hr
  • En étant assis ou agenouillé
  • Avec des objets instables
  • En même temps que de soulever, pousser, tirer ou marcher
  • Avec une aide extérieure
  • Très rapide
  • Avec un mauvais couple sol/pied (sol glissant…)
  • Des manutentions effectuées dans des conditions spécifiques de températures ou d’humidité

La méthode de calcul

La charge maximale (CMA) est calculée selon l’équation une équation qui dépend de 7 facteurs :

CMA(Kg) = FP * FH * FV * FD * FF * FA * FI

Nous détaillons dans les paragraphes suivant le détail des facteurs.

FP : le Facteur Poids

Le facteur poids est constant et fixé à 23Kg. Selon les experts, cela signifie que 23Kg est la charge la plus élevée que 99% des hommes et 75% des femmes peuvent lever dans la posture de référence : debout, dos droit charge tenue à 2 main à 75 cm du sol et contre le corps.

FH : Facteur Horizontal

FH = 25/H , où H  est la distance en cm qui sépare le milieu du segment virtuel qui lie les chevilles à la projection des mains sur le sol au début du geste. En pratique, H  varie généralement de 25 à 75cm.

  • FH = 1 : l’objet est contre le corps. Plus H  augmente et plus FH diminue. En d’autres termes, plus un objet est éloigné du corps sur le plan horizontal est plus son soulèvement devient pénible.
  • FH < 1 : mener des actions pour rapprocher la charge du corps de la personne en bougeant les barrières ou en réduisant la taille de la charge.

FV : Facteur Vertical

FV = 1 – 0,003 * (V  – 75)

V  est la distance en cm qui sépare le sol des mains au début de la prise de charge. En pratique, pour la plupart des opérateurs, V est compris entre 0 (charge au niveau du sol) et 175 cm.

  • FV = 1 pour un objet situé à 75 cm du sol. Cette distance correspond à la hauteur optimale d’un objet dans le plan vertical. FV diminue au fur et à mesure que les mains s’éloignent, vers le haut ou vers le bas, de cette valeur repère de 75 cm.
  • FV < 1 : réduire la position de la dépose de la charge. Faire en sorte d’avoir la charge plus loin du sol et éradiquer le fait de soulever au-dessus des épaules.

FD : Facteur Déplacement

FD = 0,82 + (4,5 / VD)

VD représente le déplacement vertical en cm d’un objet entre le début et la fin de la manutention, le plus souvent en soulèvement. Pour VD inférieur à 25cm, FD = 1.

Ainsi, plus un déplacement est long, plus FD est petit et plus la CMA diminue. Réduire donc au maximum la distance à effectuer.

FA : Facteur Asymétrie

FA = 1 – (0,0032 * A)

A est l’angle entre le plan sagittal et le plan d’asymétrie en degré. Le plan d’asymétrie est défini comme un plan vertical qui passe par le milieu de la droite qui relie les 2 mains et l’axe du corps. A est mesuré au début ou à la fin du mouvement.

Dans le cas ou FA < 1, modifier l’origine et/ou la destination de l’objet pour réduire au maximum la torsion à effectuer.

FF : Facteur Fréquence

FF est obtenu en intégrant 3 informations que sont la fréquence de soulèvement, la posture du sujet et la durée continue de la manutention. Il se lit dans une table spécifique3.

Fréquence de soulèvement

Elle est définie comme le nombre moyen de levée par minute. Selon la fréquence, FF varie de 1 pour une fréquence inférieure à 0,2 par minute à 0 pour 9 à 15 mouvements par minute. Cette fréquence étant considérée comme inacceptable.

Posture

La posture est évaluée par V défini précédemment. L’opérateur est considéré debout si V>75cm et debout penché si V<75cm.

Durée de manutention

C’est le temps pendant lequel la levée est effectuée. 3 situations sont retenues :

  • La manutention dure moins d’une heure : Elle est constituée de manutentions répétitives et continues suivies d’une période de récupération représentant au moins 120% de la phase de manutention.
  • La manutention dure moins de 2 heures : Elle est constituée de manutentions répétitives et continues, suivies d’une période de récupération représentant 30% de la phase de manutention.
  • La manutention dure jusqu’à 8 heures : Elle est constituée de manutentions répétitives et continues, sans autres pauses que celles intervenant habituellement.

Si FF est inférieur à 1, réduire la fréquence du soulèvement, réduire la durée du mouvement ou allonger les périodes de repos.

FI : Facteur Interface

L’interface main/objet influence la CMA. Ainsi, la forme de l’objet manutentionné, la présence ou l’absence de poignée vont modifier FI. Ca valeur s’identifie dans un tableau spécifique.

L’indice de levé

Une fois les étapes précédentes effectuées, on obtient la CMA qui représente le maximum acceptable de poids à lever dans les conditions définies. Il est dès lors possible de calculer l’indice de levé, qui va permettre de donner une direction vers les actions à mener.

Cet indice se calcul avec la formule suivante :

LI = Poids de l’élément / CMA

5 cas se présentent à nous4. Si :

  • LI ≤ 1 : la charge est donc acceptable pour la majorité des personnes.
  • 1.1 < LI < 1.5 : la charge doit être évaluée et des changements doivent être mis en place mais sans urgence.
  • 1.5 < LI < 2.9 : des modifications doivent être menées pour réduire les risques de TMS.
  • 3 ≤ LI : la charge présente un risque clair pour la majorité d’entre nous, et des actions immédiates doivent être menées.

Cas des tâches multiples

On le voit, la mesure et l’analyse des données ne peuvent se faire que dans la condition que nous soyons avec une tâche répétitive et identique. Si nous sommes dans le cas de tâches répétitives mais différentes, il faut adapter la procédure comme suit5.

1. Calculer le STRWL pour chaque tâche

Calculez la CMA par fréquence (STRWL) pour chaque tâche. C’est exactement le même calcul que pour la cas d’une monotache. Le STRWL pour une tâche reflète les demandes globales de cette tâche, supposant que c’était la seule tâche étant exécutée.

2. Calculer le FIRWL pour chaque tâche

Calculez les CMA (FIRWL) pour chaque tâche en employant les variables respectives des tâches et en plaçant le multiplicateur de fréquence à une valeur de 1,0. Le FIRWL pour chaque tâche reflète la force de compression et la force exigée aux muscles pour une simple répétition de cette tâche.

3. Calculer le STLI pour chaque tâche

Calculez l’indice de levage (STLI) pour chaque tâche en divisant le poids de la charge moyenne pour cette tâche par le STRWL respectif. Le poids moyen est employé pour calculer le STLI parce que le poids moyen fournit une meilleure représentation des demandes métaboliques, qui sont distribuées à travers les tâches, plutôt que la personne à charge sur différentes tâches. Dans les cas où le FILI excède le STLI pour n’importe quelle tâche, les poids maximum peuvent représenter un problème significatif et une évaluation soigneuse est nécessaire.

4. Calculer le FILI pour chaque tâche

Calculez l’Indice de Levage par fréquence (FILI) pour chaque tâche en divisant le poids maximal de la charge pour cette tâche par son FIRWL. Le poids maximum est employé pour calculer le FILI parce que le poids maximum détermine les charges biomécaniques maximum auxquelles le corps sera exposé, indépendamment de la fréquence de l’occurrence.

5. Calculez le CLI pour le travail

Enfin, on détermine l’indice de levage composé (CLI) pour le travail global. Le CLI est calculé comme suit:

  • Les tâches sont numérotées par ordre décroissant de leur valeur STLI. Les tâches sont numérotées de cette façon de sorte que les tâches plus difficiles soient considérées d’abord.
  • Le CLI pour le travail est alors calculé selon la formule suivante:

CLI Global = STLI (Le plus grand) + FILI2* (1/FF1,2 – 1/FF1) + FILI3*(1/FF1,2,3 – 1/FF1,2) + FILI4*(1/FF1,2,3,4 – 1/FF1,2,3)…

Le CLI s’interprète strictement de la même manière que le LI.

Source

1 –  M. Aptel, P. Dronsart (1995) – Charge maximale admissible de lever de charges

2 – G. LaPorte, S. Sellers (2010) – Common tools for assessing ergonomics risk factors

3 – M. Aptel, P. Dronsart (1995) – Charge maximale admissible de lever de charges

4 – T. Ellis (2011) – Ergonomics: Assessments and evaluations for job improvements

5 – T. R. Waters, V Putz-Anderson, A. Garg (1994) – Application manual for the revised Niosh lifting equation

J. Malchaire (2001) – Evaluation et prévention des risques lombaires: classification des méthodes

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