La fatigue et la récupération sont des processus périodiques dans tout organisme vivant. La fatigue peut être décrite comme un état qui se caractérise par une sensation de fatigue associée à une réduction ou une variation non désirée de la performance de l'activité (Rohmert 1973).

Toutes les fonctions de l'organisme humain ne se fatiguent pas à cause de l'utilisation. Même en dormant, par exemple, nous respirons et notre cœur bat sans arrêt. De toute évidence, les fonctions de base de la respiration et de l'activité cardiaque sont possibles tout au long de la vie sans fatigue et sans pauses pour la récupération.

Par contre, on constate après un gros travail assez prolongé qu'il y a une réduction de capacité - ce que l'on appelle sensation de fatigue. Cela ne s'applique pas à la seule activité musculaire. Les organes sensoriels ou les centres nerveux se fatiguent également. C'est pourtant le but de chaque cellule d'équilibrer la capacité perdue par son activité, un processus que nous appelons récupération.

Stress, effort, fatigue et récupération

Les concepts de fatigue et de récupération au travail humain sont étroitement liés aux concepts ergonomiques de stress et d'effort (Rohmert 1984) (figure 1).

Figure 1. Stress, déformation et fatigue

Le stress désigne la somme de tous les paramètres de travail dans le système de travail qui influencent les personnes au travail, qui sont perçus ou ressentis principalement par le système récepteur ou qui sollicitent le système effecteur. Les paramètres de stress résultent de la tâche de travail (travail musculaire, travail non musculaire - dimensions et facteurs liés à la tâche) et des conditions physiques, chimiques et sociales dans lesquelles le travail doit être effectué (bruit, climat, éclairement, vibrations , travail posté, etc.—dimensions et facteurs liés à la situation).

L'intensité/difficulté, la durée et la composition (c'est-à-dire la répartition simultanée et successive de ces demandes spécifiques) des facteurs de stress se traduisent par un stress combiné, qu'exercent tous les effets exogènes d'un système de travail sur le travailleur. Ce stress combiné peut être géré activement ou supporté passivement, en fonction notamment du comportement de la personne qui travaille. Le cas actif impliquera des activités orientées vers l'efficacité du système de travail, tandis que le cas passif induira des réactions (volontaires ou involontaires), qui visent principalement à minimiser le stress. La relation entre le stress et l'activité est influencée de manière décisive par les caractéristiques individuelles et les besoins de la personne qui travaille. Les principaux facteurs d'influence sont ceux qui déterminent la performance et sont liés à la motivation et à la concentration et ceux liés à la disposition, que l'on peut appeler capacités et compétences.

Les contraintes liées au comportement, qui se manifestent dans certaines activités, provoquent des contraintes individuellement différentes. Les souches peuvent être indiquées par la réaction d'indicateurs physiologiques ou biochimiques (par exemple, l'augmentation de la fréquence cardiaque) ou elles peuvent être perçues. Ainsi, les souches sont sensibles à la "mise à l'échelle psycho-physique", qui estime la souche telle qu'elle est ressentie par la personne qui travaille. Dans une approche comportementale, l'existence d'une contrainte peut également être déduite d'une analyse d'activité. L'intensité avec laquelle les indicateurs de stress (physiologiques-biochimiques, comportementaux ou psycho-physiques) réagissent dépend de l'intensité, de la durée et de la combinaison des facteurs de stress ainsi que des caractéristiques individuelles, des capacités, des compétences et des besoins de la personne qui travaille.

Malgré des contraintes constantes, les indicateurs issus des domaines d'activité, de performance et de pénibilité peuvent varier dans le temps (effet temporel). De telles variations temporelles doivent être interprétées comme des processus d'adaptation des systèmes organiques. Les effets positifs entraînent une réduction de la tension/amélioration de l'activité ou de la performance (par exemple, grâce à l'entraînement). Dans le cas négatif, cependant, ils entraîneront une augmentation de l'effort/une réduction de l'activité ou des performances (par exemple, fatigue, monotonie).

Les effets positifs peuvent entrer en action si les capacités et les compétences disponibles sont améliorées dans le processus de travail lui-même, par exemple, lorsque le seuil de stimulation de l'entraînement est légèrement dépassé. Les effets négatifs sont susceptibles d'apparaître si les soi-disant limites d'endurance (Rohmert 1984) sont dépassées au cours du processus de travail. Cette fatigue entraîne une diminution des fonctions physiologiques et psychologiques, qui peut être compensée par la récupération.

Pour restaurer les performances d'origine, des indemnités de repos ou au moins des périodes avec moins de stress sont nécessaires (Luczak 1993).

Lorsque le processus d'adaptation est porté au-delà de seuils définis, le système organique employé peut être endommagé au point de provoquer une déficience partielle ou totale de ses fonctions. Une réduction irréversible des fonctions peut apparaître lorsque le stress est beaucoup trop élevé (dommage aigu) ou lorsque la récupération est impossible pendant une durée plus longue (dommage chronique). Un exemple typique de tels dommages est la perte auditive induite par le bruit.

Modèles de fatigue

La fatigue peut être multiforme, selon la forme et la combinaison de la contrainte, et une définition générale de celle-ci n'est pas encore possible. Les suites biologiques de la fatigue ne sont en général pas mesurables de manière directe, de sorte que les définitions sont principalement orientées vers les symptômes de la fatigue. Ces symptômes de fatigue peuvent être divisés, par exemple, dans les trois catégories suivantes.

1. Symptômes physiologiques: la fatigue est interprétée comme une diminution des fonctions des organes ou de tout l'organisme. Il en résulte des réactions physiologiques, par exemple une augmentation de la fréquence cardiaque ou de l'activité musculaire électrique (Laurig 1970).
2. Symptômes comportementaux: la fatigue est interprétée principalement comme une diminution des paramètres de performance. Les exemples sont des erreurs croissantes lors de la résolution de certaines tâches, ou une variabilité croissante des performances.
3. Symptômes psycho-physiques: la fatigue est interprétée comme une augmentation de la sensation d'effort et une détérioration de la sensation, en fonction de l'intensité, de la durée et de la composition des facteurs de stress.

Dans le processus de fatigue, ces trois symptômes peuvent jouer un rôle, mais ils peuvent apparaître à différents moments.

Les réactions physiologiques dans les systèmes organiques, en particulier ceux impliqués dans le travail, peuvent apparaître en premier. Plus tard, les sensations d'effort peuvent être affectées. Les changements de performance se manifestent généralement par une régularité décroissante du travail ou par une quantité croissante d'erreurs, bien que la moyenne des performances ne soit pas encore affectée. Au contraire, avec une motivation appropriée, la personne qui travaille peut même essayer de maintenir ses performances grâce à sa volonté. La prochaine étape peut être une nette réduction des performances se terminant par une dégradation des performances. Les symptômes physiologiques peuvent conduire à une dégradation de l'organisme, y compris des modifications de la structure de la personnalité et à l'épuisement. Le processus de fatigue est expliqué dans la théorie des déstabilisations successives (Luczak 1983).

La tendance principale de la fatigue et de la récupération est illustrée à la figure 2.

Figure 2. Tendance principale de la fatigue et de la récupération

Pronostic de la fatigue et de la récupération

Dans le domaine de l'ergonomie, il existe un intérêt particulier à prédire la fatigue en fonction de l'intensité, de la durée et de la composition des facteurs de stress et à déterminer le temps de récupération nécessaire. Le tableau 1 montre ces différents niveaux d'activité et périodes de réflexion ainsi que les raisons possibles de la fatigue et les différentes possibilités de récupération.

Tableau 1. Fatigue et récupération en fonction des niveaux d'activité

Dans l'analyse ergonomique du stress et de la fatigue pour déterminer le temps de récupération nécessaire, la prise en compte de la durée d'une journée de travail est la plus importante. Les méthodes de telles analyses commencent par la détermination des différents facteurs de stress en fonction du temps (Laurig 1992) (figure 3).

Figure 3. Stress en fonction du temps

Les facteurs de stress sont déterminés à partir du contenu spécifique du travail et des conditions de travail. Le contenu du travail pourrait être la production de force (par exemple, lors de la manipulation de charges), la coordination des fonctions motrices et sensorielles (par exemple, lors de l'assemblage ou de l'utilisation d'une grue), la conversion d'informations en réaction (par exemple, lors du contrôle), les transformations pour produire des informations (par exemple, lors de la programmation, de la traduction) et la production d'informations (par exemple, lors de la conception, de la résolution de problèmes). Les conditions de travail comprennent des aspects physiques (par exemple, bruit, vibrations, chaleur), chimiques (agents chimiques) et sociaux (par exemple, collègues, travail posté).

Dans le cas le plus simple, il y aura un seul facteur de stress important tandis que les autres peuvent être négligés. Dans ces cas, notamment lorsque les facteurs de stress résultent d'un travail musculaire, il est souvent possible de calculer les indemnités de repos nécessaires, car les notions de base sont connues.

Par exemple, l'allocation de repos suffisante dans le travail musculaire statique dépend de la force et de la durée de la contraction musculaire comme dans une fonction exponentielle liée par multiplication selon la formule :

avec

RA = Allocation de repos en pourcentage de t

t = durée de contraction (période de travail) en minutes

T = durée maximale possible de contraction en minutes

f = la force nécessaire pour la force statique et

F = force maximale.

Le lien entre la force, le temps de maintien et les allocations de repos est illustré à la figure 4.

Figure 4. Allocations de repos en pourcentage pour diverses combinaisons de forces de maintien et de temps

Des lois similaires existent pour un travail musculaire dynamique lourd (Rohmert 1962), un travail musculaire léger actif (Laurig 1974) ou différents travaux musculaires industriels (Schmidtke 1971). Plus rarement, vous trouverez des lois comparables pour le travail non physique, par exemple pour l'informatique (Schmidtke 1965). Laurig (1981) et Luczak (1982) donnent un aperçu des méthodes existantes de détermination des indemnités de repos pour les travaux musculaires et non musculaires principalement isolés.

Plus difficile est la situation où il existe une combinaison de différents facteurs de stress, comme le montre la figure 5, qui affectent simultanément la personne active (Laurig 1992).

Figure 5. La combinaison de deux facteurs de stress    

La combinaison de deux facteurs de stress, par exemple, peut conduire à des réactions de déformation différentes selon les lois de combinaison. L'effet combiné de différents facteurs de stress peut être indifférent, compensatoire ou cumulatif.

Dans le cas de lois de combinaison indifférentes, les différents facteurs de stress ont un effet sur différents sous-systèmes de l'organisme. Chacun de ces sous-systèmes peut compenser la contrainte sans que la contrainte soit introduite dans un sous-système commun. La déformation globale dépend du facteur de contrainte le plus élevé, et donc les lois de superposition ne sont pas nécessaires.

Un effet compensatoire est donné lorsque la combinaison de différents facteurs de stress conduit à une déformation inférieure à celle de chaque facteur de stress seul. La combinaison du travail musculaire et des basses températures peut réduire l'effort global, car les basses températures permettent au corps de perdre la chaleur produite par le travail musculaire.

Un effet cumulatif se produit si plusieurs facteurs de stress se superposent, c'est-à-dire qu'ils doivent passer par un « goulot d'étranglement » physiologique. Un exemple est la combinaison du travail musculaire et du stress thermique. Les deux facteurs de stress affectent le système circulatoire en tant que goulot d'étranglement commun avec une contrainte cumulative résultante.

Les effets de combinaison possibles entre le travail musculaire et les conditions physiques sont décrits dans Bruder (1993) (voir tableau 2).

Tableau 2. Règles de combinaison des effets de deux facteurs de stress sur la déformation

0 effet indifférent ; + effet cumulatif ; – effet compensateur.

Source : Adapté de Bruder 1993.

Pour le cas de la combinaison de plus de deux facteurs de stress, qui est la situation normale en pratique, seules des connaissances scientifiques limitées sont disponibles. Il en va de même pour la combinaison successive de facteurs de stress (c'est-à-dire l'effet de contrainte de différents facteurs de stress qui affectent successivement le travailleur). Dans de tels cas, en pratique, le temps de récupération nécessaire est déterminé en mesurant des paramètres physiologiques ou psychologiques et en les utilisant comme valeurs d'intégration.

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