LES VIBRATIONS TRANSMISES À L’ENSEMBLE DU CORPS

 

Helmut Seidel et Michael J. Griffin

 

L’exposition professionnelle

Les expositions professionnelles aux vibrations transmises à l’ensemble du corps se rencontrent surtout dans les transports. Les moyens de transport terrestres, maritimes et aériens peuvent tous engendrer des vibrations susceptibles d’occasionner de l’inconfort, de gêner les activités, voire d’être la cause de pathologies. Le tableau 50.1 recense un certain nombre d’activités particulièrement susceptibles de présenter un risque pour la santé.

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Tableau 50.1   Activités pour lesquelles il peut être justifié de prévenir les effets nocifs des vibrations transmises à lensemble du corps

 

Conduite de tracteurs

Véhicules de combat blindés (par exemple, chars) et véhicules similaires

Autres véhicules tout-terrain:

  Engins de terrassement: chargeuses, pelles mécaniques, bouteurs, niveleuses, scrapeurs, tombereaux, compacteurs

  Machines forestières

  Equipements de mines et de carrières

  Chariots élévateurs

Conduite de certains camions (articulés ou non)

Conduite de certains autobus et tramways

Vol à bord de certains hélicoptères et appareils à voilure fixe

Certains travaux sur bétonnières

Conduite de certains véhicules ferroviaires

Certaines utilisations de navires rapides

Certaines conditions de conduite de motocyclettes

Certaines conditions de conduite dautomobiles et de fourgons

Certaines activités sportives

Certains autres équipements industriels

 

Source: daprès Griffin, 1990.

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Les expositions les plus courantes aux vibrations et aux chocs de forte amplitude se rencontrent dans les véhicules tout-terrain, tels qu’engins de terrassement, chariots de manutention ou tracteurs agricoles.

 

La biodynamique

A l’instar de toute structure mécanique, le corps humain possède des fréquences de résonance qui entraînent une réponse mécanique maximale. La réponse humaine aux vibrations ne peut pas s’expliquer seulement en termes de fréquence de résonance unique; il existe de nombreuses résonances dans le corps et les fréquences de résonance varient d’une personne à l’autre et en fonction de la posture. Deux réponses mécaniques du corps sont souvent utilisées pour décrire la manière dont les vibrations provoquent un mouvement du corps: la transmissibilité et limpédance.

 

La transmissibilité indique la fraction des vibrations transmises, par exemple, du siège à la tête. La transmissibilité du corps dépend fortement de la fréquence et de l’axe des vibrations, ainsi que de la posture du corps. Des vibrations verticales du siège provoquent des vibrations de la tête suivant plusieurs axes. Dans le cas d’un mouvement vertical de la tête, la transmissibilité tend à être la plus forte dans la plage de 3 à 10 Hz environ.

 

L’impédance mécanique du corps caractérise la force nécessaire pour provoquer un mouvement du corps à chaque fréquence. Bien que l’impédance dépende de la masse du corps, l’impédance verticale du corps humain présente généralement une résonance à 5 Hz environ. L’impédance mécanique du corps humain, y compris cette résonance, influence fortement la manière dont les vibrations sont transmises par les sièges.

 

Les effets à court terme

 

L’inconfort

Le sentiment d’inconfort causé par l’accélération des vibrations dépend de la fréquence et de la direction de celles-ci, du point de contact avec le corps et de la durée de l’exposition. Dans le cas des vibrations verticales transmises à des sujets assis, l’inconfort occasionné par une fréquence quelconque augmente avec l’amplitude vibratoire: une réduction de moitié de l’amplitude réduira l’inconfort dans la même proportion.

Il est possible de prédire le degré d’inconfort lié aux vibrations en ayant recours à des pondérations fréquentielles appropriées (voir ci-après). L’inconfort peut être décrit selon une échelle sémantique. On n’a pas défini de limite utile de l’inconfort dû aux vibrations, car le niveau acceptable varie d’un environnement à l’autre.

 

Les amplitudes vibratoires acceptables dans les bâtiments sont proches des seuils de perception des vibrations. Les effets de ces vibrations sur l’être humain sont censés dépendre non seulement de leur fréquence, de leur direction et de leur durée, mais également de l’affectation du bâtiment considéré. Plusieurs normes donnent des indications sur l’évaluation des vibrations dans les bâtiments, par exemple la norme britannique 6472 (BSI, 1992), qui définit une procédure d’évaluation des vibrations et des chocs dans les bâtiments.

Les interférences avec certaines activités humaines

Les vibrations peuvent gêner l’acquisition d’informations (par exemple, visuelles), la réponse aux informations reçues (par exemple, par des mouvements de la main ou du pied) ou les processus centraux complexes liant stimulation et réaction (comme l’apprentissage, la mémorisation ou la prise de décisions). Les effets les plus marqués des vibrations transmises à l’ensemble du corps portent sur les processus de stimulation (notamment la vision) et les processus de réaction (l’utilisation continue de commandes manuelles, en particulier).

 

Les effets des vibrations sur les activités de contrôle visuelles ou manuelles sont liés avant tout aux mouvements de la partie affectée du corps, à savoir l’œil et la main. On peut les atténuer en réduisant la transmission des vibrations à l’œil ou à la main ou encore en rendant la tâche moins sensible aux perturbations, par exemple en augmentant les dimensions d’un écran de visualisation ou en réduisant la sensibilité d’une commande. Il est souvent possible de diminuer considérablement les effets des vibrations sur les activités de contrôle visuelles ou manuelles par un réaménagement des tâches.

 

Les tâches cognitives simples (telles qu’un temps de réaction simple) ne paraissent pas être affectées par les vibrations, si ce n’est par une modification de l’attention ou de la motivation ou par des effets directs sur les processus de stimulation et de réaction. Il semble que ce soit également le cas pour certaines tâches cognitives complexes. Le petit nombre et la diversité des études expérimentales ne permettent toutefois pas d’exclure la possibilité d’effets cognitifs réels et significatifs. Les vibrations peuvent influer sur la fatigue, mais il existe peu d’indications scientifiques à cet égard et aucune, en tout cas, qui puisse étayer la notion complexe de «limite d’aptitude réduite par la fatigue» proposée dans la norme internationale 2631 (ISO, 1974, 1997).

 

Les modifications physiologiques

Des modifications des fonctions physiologiques ont été constatées lorsque des sujets sont exposés en laboratoire à un environnement inhabituel de vibrations transmises à l’ensemble du corps. Ces changements caractéristiques d’une «réaction de surprise» (par exemple, accélération du rythme cardiaque) disparaissent rapidement si l’exposition se prolonge, tandis que d’autres réactions subsistent ou s’amplifient. Celles-ci peuvent dépendre de l’ensemble des caractéristiques des vibrations — y compris la direction, l’amplitude de l’accélération et le type de vibrations (sinusoïdales ou aléatoires) — ainsi que d’autres variables comme le rythme circa-dien et les caractéristiques des sujets (voir Hasan, 1970; Seidel, 1975; Dupuis et Zerlett, 1986). Il est souvent impossible d’établir un lien direct entre les modifications des fonctions physiologiques constatées en conditions réelles et les vibrations, celles-ci agissant souvent en même temps que d’autres facteurs significatifs (par exemple, forte astreinte mentale, bruit, ou exposition à des substances toxiques). Les modifications physiologiques sont souvent moins apparentes que les réactions psychologiques (comme la sensation d’inconfort). Si l’on prend en considération toutes les données disponibles relatives à l’apparition initiale de modifications physiologiques persistantes selon la fréquence et l’amplitude des vibrations transmises à l’ensemble du corps, on peut mettre en évidence une courbe limite qui se situe aux alentours de 0,7 m/s2 efficace entre 1 et 10 Hz et qui atteint 30 m/s2 efficace à 100 Hz. De nombreuses études ont été effectuées sur l’animal, mais la validité de leur transposition à l’être humain n’est pas démontrée.

 

Les modifications neuromusculaires

Lors d’un mouvement naturel actif, les mécanismes de contrôle moteur agissent comme un contrôle par anticipation constamment ajusté par un retour d’information provenant des capteurs sensitifs des muscles, tendons et articulations. Les vibrations transmises à l’ensemble du corps provoquent un mouvement artificiel passif du corps, situation fondamentalement différente des vibrations auto-induites par la locomotion. L’absence de contrôle par anticipation dans l’exposition aux vibrations transmises à l’ensemble du corps constitue la modification la plus marquée de la fonction physiologique normale du système neuromusculaire. La plage de fréquences large qui caractérise les vibrations transmises à l’ensemble du corps (entre 0,5 et 100 Hz), comparée à celle du mouvement naturel (entre 2 et 8 Hz pour les mouvements volontaires, et moins de 4 Hz pour la locomotion), est une différence supplémentaire qui contribue à expliquer les réactions des mécanismes de contrôle neuromusculaire aux fréquences très basses et aux fréquences élevées.

 

Les vibrations transmises à l’ensemble du corps et les accélérations transitoires font apparaître, sur l’électromyogramme (EMG) des muscles dorsaux superficiels des personnes assises, une activité alternative liée à l’accélération qui se traduit par une contraction tonique prolongée. On suppose que cette activité s’apparente à un réflexe. Elle disparaît en général complètement lorsque le sujet soumis aux vibrations est assis, détendu, avec le dos arrondi. La synchronisation de l’activité musculaire dépend de la fréquence et de l’amplitude de l’accélération. Les données électromyographi-ques suggèrent qu’une charge spinale accrue peut survenir en raison d’une moins bonne stabilisation musculaire de la colonne vertébrale aux fréquences de 6,5 à 8 Hz et pendant la phase initiale d’un brusque déplacement vers le haut. Malgré la faible activité EMG causée par les vibrations transmises à l’ensemble du corps, la fatigue des muscles dorsaux pendant l’exposition aux vibrations peut dépasser celle observée dans les postures assises normales en l’absence de vibrations.

 

Les réflexes tendineux peuvent s’atténuer ou disparaître temporairement au cours de l’exposition à des vibrations sinusoïdales transmises à l’ensemble du corps et de fréquences supérieures à 10 Hz. Les légères modifications du contrôle postural après exposition aux vibrations à l’ensemble du corps sont assez variables; leur mécanisme et leur importance pratique demeurent incertains.

 

Les modifications cardio-vasculaires, respiratoires, endocriniennes et métaboliques

Les modifications dont on a constaté la persistance dans le cas d’exposition aux vibrations s’apparentent à celles apparaissant au cours d’un effort physique modéré (augmentation du rythme cardiaque, de la pression sanguine et de la consommation d’oxygène), et cela même pour les amplitudes vibratoires proches de la limite de tolérance volontaire. L’accroissement de la ventilation est en partie dû au mouvement oscillatoire de l’air dans l’appareil respiratoire. Les modifications respiratoires et métaboliques peuvent ne pas correspondre, ce qui peut laisser supposer une perturbation des mécanismes de contrôle de la respiration. Diverses observations, partiellement contradictoires, ont été rapportées en ce qui concerne les modifications des hormones adrénocorticotro-pes (ACTH) et des catécholamines.

 

Les modifications des systèmes nerveux sensoriel et central

On a fait état de modifications de la fonction vestibulaire lors d’exposition à des vibrations transmises à l’ensemble du corps; elles seraient dues à une incidence sur l’adaptation de la posture, bien que celle-ci soit contrôlée par un système très complexe dans lequel une perturbation de la fonction vestibulaire peut être en grande partie compensée par d’autres mécanismes. Les modifications de la fonction vestibulaire semblent prendre de l’importance dans le cas d’expositions à des vibrations de fréquences très basses ou proches de la fréquence de résonance du corps entier. On suppose que le conflit sensoriel entre les informations vestibulai-res, visuelles et proprioceptives (stimuli reçus dans les tissus) est un important mécanisme sous-jacent aux réactions physiologiques à certains environnements artificiels de mouvement.

Les expériences menées sur des expositions combinées de courte et de longue durée au bruit et aux vibrations transmises à l’ensemble du corps semblent indiquer que les vibrations ont un effet synergique mineur sur l’audition. On constate une tendance associant les fortes amplitudes de vibrations transmises à l’ensemble du corps à 4 ou 5 Hz à des variations temporaires plus élevées du seuil temporaire d’audibilité. Il n’a pas été possible de mettre en évidence un rapport entre ces variations et la durée d’exposition. Elles semblent augmenter, par contre, en même temps que les doses vibratoires.

Les vibrations impulsionnelles verticales ou horizontales sollicitent le potentiel cérébral. Des modifications fonctionnelles du système nerveux central ont également été mises en évidence à l’aide de sollicitations auditives du potentiel cérébral (Seidel et coll., 1992). Les effets constatés étaient également influencés par d’autres facteurs de l’environnement (par exemple, bruit), par la difficulté de la tâche et par l’état intérieur du sujet (niveau d’éveil, degré d’attention accordé au stimulus).

 

Les effets à long terme

 

Les risques pour la colonne vertébrale

Les études épidémiologiques ont souvent révélé un risque élevé de lésions de la colonne vertébrale chez les travailleurs exposés pendant de longues années à des vibrations de forte amplitude transmises à l’ensemble du corps (par exemple, conduite de tracteurs ou d’engins de terrassement). Seidel et Heide (1986), Dupuis et Zerlett (1986) ainsi que Bongers et Boshuizen (1990) ont réalisé des études critiques de la littérature existante qui concluent que l’exposition à des vibrations de forte amplitude transmises à l’ensemble du corps pendant des périodes prolongées peut entraîner des lésions de la colonne vertébrale et faire augmenter le risque de lombalgie; celles-ci pourraient être un effet secondaire des modifications dégénératives primaires des vertèbres et des disques intervertébraux. La région lombaire de la colonne vertébrale est la plus fréquemment touchée, suivie de la région thoracique. Le taux élevé de lésions de la région cervicale signalé par plusieurs auteurs semble avoir pour origine le maintien d’une mauvaise posture plutôt que les vibrations elles-mêmes, encore que cette hypothèse ne soit pas suffisamment étayée. Seuls quelques travaux ont été effectués sur le rôle des muscles du dos et ont mis en évidence une insuffisance musculaire. Certains font état d’un risque nettement plus élevé de déplacement des disques lombaires. Lors de plusieurs études transversales, Bongers et Boshuizen (1990) ont trouvé plus de cas de lombalgie chez les conducteurs de véhicules et les pilotes d’hélicoptères que parmi la population témoin. Ils en ont conclu que la conduite professionnelle de véhicules et le pilotage d’hélicoptères comportent un risque important de lombalgies et de lésions dorsales. Les grutiers et les conducteurs de tracteurs accusent un taux plus élevé de pensions d’invalidité et d’arrêts de travail de longue durée en raison de lésions des disques intervertébraux.

 

Du fait de l’absence ou du caractère incomplet des données épidémiologiques, il n’a pas été possible d’établir de relation précise entre exposition et effets. Les données existantes ne permettent pas de fixer un niveau d’innocuité, c’est-à-dire une limite permettant d’exclure à coup sûr une atteinte à la colonne vertébrale. Une exposition de plusieurs années à des niveaux inférieurs ou proches de ceux de la norme internationale 2631 (ISO, 1974, 1997) ne va pas sans risques. Certains travaux font état d’un accroissement du risque pour la santé avec la durée de l’exposition, bien que les modes de sélection employés rendent difficile la mise en évidence d’une telle relation dans la plupart des cas. Les études épidémiolo-giques ne permettent donc pas d’établir à l’heure actuelle une relation dose-effet. Des considérations théoriques suggèrent que des pics de charge élevés agissant sur la colonne vertébrale lors d’expositions comportant des transitoires de forte amplitude entraînent des effets nocifs. Le recours à une méthode fondée sur l’équivalence en énergie pour calculer une dose vibratoire, comme dans la norme internationale 2631 (ISO, 1974, 1997) est, par conséquent, discutable dans le cas d’expositions à des vibrations transmises à l’ensemble du corps comportant des pics d’accélération élevés. Les études épidémiologiques n’ont pas permis de dégager des différences dans les effets à long terme des vibrations transmises à l’ensemble du corps en fonction de la fréquence. Des vibrations transmises à l’ensemble du corps de 40 à 50 Hz, appliquées aux pieds de travailleurs se tenant debout, ont entraîné des modifications dégénératives des os du pied.

 

En général, les différences entre individus ont été beaucoup négligées, même si les méthodes de sélection laissent penser que ces différences peuvent avoir une grande importance. Il n’existe aucune donnée indiquant clairement si les effets des vibrations transmises à l’ensemble du corps sur la colonne vertébrale varient selon le sexe.

 

La reconnaissance générale des lésions dégénératives de la colonne vertébrale comme maladie professionnelle fait l’objet de controverses. On ne connaît pas de critère spécifique autorisant un diagnostic fiable de ces lésions en tant qu’effets d’une exposition aux vibrations transmises à l’ensemble du corps. La fréquence élevée des troubles dégénératifs de la colonne vertébrale dans les populations non exposées ne permet pas de conclure à une étiologie à prédominance professionnelle chez les individus exposés aux vibrations transmises à l’ensemble du corps. On ne connaît pas non plus les facteurs de prédisposition individuelle pouvant influer sur les astreintes liées aux vibrations. La définition d’une amplitude vibratoire minimale ou d’une durée minimale d’exposition à des vibrations transmises à l’ensemble du corps comme préalable à leur reconnaissance en tant que maladie professionnelle méconnaîtrait dès lors la variabilité considérable à laquelle on peut s’attendre en matière de sensibilité individuelle.

 

Les autres risques pour la santé

Les études épidémiologiques tendent à montrer que les vibrations transmises à l’ensemble du corps sont l’un des éléments d’un ensemble de causes d’autres risques pour la santé. On citera ici le bruit, de fortes astreintes mentales et le travail posté qui sont quelques-uns des facteurs concomitants importants jouant un rôle dans ce domaine. Les résultats des études portant sur les troubles d’autres systèmes du corps humain sont souvent divergents ou indiquent une dépendance paradoxale de la prévalence de la pathologie par rapport à l’amplitude des vibrations transmises à l’ensemble du corps (c’est-à-dire une prévalence plus élevée des effets nocifs aux amplitudes moins élevées). Un ensemble caractéristique de symptômes et d’altérations du système nerveux central, de l’appareil locomoteur et de l’appareil circulatoire a été observé chez les travailleurs se tenant debout sur des tables vibrantes pour béton et exposés à des vibrations transmises à l’ensemble du corps d’une amplitude supérieure à la limite d’exposition de la norme ISO 2631, avec des fréquences dépassant 40 Hz (Rumjancev, 1966). Ce syndrome a été appelé «maladie des vibrations». Quoique rejeté par de nombreux spécialistes, ce même terme a parfois été employé pour décrire un tableau clinique plutôt vague résultant d’une exposition de longue durée à des vibrations basse fréquence transmises à l’ensemble du corps. Ce syndrome est censé se manifester initialement par des troubles végéto-vasculaires périphériques et cérébraux de type fonctionnel non spécifique. Les données existantes permettent de conclure que différents systèmes physiologiques réagissent indépendamment les uns des autres. Il n’existe pas de symptôme pouvant servir d’indicateur de la pathologie induite par les vibrations transmises à l’ensemble du corps.

 

Système nerveux, appareil vestibulaire et audition. Les vibrations de forte amplitude et de fréquences supérieures à 40 Hz transmises à l’ensemble du corps peuvent entraîner des lésions ou des troubles du système nerveux central. Des données contradictoires ont été publiées sur les effets des vibrations transmises à l’ensemble du corps aux fréquences inférieures à 20 Hz. Quelques rares études font état de plaintes non spécifiques telles que des maux de tête ou une irritabilité accrue. Des altérations de l’électroencéphalo-gramme (EEG) suite à une exposition de longue durée aux vibrations transmises à l’ensemble du corps sont signalées par un auteur, mais contestées par d’autres. Certains résultats publiés font ressortir une diminution de l’excitabilité vestibulaire et une incidence accrue d’autres troubles vestibulaires, notamment des vertiges. On peut toutefois mettre en doute l’existence d’un lien de cause à effet entre les vibrations transmises à l’ensemble du corps et les troubles du système nerveux central ou de l’appareil vestibu-laire, en raison des relations paradoxales mises en évidence entre amplitudes vibratoires, d’une part, et effets, d’autre part.

 

Certaines études font état d’une augmentation accrue des variations permanentes du seuil d’audibilité suite à une exposition combinée de longue durée aux vibrations transmises à l’ensemble du corps et au bruit. Schmidt (1987) a observé des ouvriers agricoles et comparé les augmentations en question après 3 et 25 ans d’activité. Il conclut que les vibrations transmises à l’ensemble du corps peuvent entraîner une variation additionnelle significative du seuil d’audibilité à 3, 4, 6 et 8 kHz si la valeur efficace de l’accélération pondérée selon la norme internationale 2631 (ISO, 1974, 1997) dépasse 1,2 m/s2 et si les sujets sont exposés simultanément à des bruits dont le niveau acoustique équivalent dépasse 80 décibels (dBA).

Appareils circulatoire et digestif. Quatre grandes catégories de troubles circulatoires ont été constatées avec une incidence plus élevée chez les travailleurs exposés à des vibrations transmises à l’ensemble du corps:

1.    troubles périphériques, tels que le syndrome de Raynaud, à proximité du point d’application des vibrations transmises à l’ensemble du corps (pieds des travailleurs debout ou, à un moindre degré, mains des conducteurs);

2.    varices aux jambes, hémorroïdes et varicocèle;

3.    ischémie cardiaque et hypertension;

4.    modifications neurovasculaires.

La morbidité de ces troubles circulatoires n’est pas toujours en corrélation avec l’amplitude ou la durée de l’exposition aux vibrations. Si l’on observe souvent une prévalence élevée de divers troubles du système digestif, la plupart des auteurs considèrent que les vibrations transmises à l’ensemble du corps n’en sont qu’une des causes, et peut-être pas la plus importante.

 

Organes reproducteurs de la femme, grossesse et système génito-urinaire masculin. On a avancé que l’exposition de longue durée aux vibrations transmises à l’ensemble du corps s’accompagnait de risques accrus d’avortement, de troubles menstruels et d’anomalies posi-tionnelles (par exemple, descente d’utérus) (Seidel et Heide, 1986). Il n’est pas possible de dégager des travaux publiés une limite d’exposition au-dessous de laquelle ces risques ne seraient pas plus élevés. La sensibilité individuelle et ses variations dans le temps contribuent probablement à ces effets biologiques. En effet, ces travaux ne font pas état d’un effet nocif direct des vibrations transmises à l’ensemble du corps sur le fœtus humain, bien que certaines études sur l’animal le laissent penser. L’absence d’un seuil connu pour les effets délétères sur la grossesse invite à limiter l’exposition professionnelle au niveau le plus bas raisonnablement praticable.

Quant aux résultats publiés sur l’apparition d’affections du système génito-urinaire masculin, ils divergent. Certaines études ont fait état d’une incidence de prostatite plus élevée, mais ce constat n’a pas été confirmé dans d’autres.

 

Les normes

Bien qu’il ne soit pas possible de proposer une limite précise permettant de prévenir les troubles dus aux vibrations transmises à l’ensemble du corps, on trouve dans les normes des méthodes utiles pour quantifier la sévérité des vibrations. La norme internationale 2631 (ISO, 1974, 1997) définit des limites d’exposition (voir figure 50.1) fixées à la moitié environ du niveau considéré comme seuil de la douleur (ou comme limite de la tolérance volontaire) par des sujets humains en bonne santé. La même figure indique également les niveaux d’action des valeurs de dose vibratoire pour les vibrations verticales, tirés de la norme britannique 6841 (BSI, 1987b); celle-ci correspond en partie à un projet de révision de la norme internationale.

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Figure 50.1     Réponse de lorganisme humain aux vibrations transmises à lensemble du corps en fonction de la fréquence

 

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La valeur de dose vibratoire peut être considérée comme étant l’amplitude d’une vibration agissant durant une seconde et ayant une sévérité équivalente à la vibration mesurée. Cette valeur de dose vibratoire fait intervenir le temps à la quatrième puissance pour cumuler la sévérité des vibrations sur toute la durée de l’exposition, depuis le transitoire le plus court jusqu’à une journée complète d’exposition (par exemple, BS 6841):

Cette méthode peut servir à évaluer aussi bien la sévérité des vibrations que celle des chocs répétés. Elle est d’une application plus facile que celle proposée par la norme ISO 2631 (voir figure 50.2).

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Figure 50.2   Réponse de lorganisme humain aux vibrations transmises à lensemble du corps en fonction du temps

 

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La norme britannique 6841 fournit les indications ci-après.

 

Les valeurs élevées de dose vibratoire provoquent un sérieux inconfort, des douleurs et des lésions. Elles indiquent également, de façon générale, la sévérité des expositions qui en sont responsables. A l’heure actuelle, il n’existe cependant pas de consensus quant à la relation exacte entre les valeurs de dose vibratoire et le risque de lésions. On sait que les amplitudes vibratoires et les durées d’exposition correspondant à des valeurs de l’ordre de 15 m/s1,75 se traduisent en général par un sérieux inconfort. Il est raisonnable de supposer qu’une exposition accrue aux vibrations s’accompagnera d’une augmentation du risque de lésions (BSI, 1987b).

 

Aux valeurs de dose élevées, il peut être nécessaire de prendre préalablement en compte l’aptitude des personnes exposées et de mettre en place les mesures de sécurité requises. Des contrôles périodiques de la santé des sujets régulièrement exposés doivent également être envisagés.

 

La valeur de dose vibratoire permet de comparer des expositions très différentes et très complexes. Elle permet aux organismes compétents de spécifier des limites ou des niveaux d’action. Dans certains pays, on utilise, par exemple, une valeur de dose vibratoire de 15 m/s1,75 comme niveau d’action à titre provisoire, mais il peut être justifié de limiter l’exposition aux vibrations ou aux chocs répétés à des valeurs supérieures ou inférieures, en fonction de la situation. Dans l’état actuel des connaissances, un niveau d’action sert simplement à indiquer les valeurs approximatives qui pourraient être excessives. La figure 50.2 illustre les valeurs efficaces de l’accélération correspondant à une valeur de dose vibratoire de 15 m/s1,75 pour des expositions allant d’une seconde à vingt-quatre heures environ. Toute exposition à des vibrations continues ou intermittentes ou à des chocs répétés peut être comparée au niveau d’action en calculant la valeur de dose vibratoire. Il serait déraisonnable de dépasser un niveau d’action approprié (ou la limite d’exposition de la norme ISO 2631) sans envisager les effets potentiels sur la santé de l’exposition aux vibrations ou aux transitoires.

 

La directive sur la sécurité des machines du Conseil des Communautés européennes stipule que les machines doivent être conçues et construites pour que les risques résultant des vibrations produites soient réduits au niveau le plus bas, compte tenu du progrès technique et de la disponibilité de moyens d’atténuation des vibrations. Elle préconise la réduction des vibrations à la source (CCE, 1989).

 

La mesure et l’évaluation de l’exposition

Les vibrations transmises à l’ensemble du corps devraient être mesurées à l’interface entre le corps et la source des vibrations. Pour les personnes assises, on place les accéléromètres sur la surface du siège, sous les tubérosités ischiatiques des sujets. On

mesure parfois également les vibrations au niveau du dossier du siège (entre le dos et le dossier), ainsi qu’aux pieds et aux mains (voir figure 50.3).

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Figure 50.3   Axes de mesure des expositions aux vibrations de personnes assises

 

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Les données épidémiologiques ne suffisent pas, à elles seules, pour définir la façon d’évaluer les vibrations transmises à l’ensemble du corps en vue de prédire les risques pour la santé que présentent les différents types d’exposition. L’étude de ces données, en combinaison avec la compréhension des réponses biodynamiques et subjectives, a permis l’élaboration des guides actuels. On utilise de nos jours la même procédure pour évaluer les effets sur la santé d’un mouvement vibratoire en fonction de la fréquence, de la direction et de la durée de ce mouvement que pour évaluer l’inconfort dû aux vibrations. Toutefois, l’exposition totale semble être plus importante que l’exposition moyenne, et une mesure de la dose est dès lors indiquée.

 

Outre l’évaluation des vibrations mesurées d’après les normes en vigueur, il est recommandé de considérer les spectres de fréquence et les amplitudes suivant les différents axes et les autres caractéristiques de l’exposition, y compris les durées d’exposition quotidienne et sur la vie entière. La présence d’autres facteurs défavorables, notamment une posture assise, devrait être également prise en compte.

 

La prévention

Chaque fois que la chose est possible, il faut s’employer à privilégier la réduction des vibrations à la source. Pour cela, on peut notamment envisager une égalisation des sols ou une limitation de la vitesse des véhicules. D’autres méthodes de réduction de la transmission des vibrations aux opérateurs exigent que l’on connaisse les caractéristiques de l’environnement vibratoire et la façon dont les vibrations sont transmises à l’ensemble du corps. Ainsi, l’amplitude vibratoire varie souvent avec l’emplacement: on peut rencontrer des amplitudes inférieures en certains endroits. Le tableau 50.2 énumère une série de mesures préventives.

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Tableau 50.2   Récapitulatif des mesures de prévention à envisager dans les cas où des personnes se trouvent exposées à des vibrations transmises à l’ensemble du corps

 

Catégories

Action

Organisation

Rechercher des conseils techniques

Rechercher des conseils médicaux

Avertir les personnes exposées

Former les personnes exposées

Connaître les durées dexposition

Instaurer une politique de diminution de lexposition

Constructeurs de machines

Mesurer les vibrations

Minimiser les vibrations transmises à lensemble du corps dès la conception

Optimiser les suspensions

Optimiser les caractéristiques des sièges

Appliquer les concepts de lergonomie pour assurer une bonne posture, etc.

Fournir des indications sur la maintenance des machines

Fournir des indications sur la maintenance des sièges

Signaler la présence de vibrations dangereuses

Mesures techniques sur les lieux de travail

Mesurer lexposition aux vibrations

Choisir des machines appropriées

Choisir des sièges assurant une bonne atténuation

Maintenir les machines en bon état

Informer la direction

Mesures médicales Personnel exposé

Procéder à des examens lors de lembauche

Effectuer des examens médicaux de routine

Tenir un dossier de tous les signes et symptômes signalés

Avertir les travailleurs montrant une prédisposition

Informer sur les conséquences de lexposition

Informer la direction

Utiliser les machines correctement

Eviter toute exposition inutile aux vibrations

Vérifier le bon réglage du siège

Adopter une bonne posture sur le siège

Vérifier l’état de la machine

Informer les agents de maîtrise des problèmes de vibration

Consulter un médecin en cas dapparition de symptômes

Informer lemployeur de lapparition de troubles

 

Source: daprès Griffin, 1990.

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Les sièges peuvent être conçus de façon à atténuer les vibrations. La plupart de ces sièges entrent en résonance aux basses fréquences, ce qui se traduit par des valeurs d’accélération verticale plus élevées sur l’assise du siège que sur le plancher. On constate généralement une atténuation des vibrations aux fréquences élevées. Les fréquences de résonance des sièges courants non suspendus se situent dans la région de 4 Hz. L’amplification dans la zone de résonance est en partie déterminée par l’amortissement du siège. Un meilleur amortissement par une sellerie plus rembourrée du siège tend à réduire l’amplification au niveau de la résonance, mais aussi à accroître la transmissibilité aux fréquences élevées. Il existe des écarts de transmissibilité considérables entre les sièges, qui sont à l’origine d’importantes différences dans les vibrations perçues par les usagers.

 

Une indication chiffrée simple de l’efficacité isolante d’un siège pour une application donnée est fournie par le rapport de transmission d’amplitude effective du siège (Griffin, 1990). Une valeur de ce rapport supérieure à 100% indique que, globalement, les vibrations au niveau du siège sont plus fortes que celles du plancher, alors que les valeurs inférieures à 100% signifient que le siège a apporté une certaine atténuation. Un bon siège doit être conçu de façon à donner la valeur la plus faible qui soit compatible avec les autres exigences.

 

Les sièges suspendus sont dotés sous l’assise d’un mécanisme distinct de suspension. Ces sièges, montés sur certains véhicules tout-terrain, camions et autocars, ont une fréquence de résonance basse (autour de 2 Hz) et sont, par conséquent, capables d’atténuer les vibrations de fréquence supérieure à 3 Hz environ. La fonction de transmission est généralement déterminée par le fabricant, mais leur efficacité varie avec les conditions d’exploitation.