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Ergonomic And Biomechanical Assessment Of Vertical Ladder Climbing For Exoskeleton Integration In Construction Tasks, Ehsan Shourangiz

LSU Master's Theses

Active exoskeletons are increasingly utilized in physically demanding industries such as construction and manufacturing to reduce strain and lower the risk of work-related musculoskeletal disorders, supporting worker safety and long-term health. However, most existing systems are designed for repetitive tasks like lifting or prolonged standing, with limited consideration for dynamic activities such as vertical ladder climbing. Ladder climbing is common and physically demanding in industrial environments, often required to access elevated areas like scaffolding, tanks, or rooftops. Since exoskeletons are intended to remain worn throughout multiple tasks, requiring workers to remove and re-don the device during ladder climbing would reduce …

Fusion Et Validation De Modèles Musculosquelettiques De La Colonne Lombaire Pour La Prévention Et La Réadaptation Des Travailleurs, Christian Larivière, Farshid Ghezelbash, Amir Eskandari, Denis Gagnon, Hakim Mecheri, Navid Arjmand, Aboulfazl Shirazi-Adl

Rapports de recherche scientifique

Les charges imposées sur la colonne vertébrale lombaire constituent un facteur de risque important pour les maux de dos. Connaître la distribution de ces forces internes lors d’activités de travail est nécessaire autant en prévention qu’en réadaptation des travailleurs. La modélisation musculosquelettique (MS) de la colonne vertébrale est la seule approche non invasive permettant d’estimer les charges sur les structures internes de la colonne.

Deux modèles ont été développés au Québec, soient un modèle par éléments finis (MEF) guidé par le mouvement et un autre guidé par des mesures électromyographiques (EMG) d’activation musculaire (modèle MEMG). Ces modèles sont donc sensibles …

Mise Au Point Et Validation D’Une Approche Terrain De Prédiction Des Chargements Au Dos Basée Sur Des Données De Laboratoire, Alain Delisle, François Thénault, André Plamondon, Hakim Mecheri

Rapports de recherche scientifique

Les troubles musculosquelettiques (TMS) et particulièrement ceux au bas du dos affectent de nombreux travailleuses et travailleurs chaque année au Québec (Vézina et al., 2011). Le chargement mécanique au bas dos est reconnu comme un facteur de risque pouvant mener au développement de maux de dos, et la manutention de charges peut occasionner des chargements importants et répétés. La façon habituelle de quantifier le chargement au dos des individus est d’estimer le moment qui s’exerce à l’articulation lombo-sacrée (L5/S1). L’estimation de ce moment se fait généralement en laboratoire et nécessite la connaissance de la position et de l’orientation de …

A Biomechanical Approach To Prevent Falls In Ergonomic Settings, Sachini Kodithuwakku Arachchige

Theses and Dissertations

Introduction: Fall-related injuries are exceptionally prevalent in occupational settings. While endangering the workers’ health, falls cause poor productivity and increased economic burden in the workplace. Hence, identifying these threats and training workers to achieve proper postural control is crucial. Purpose: Study 1: To investigate the ankle joint kinematics in unexpected and expected trip responses during single-tasking (ST), dual-tasking (DT), and triple-tasking (TT), before and after a physically fatiguing exercise. Study 2: To investigate the impact of virtual heights, DT, and training on static postural stability and cognitive processing. Methods: Study 1: Twenty collegiate volunteers (10 males and females, one left …

Développement D’Une Méthodologie Pour Évaluer La Performance Des Gants À Isoler Des Vibrations En Tenant Compte De La Dextérité Ainsi Que De La Force De Préhension, Pierre Marcotte, Subhash Rakheja, Christian Larivière, Yumeng Yao, Chantal Gauvin, Karim Hamouda, Hakim Mecheri

Rapports de recherche scientifique

L'efficacité des gants antivibrations pour réduire les vibrations transmises à la main est actuellement évaluée en laboratoire selon la méthodologie décrite dans la norme ISO 10819:2013. Cette norme évalue la transmission des vibrations à la paume de la main, mais ne tient pas compte de la transmission des vibrations aux doigts ni de l’effet du port de ces gants sur la dextérité manuelle et l’effort de préhension. Cette étude visait à développer une méthodologie afin d’améliorer l’évaluation de la transmission des vibrations par les gants antivibrations à la paume et aux doigts, tout en tenant compte de l’effet de ces …

Analyse Du Concept De Marge De Manœuvre En Ergonomie Du Point De Vue Du Contrôle De La Motricité Humaine, Philippe Corbeil, André Plamondon, Denys Denis

Rapports de recherche scientifique

Le concept de marge de manœuvre se définit comme la liberté dont dispose un travailleur pour élaborer différentes façons de travailler afin de répondre aux exigences de production, et ce, sans effet défavorable sur sa santé (Coutarel, Caroly, Vézina et Daniellou, 2015; St-Vincent et al., 2011). Une forte charge de travail jumelée à une faible latitude décisionnelle restreint l’élaboration des gestes et pourrait pénaliser ainsi la santé des opérateurs. Les connaissances actuelles des façons de faire des manutentionnaires, qu’ils soient experts ou non, ne nous permettent pas d’apprécier dans sa totalité l’ampleur de cette liberté lorsqu’un individu doit répéter …

Submaximal Electromyography-Driven Musculoskeletal Modeling Of The Human Trunk During Static Tasks: Equilibrium And Stability Analyses, Farshid Ghezelbash, Aboulfazl Shirazi-Adl, Denis Gagnon, Ali Shahvarpour, Navid Arjmand, Amir Hossein Eskandari, Christian Larivière

Études primaires

Conventional electromyography-driven (EMG) musculoskeletal models are calibrated during maximum voluntary contraction (MVC) tasks, but individuals with low back pain cannot perform unbiased MVCs. To address this issue, EMG-driven models can be calibrated in submaximal tasks. However, the effects of maximal (when data points include the maximum contraction) and submaximal calibration techniques on model outputs (e.g., muscle forces, spinal loads) remain yet unknown. We calibrated a subject-specific EMG-driven model, using maximal/submaximal isometric contractions, and simulated different independent tasks. Both approaches satisfactorily predicted external moments (Pearson’s correlation ∼ 0.75; relative error = 44%), and removing calibration tasks under axial torques markedly improved …

État Des Récentes Avancées En Matière De Développement De Sièges À Suspension, Subhash Rakheja, Pierre Marcotte, Karim Hamouda, Krishna Dewangan, Darshan Dorugade

Rapports de recherche scientifique

Dans divers secteurs d’activité du Québec, les conducteurs de véhicules sont exposés à des niveaux notables de vibrations globales du corps (VGC) et à des chocs intermittents, associés dans les deux cas à un risque accru de douleurs lombaires et de dégénérescence de la colonne vertébrale. Les sièges à suspension sont largement utilisés pour limiter l'exposition des conducteurs aux VGC. L’efficacité d'un siège à suspension à réduire les vibrations est fortement dépendante de la nature des vibrations du véhicule (amplitude, direction et fréquence). Un siège à suspension ne peut donc offrir une efficacité optimale que lorsque la suspension est mise …

State-Of-The-Art In Recent Developments Concerning Suspension Seats, Subhash Rakheja, Pierre Marcotte, Karim Hamouda, Krishna Dewangan, Darshan Dorugade

Rapports de recherche scientifique

Dans divers secteurs d’activité du Québec, les conducteurs de véhicules sont exposés à des niveaux notables de vibrations globales du corps (VGC) et à des chocs intermittents, associés dans les deux cas à un risque accru de douleurs lombaires et de dégénérescence de la colonne vertébrale. Les sièges à suspension sont largement utilisés pour limiter l'exposition des conducteurs aux VGC. L’efficacité d'un siège à suspension à réduire les vibrations est fortement dépendante de la nature des vibrations du véhicule (amplitude, direction et fréquence). Un siège à suspension ne peut donc offrir une efficacité optimale que lorsque la suspension est mise …

Développement D’Un Outil Personnalisé D’Aide À La Décision En Vue De Minimiser Les Risques En Manutention Impliquant Des Postures Symétriques Et Asymétriques, Aboulfazl Shirazi-Adl, Navid Arjmand, André Plamondon

Rapports de recherche scientifique

Les charges excessives imposées sur la colonne vertébrale lombaire constituent un facteur de risques important pour les maux de dos. La modélisation biomécanique de la colonne vertébrale est la seule approche non invasive permettant d’estimer ces charges, mais la complexité de ces modèles limite leur utilisation par des ergonomes. Pour aider ces derniers à identifier des situations à risque de blessures au dos afin de limiter le chargement aux structures lombaires, il existe des outils d’aide à la décision comme l’équation de levage du NIOSH (Revised NIOSH Lifting Equation, Waters et al., 1993) ainsi que les tables …

Les Lésions Professionnelles De La Coiffe Des Rotateurs De L'Épaule : Optimiser La Prise En Charge Des Travailleurs Et Favoriser Le Retour Au Travail, François Desmeules, Jean-Sébastien Roy, Joseph-Omer Dyer, Pierre Frémont, Clermont Dionne, Joy C. Macdermid, Michel Tousignant, Annie Rochette

Rapports de recherche scientifique

Les atteintes musculosquelettiques de l’épaule sont fréquentes chez les travailleurs. En plus d’affecter leur qualité de vie, elles entraînent une augmentation de l’absentéisme et une diminution de la productivité, et peuvent conduire à une retraite anticipée. Pour l’année 2017, la province de Québec a enregistré 2,1 milliards de dollars en prestations en lien avec des lésions professionnelles. Environ 8 % de ces réclamations étaient dues à une lésion touchant l’articulation de l’épaule (CNESST, 2018).

Les lésions de la coiffe des rotateurs (CR) sont les affections les plus rencontrées chez les travailleurs présentant une atteinte à l’épaule. Présentement, les cliniciens ne …

Les Lésions Professionnelles De La Coiffe Des Rotateurs De L'Épaule : Optimiser La Prise En Charge Des Travailleurs Et Favoriser Le Retour Au Travail : Matériel Supplémentaire, François Desmeules, Jean-Sébastien Roy, Joseph-Omer Dyer, Pierre Frémont, Clermont Dionne, Joy C. Macdermid, Michel Tousignant, Annie Rochette

Rapports de recherche scientifique

Voir également :

• Les lésions professionnelles de la coiffe des rotateurs de l'épaule : optimiser la prise en charge et en favoriser le retour au travail, RA-1119-fr

• Les lésions professionnelles de la coiffe des rotateurs de l’épaule : optimiser la prise charge et en favoriser le retour au travail : guide de pratique clinique, RG-1119-fr

Développement, Validation Et Application D’Une Méthode Quantitative Pour Évaluer Les Déplacements Des Pieds Des Manutentionnaires, André Plamondon, Antoine Muller, Xavier Robert-Lachaîne, Jasmin Vallée-Marcotte, Denys Denis, Christian Larue, Hakim Mecheri, Philippe Corbeil

Rapports de recherche scientifique

Les troubles musculosquelettiques lors d’activités de manutention manuelle (MM) sont encore très présents dans nos milieux de travail. Les facteurs de risque biomécanique les plus souvent associés aux douleurs au dos incluent la manutention manuelle, les répétitions excessives, les torsions du tronc et les levers de charges lourdes. Plusieurs déterminants d’une tâche de MM ont été étudiés pour déterminer leur importance sur l'exposition physique des travailleurs. Par exemple, la hauteur de la charge, la distance initiale de la charge par rapport au corps, la masse soulevée et la vitesse du soulèvement sont tous des déterminants liés à la …

Confort Thermique Et Mobilité Des Policiers Motards Lors Du Port Du Gilet Pare-Balles : Une Analyse Ergonomique, Steve Vezeau, Alain S. Comtois, Victoria Budico

Rapports de recherche scientifique

Plusieurs études démontrent une diminution importante des risques de décès chez les agents de police qui portent un gilet pare-balles (GPB). Cependant, certains patrouilleurs demeurent réticents à le revêtir à cause des inconforts qu’il engendre sur les plans thermiques et de la mobilité; ceux-ci représentent 8 % de l’ensemble des agents de police et 47 % des agents motards, ce qui accroît les risques pour leur sécurité. Les agents des unités motocyclistes seraient donc parmi les plus exposés, notamment en raison de conditions particulières telles que le travail à l’extérieur, la proximité d’une source de chaleur (moteur), le port de …

Effet De L’Expertise Et Du Sexe Sur Les Contraintes À L’Épaule En Manutention, Etienne Goubault, Romain Martinez, Najoua Assila, Jennifer Dowling-Medley, Élodie Monga-Dubreuil, Sophie-Anne Scherrer, André Plamondon, Mickaël Begon

Rapports de recherche scientifique

L’atteinte de troubles musculosquelettiques (TMS) parmi les travailleurs et travailleuses au Québec était récemment estimée à 732 000 cas (Stock et al., 2014). Ces TMS sont associés aux activités professionnelles impliquant des efforts physiques prolongés, intenses et/ou répétitifs, telles que des tâches d’assemblage, de manutention, d’aide à la personne ou encore de maintien de posture prolongée sur un poste de travail. Les membres supérieurs, qui représentaient 30,1 % des cas de TMS déclarés et acceptés au Québec de 1998 à 2007 (Michel et al., 2010), sont les plus touchés après le dos. Plus particulièrement, l’épaule figure comme l’articulation …

Assessing The Repeatability Of Clinical Tests In People With And Without Flexion-Induced Neck Pain, Ashton Human

Graduate Theses and Dissertations

The accessibility of mobile technology has improved productivity but can contribute to musculoskeletal disorders due to the posture associated with using such devices. Neck flexion, a posture assumed by smartphone users, has been shown as a risk factor for the development of clinical neck pain if sustained for prolonged periods. Determining the individuals who are naturally more predisposed to develop flexion-induced neck pain can aid in the prevention and treatment of musculoskeletal disorders. The purpose of this thesis is to assess the repeatability of clinical tests between trials over the course of two days in young adults who do and …

Accuracy And Repeatability Of Single-Pose Calibration Of Inertial Measurement Units For Whole-Body Motion Analysis, Xavier Robert-Lachaine, Hakim Mecheri, Christian Larue, André Plamondon

Études primaires

Portable inertial measurement units (IMUs) are suitable for motion analysis outside the laboratory. However, IMUs depend on the calibration of each body segment to measure human movement. Different calibration approaches have been developed for simplicity of use or similarity to laboratory motion analysis, but they have not been extensively examined. The main objective of the study was to determine the accuracy and repeatability of two common single-pose calibrations (N-pose and T-pose) under different conditions of placement (self-placement and passive placement), as well as their similarity to laboratory analysis based on anatomical landmarks. A further aim of the study was to …

Difference Between Male And Female Workers Lifting The Same Relative Load When Palletizing Boxes, André Plamondon, Christian Larivière, Denys Denis, Hakim Mecheri, Iuliana Nastasia

Études primaires

A few biomechanical studies have contrasted the work techniques of female and male workers during manual material handling (MMH). A recent study showed that female workers differed from males mostly in the strategy they used to lift 15-kg boxes from the ground, especially regarding task duration, knee and back postures and interjoint coordination. However, the lifting technique difference observed in females compared to males was perhaps due to a strength differences. The objective of this study was to test whether female workers would repeat the same lifting technique with a load adjusted to their overall strength (females: 10 kg; males: …

Effect Of Local Magnetic Field Disturbances On Inertial Measurement Units Accuracy, Xavier Robert-Lachaine, Hakim Mecheri, Christian Larue, André Plamondon

Études primaires

Inertial measurement units (IMUs), a practical motion analysis technology for field acquisition, have magnetometers to improve segment orientation estimation. However, sensitivity to magnetic disturbances can affect their accuracy. The objective of this study was to determine the joint angles accuracy of IMUs under different timing of magnetic disturbances of various durations and to evaluate a few correction methods. Kinematics from 12 individuals were obtained simultaneously with an Xsens system where an Optotrak cluster acting as the reference system was affixed to each IMU. A handling task was executed under normal laboratory conditions and imposed magnetic disturbances. Joint angle RMSE was …

A Biomechanical Comparison Between Expert And Novice Manual Materials Handlers Using A Multi-Joint Emg-Assisted Optimization Musculoskeletal Model Of The Lumbar Spine, Denis Gagnon, André Plamondon, Christian Larivière

Études primaires

Expertise is a key factor modulating the risk of low back disorders (LBD). Through years of practice in the workplace, the typical expert acquires high level specific skills and maintains a clean record of work-related injuries. Ergonomic observations of manual materials handling (MMH) tasks show that expert techniques differ from those of novices, leading to the idea that expert techniques are safer. Biomechanical studies of MMH tasks performed by experts/novices report mixed results for kinematic/kinetic variables, evoking potential internal effect of expertise. In the context of series of box transfers simulated by actual workers, detailed internal loads predicted by a …

Subject-Specific Biomechanics Of Trunk: Musculoskeletal Scaling, Internal Loads And Intradiscal Pressure Estimation, F. Ghezelbash, A. Shirazi-Adl, N. Arjmand, Z. El-Ouaaid, A. Plamondon

Études primaires

Development of a subject-specific computational musculoskeletal trunk model (accounting for age, sex, body weight and body height), estimation of muscle forces and internal loads as well as subsequent validation by comparison with measured intradiscal pressure in various lifting tasks are novel, important and challenging. The objective of the present study is twofold. First, it aims to update and personalize the passive and active structures in an existing musculoskeletal kinematics-driven finite element model. The scaling scheme used an existing imaging database and biomechanical principles to adjust muscle geometries/cross-sectional-areas and passive joint geometry/properties in accordance with subjects’ sex, age, body weight and …