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C'est ce qui a 茅t茅 le point de d茅part d'une visant 脿 am茅liorer la s茅curit茅 des travailleurs humains, car les robots et les cobots deviennent de plus en plus courants sur les chantiers de construction pour toutes sortes de t芒ches, notamment la ma莽onnerie, le pavage des routes, l'installation de cloisons s猫ches et la d茅molition.

L'茅tude am茅ricaine a 茅t茅 men茅e par des chercheurs de la Division de recherche sur la s茅curit茅 du National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH), D茅partement de g茅nie civil, Universit茅 de Stony Brook, 脡tats-Unis, et PILZ Automation Safety.

Mod猫le m茅canique de l'impact lat茅ral entre le travailleur statique et le robot en mouvement. (Source : Safe Operations of Construction Robots on Human-Robot Collaborative Construction Sites)

Elle a averti que les robots et les cobots sont susceptibles de blesser les travailleurs par contact inattendu et qu'ils doivent donc 锚tre utilis茅s selon des proc茅dures de s茅curit茅 sp茅cifiques pour 茅viter tout dommage.

Les chercheurs ont not茅 que les robots modernes disposent d鈥檕utils qui peuvent les aider 脿 d茅tecter leurs homologues humains, notamment des dispositifs de vision par ordinateur qui peuvent d茅tecter le mouvement des travailleurs autour d鈥檈ux et leur permettre de d茅terminer comment les 茅viter.

Mais ils ont ajout茅 que les technologies ne sont actuellement pas bien adapt茅es aux activit茅s de construction, o霉 les environnements sont moins structur茅s et les t芒ches de manipulation complexes.

芦 Un chantier ouvert comme un chantier de construction n'est souvent pas un environnement id茅al pour que les robots disposent de tous les capteurs n茅cessaires pour d茅tecter les mouvements des travailleurs et les changements environnementaux 禄, ont-ils d茅clar茅.

芦 Les perturbations environnementales, les bruits et un nombre insuffisant de capteurs peuvent grandement affecter la capacit茅 du robot 脿 d茅tecter les dangers environnants et les mouvements des objets existants dans l'espace de construction. 禄

Les chantiers de construction rendent difficile le suivi continu des travailleurs

Cela signifie que m锚me si les robots sont capables de d茅tecter la pr茅sence de travailleurs, ils ne sont pas forc茅ment en mesure de les surveiller en permanence dans toutes les directions sur un chantier ouvert. Et s'ils ne peuvent pas reconna卯tre les mouvements des travailleurs, cela signifie qu'il est moins probable que le robot puisse effectuer toutes les op茅rations de s茅curit茅 requises en fonction de la posture corporelle de l'employ茅.

Si l'on ne peut pas compter sur les robots pour 茅viter les ouvriers dans un environnement de construction, il faut adopter une approche diff茅rente. Les chercheurs expliquent qu'il s'agit de 芦 r茅guler le transfert d'茅nergie entre l'ouvrier humain et le robot, ou le mat茅riau de construction transport茅 par le robot 禄 - en d'autres termes, de d茅terminer la force avec laquelle les robots peuvent heurter les humains sans les blesser.

Mod猫le m茅canique de l'impact arri猫re entre le travailleur statique et le robot en mouvement. (Source : Safe Operations of Construction Robots on Human-Robot Collaborative Construction Sites)

L'茅tude a examin茅 deux cas de robots transportant des blocs de ma莽onnerie provoquant un impact inattendu sur les travailleurs : le premier o霉 le travailleur est frapp茅 et pouss茅 de force loin de sa position d'origine (芦 frapp茅 et pouss茅 禄) ; et le second o霉 le robot entre en contact avec le travailleur par derri猫re et le haut de son corps se penche vers l'avant autour de la taille tandis que le bas de son corps reste immobile (芦 frapp茅 et pli茅 禄).

Les chercheurs ont d茅velopp茅 un ensemble d鈥櫭﹒uations math茅matiques complexes pour mod茅liser les impacts entre un travail de construction humain de sexe masculin et des dispositifs robotis茅s sur un chantier de construction sec dans chaque sc茅nario.

Les r茅sultats simul茅s ont montr茅 que la charge utile du robot devrait se d茅placer 脿 des vitesses plus lentes dans le sc茅nario 芦 heurt茅 et pli茅 禄 pour 茅viter une force de contact plus importante que dans le cas 芦 heurt茅 et pouss茅 禄.

L鈥櫭﹖ude a r茅v茅l茅 que la vitesse maximale d鈥檜n robot de ma莽onnerie devrait 锚tre inf茅rieure 脿 700 millim猫tres par seconde si le robot transporte un bloc de 17 kilogrammes et 脿 570 millim猫tres par seconde s鈥檌l transporte un bloc de 25 kilogrammes.

Si le v茅hicule se d茅place 脿 cette vitesse, le risque de blessure peut 锚tre 芦 ad茅quatement 茅vit茅 禄, selon les conclusions de l鈥櫭﹖ude.

Consignes de s茅curit茅 n茅cessaires

芦 Cette approche peut fournir des valeurs de r茅f茅rence pour une utilisation s没re des robots sur les chantiers de construction. 脌 l鈥檃venir, des mod猫les dynamiques pour diff茅rents sc茅narios et diff茅rents environnements op茅rationnels pourraient 锚tre d茅velopp茅s, tels que le temps pluvieux et les sols boueux 禄, conclut l鈥櫭﹖ude.

Ces valeurs de r茅f茅rence pourraient servir 脿 茅clairer les futures normes de s茅curit茅. Actuellement, si des normes de s茅curit茅 pour les robots collaboratifs et mobiles dans l鈥檌ndustrie manufacturi猫re ont 茅t茅 茅labor茅es, aucune norme de ce type n鈥檃 encore 茅t茅 茅labor茅e dans la construction.

芦 Si les r猫gles de s茅curit茅 ne dictent pas clairement une op茅ration sp茅cifique, les pi猫ces transport茅es par les robots existants pourraient heurter les travailleurs humains lorsqu'ils travaillent dans un environnement ouvert 禄, indique l'茅tude.

芦 Le secteur de la construction a besoin de toute urgence de directives de s茅curit茅 pour l鈥檜tilisation d鈥櫭﹒uipements robotis茅s sur les chantiers ouverts. 禄

L'article du NIOSH a 茅t茅 pr茅sent茅 au 41e Symposium international sur l'automatisation et la robotique dans la construction (ISARC) 脿 Lille, en France, plus t么t cette ann茅e.