force musculaire - CHUPS – Jussieu
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Unité d’Ergonomie Faculté de Médecine Pitié-Salpêtrière 91, bd de l’Hôpital 75 634 Paris cedex 13 DIPLÔME D’ERGONOMIE ET DE PHYSIOLOGIE DU TRAVAIL option1 Ergonomie du travail physique et psychosensoriel www.ergonomie.chups.jussieu.fr Directeur du diplôme Docteur Bronisław KAPITANIAK force musculaire facteurs déterminant la force musculaire ♦ nombre de fibres en contraction ● recrutement des UM ● nombre de fibres par UM ♦ tension produite par chaque fibre ● fréquence des potentiels d’action ● longueur des fibres ● durée d’activité (fatigue) ● type de fibre effets d’entraînement de la force musculaire ♦ augmentation g de la masse musculaire ● nombre et diamètre de myofibrilles ● quantité totale de protéines contractiles (myosine) ● nombre de fibres ● cellules satélites ● fissuration longitudinale (splitting) ♦ changement de types de fibres ♦ accroissement des mitochondries ♦ développement de capilaires ♦ résistance de tissus tendineux et ligamenteux force en daN 50 40 30 20 flexion du coude extension du coude 10 40 80 120 160 200 40 80 120 160 200 flexion de l’épaule extension de l’épaule 40 80 120 160 200 40 80 120 160 200 50 40 30 20 10 50 40 30 20 flexion de la hanche extension de la hanche 10 40 80 120 160 200 40 80 120 160 200 angle en ° mesures de force maximale ♦ contraction isométrique y système de contention y co-contractions ♦ contraction volontaire y motivation y fatigue coordination des muscles 1 muscle 3 articulations 3,8 degré de liberté 4 fonctions 1 articulation 9 1 degré g de liberté 8,4 muscles 1 fonction 4 muscles muscles dynamomètres mécanique électronique maintien de la force maximale 1s temps maintien de la force maximale 1min 1min temps répétition de la force maximale 10 s temps force max daN 20 15 stimulation électrique 10 5 effort volontaire 50 force max daN 100 nombre de contractions shout shout shout 1 / 2s nombre de contractions Ikai et Ishi 1974 évolution de Fmax avec répétition 6/h 20/h 60/h 360/h Bourgignon et col. 1959 Mesure de la force musculaire et évaluation de l’aptitude physique B.Kapitaniak, H.Monod B.Auvert, M.Pruvost, J.L.Bouchard 1982 corrélations hommes corrélations hommes m. symétriques m. antagonistes m. agonistes 0,1 0,9 forces maximales volontaires (n=128) Hommes s international régional non entraînés Femmes Extension genou G Extension genou D Flexion bras G Flexion bras D 0 20 40 60 80 daN 100 pentes maximales volontaires (n=128) Hommes international régional non entraînés Extension g genou G Femmes Extension genou D Flexion bras G Flexion bras D 0 200 400 600 800 1000 daN/s pentes maximales volontaires (n=128) Hommes s international régional Femmes non entraînés 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 %FMV/s forces maximales volontaires (n=128) haltérophilie course Extension genou G Extension genou D équipes Flexion bras G Fl i bras Flexion b D combat 0 20 40 60 80 100 120 daN pentes maximales volontaires (n=96) haltérophilie course équipes Extension genou G Extension genou D Flexion bras G combat Flexion bras D 0 200 400 600 800 1000 daN/s Caldwell 1961 Caldwell 1961 normes NF X35-106 EN 1005-3 ISO 11228-2 NF X35-106 daN NF X35-106 HOMME valeurs théoriques en continu (effort statique) fréquence horaire daN NF X35-106 FEMME valeurs théoriques en continu (effort statique) fréquence horaire daN NF X35-106 personne à capacité d’effort réduite valeurs théoriques en continu (effort statique) fréquence horaire NF X35-106 entrée calculs - action spécifique - distribution des forces - population d’utilisateurs prévue population ou population générale spécifique sortie - force isométrique maximale pour une action spécifiée et une population connue d’utilisateurs entrée - force isométrique maximale pour une action spécifiée et une population connue d’utilisateurs multiplicateurs sortie entrée calculs sortie vitesse et fréquence et NF EN 1005-3 Limites de forces recommandées pour l’utilisation de machines durée - force maximale compte tenu de la vitesse, de la fréquence et de la durée de l’action - force maximale compte tenu de la vitesse, de la fréquence et de la durée de l’action multiplicateur tolérance et risque - appréciation du risque de l’action requise lors de l’utilisation normale des machines procédure standard y définir la population d’utilisateurs y trouver la Fmax y vérifier é e laa ddistribution st but o y choisir la limite (85% aptes) y corrections kdyn = 0,8 kslt = f, d NF EN 1005-3 force maximale de pousser NF EN 1005-3 NF EN 1005-3 NF EN 1005-3 NF EN 1005-3 NF EN 1005-3 NF EN 1005-3 Vitesse mv action n’implique aucun mouvement 1,0 Fréquence (mf) taction < 0,05 min taction > 0,05 min Durée (h) md <0,2 1,0 0,6 <1 1 1,0 action implique un mouvement évident 0,8 0,2 - 2 0,8 0,4 2 - 20 0,5 0,2 1-2 0,8 FBr = FB x mv x mf x md >20 0,3 0 2-8 0,5 NF EN 1005-3 FR = FBr x mr Évaluation du risque zone à risque mr recommandée < 0,5 non recommandée, recommandée acceptable 0 5 - 0,7 0,5 07 non acceptable > 0,7 NF EN 1005-3 Facteurs augmentant le risque posture de travail accélération et précision du mouvement vibration interaction homme-machine ÉPI environnement de travail ISO 11228-2 forces optimales pour les commandes des engins de chantier C Commande d utilisation tili ti plan l f force (N) min max Pédale permanente intermittente 30 50 50 100 Levier permanente fréquente intermittente 10 10 10 10 15 35 60 100 150 250 frontale a-p exceptionnelle frontale a-p étude de la charge du travail occasionnée par la manipulation d’un chariot-douche « Concerto » B.Kapitaniak, M.Estryn-Béhar 1992 Dimensions dynamiques de chariot-douche (cm) Dimensions (hauteur par rapport au sol) position position course course h t haute b basse lilin. ang. Plateau douche (P-D) 88 55 33 Pédale 31 6 25 27 Barre de protection (P-D pos. haute) 103 63 40 66 Barre de protection (P-D pos. basse) 69 29 40 66 forces nécessaires pour effectuer les opérations de pédale (daN) forces sur la pédale vide malade 75 kg début de course 11 19 fin de course 15 24 déblocage pour descendre 25 26 forces nécessaires pour effectuer les opérations de poussée (daN) forces de poussée vide demarrage 5 poussée continue 2,5 changement de direction 4 malade 75 kg 13 6 11 norme NF X35-106 femme poussée pédale norme NF X35-106 homme poussée pédale Type de lit Lit 1 Lit 4 Lit 5 Contenu CC moy CC max homme léger 23 30 homme moyen 17 21 homme moyen 17 18 homme moyen 18 22 homme moyen 20 22 (5 min) femme légère 22 28 (5 min 30 s) homme lourd 28 35 (6 min 40 s) (4 min 30 s)
