TECHNOLOGIE

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L’exosquelette sur mesure

Depuis 2015, les chercheurs de l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) travaillent sur un exosquelette qui peut être adapté aux souhaits et aux objectifs de l’utilisateur.

Gabi Bucher

Chaque être humain est unique. C’est sur ce principe qu’est basé l’exosquelette TWIICE. Son nom vient du mot anglais twice (en français: deux fois, double). Le double I représente l’interaction entre l’exosquelette et son pilote, tant sur le plan physique que comportemental. L’homme et la machine se déplacent en parallèle, dans un alignement parfait. Ce projet mené par Tristan Vouga a démarré en 2015 au groupe de recherche REHAssist de l’EPFL, sous la direction du Dr Mohamed Bouri. Des paralysés médullaires déçus, ne répondant pas aux critères stricts des exosquelettes existants, ont incité les chercheurs à développer un appareil modulaire, censé s’adapter aux différentes morphologies, pathologies, expériences et objectifs des utilisateurs. En choisissant d’exercer une activité qui l’intéresse, lui fait plaisir et qu’il aura lui-même choisie, chaque utilisateur doit pouvoir en bénéficier.

Une technologie sophistiquée

Toute personne hospitalisée à Nottwil après 2014 a probablement déjà rencontré un exosquelette, ce dispositif qui mobilise les jambes et lui permet de se mettre debout et de marcher. Le système articulaire est fixé aux tibias et aux cuisses du patient, et soutient les jambes et le haut du corps. Des moteurs électriques puissants et compacts fléchissent et étendent les genoux et les hanches, imitant les mouvements naturels du corps lors de la marche. Avec TWIICE, par exemple, deux béquilles aident l’utilisateur à maintenir son équilibre et à contrôler l’appareil. Différents programmes permettent de se déplacer sur un terrain plat, de monter des escaliers, de gravir des pentes allant jusqu’à 35 pour cent, et même d’enjamber des obstacles jusqu’à 10cm. La batterie, logée dans la partie dorsale du système, dure environ trois heures en utilisation continue. Des piles de rechange, qui pèsent moins d’un kilo, peuvent être emportées dans un sac à dos séparé. Et, ce qui n’est pas sans importance, TWIICE pèse à peine 16 kg.

Des bénéfices sur la santé

Si les exosquelettes permettent d’effectuer certaines activités infaisables en fauteuil roulant, ils se heurtent aussi à des limites claires. Ils ne font certes pas encore partie des appareils de la vie courante, mais le bénéfice d’un usage occasionnel est considérable. D’abord parce qu’il permet une meilleure intégration sociale grâce à la possibilité de se tenir debout. Ensuite, car les avantages physiques d’une position verticale sont multiples. Plusieurs études ont prouvé que les patients ayant utilisé l’exosquelette un certain temps ont montré des améliorations en matière de spasmes, d’ostéoporose, de transit intestinal et de douleurs neuropathiques. On observe également un impact positif sur la masse musculaire et la graisse corporelle. Certaines études ont même constaté une amélioration de la mobilité et de la sensibilité des parties paralysées.

Des traces dans la neige

L’équipe TWIICE travaille en étroite collaboration avec les paralysés médullaires, toujours à l’écoute de leurs souhaits. Grâce à TWIICE par exemple, l’athlète Silke Pan s’est classée quatrième au Cybathlon en 2016 et a même remporté la médaille d’argent dans cette compétition en 2020. Très facile à manœuvrer, le modèle permet de reproduire des mouvements rapides et variés. Martin Loos, paraplégique passionné de randonnées à ski avant son accident,

souhaitait pouvoir à nouveau laisser sa trace dans la neige fraîche. Son plus grand rêve: une version qui pourrait être utilisée avec des skis de randonnée.

Tristan Vouga se rappelle: «Le travail de développement, depuis le processus de conception jusqu’à la production de pièces spéciales, a été accompli en un temps record d’un mois seulement.» L’exosquelette adapté, baptisé WIITE, peut désormais être utilisé avec des chaussures de ski de randonnée usuelles et permet de se lever et de monter des pentes enneigées. Seule condition: l’utilisateur doit être capable de contrôler les bâtons avec le haut de son corps, afin d’assurer équilibre et maîtrise. L’exosquelette est commandé manuellement, chaque action étant déclenchée par une brève pression sur un bouton situé sur les poignées des béquilles ou des bâtons de ski. «Dès la troisième séance d’entraînement, Martin Loos était en mesure de se déplacer à ski», explique Tristan Vouga. Après une autre douzaine de séances, Martin Loos s’est lancé dans une excursion de plusieurs heures, accompagné de toute l’équipe de développement. «Au début, j’étais très concentré, à chaque pas, j’avais peur de perdre l’équilibre. Mais après quelques minutes, j’étais confiant – et puis c’est devenu magique», raconte-t-il. En mars 2020, il a fait l’ascension de son premier sommet à 2300m d’altitude dans 45cm de poudreuse. Martin Loos en a fait la démonstration lors du Giro Suisse. «Pour ce faire, OFFRE

Un exosquelette pour tous

La start-up TWIICE compte mettre cette technologie au profit de tous: toute personne intéressée peut réserver une séance, à l’heure et au lieu de son choix. Un coach de mouvement apporte un exosquelette adapté en fonction de l’utilisation qu’on envisage de faire: séance d’exercice à la maison, sortie familiale au parc, promenade en ville ou apéritif dans un bar, par exemple. L’accompagnement du coach garantit une expérience agréable et sûre. Ce type de «location» permet à l’utilisateur de se familiariser à l’exosquelette à peu de frais, lentement et sans risque. En outre, les ingénieurs de TWIICE travaillent à adapter leur exosquelette à d’autres activités, handicaps et types de morphologie.

j’ai dû aller acheter dix mètres de tapis», se souvient-il en riant. Il a aussi effectué ses séances d’entraînement sur les pentes de la bibliothèque de l’EPFL. «Cela aurait été trop compliqué de se rendre dans la neige avec tout l’équipement.»

Il existe plusieurs fournisseurs sur le marché. Nous avons décidé de présenter ici l’un des produits suisses.

Informations www.twiice.ch www.cybathlon.ethz.ch (en allemand et en anglais)