Des exosquelettes pour les soldats

Cinquante kilos : c’est la charge moyenne portée par un soldat français équipé du système Félin¹. Cette contrainte physique altère le temps d’exécution des mouvements de combat, diminue les performances opérationnelles et crée une charge mentale importante pour le soldat. « C’est aussi un facteur aggravant de l’apparition des blessures », explique Pierre Puchaud, docteur en biomécanique à l’École normale supérieure de Rennes. Chaque année, 85 % des militaires de l’Armée de terre sont affectés par des troubles musculo-squelettiques.

Une assistance motrice

La recherche scientifique mise sur les exosquelettes pour améliorer les performances des soldats, et surtout préserver leur intégrité physique. « Un exosquelette est une armature mécanique qui imite la structure du corps humain, et qui donne une assistance motrice au niveau des articulations pour faciliter le déplacement. » Comment évaluer la performance d’un exosquelette ? Aujourd’hui, elle se mesure une fois qu’il est fabriqué, grâce aux échanges gazeux. « Il faut que la quantité d’oxygène consommée par le porteur de l’exosquelette soit inférieure à sa consommation normale », ce qui indique un effort réduit.

Mais entre le laboratoire et le terrain, il y a du chemin à parcourir. Et les modèles fabriqués sont souvent inefficaces, voire contre-productifs. Prédire l’efficacité d’un exosquelette avant sa fabrication, grâce à la modélisation, est un défi majeur. L’idée étant de réduire les coûts et de gagner du temps. Pour cela, il faut concevoir des modèles musculo-squelettiques représentatifs des soldats. Pierre Puchaud y a consacré sa thèse². « C’est un domaine qui consiste à modéliser le corps humain en mannequin rigide articulé, actionné par des lignes qui représentent les muscles. Tout comme les vêtements peuvent être catégorisés en tailles S, M et L, des modèles génériques de soldats peuvent être conçus. » Certains ont des jambes plus lourdes, des bras plus longs, d’autres ont du gras au niveau du ventre…

Des capteurs de mouvements

Trois variables doivent être prises en compte : la force musculaire, la géométrie du soldat et la répartition des masses. Pierre Puchaud a utilisé des outils non-invasifs, comme des capteurs de mouvements similaires à ceux utilisés pour les jeux vidéo, ou encore un ergomètre isocinétique.
« Cette machine d’exercice physique permet d’isoler le mouvement d’une articulation pour le mesurer. Les joueurs de foot l’utilisent pour évaluer les risques de rupture du ligament croisé. »
Le chercheur a pu établir trois mannequins représentatifs des soldats français grâce à ces données collectées, qui vont prochainement faire l’objet d’une publication scientifique. Des recherches prometteuses pour les militaires !