Source: The Conversation – in French – By Quentin Malidain, Doctorant en génie mécanique spécialisé en vibrations et acoustique, Le Mans Université; École de technologie supérieure (ÉTS)
Chaque jour sur les chantiers et dans les usines, de nombreux travailleurs s’exposent au bruit et aux vibrations provoqués par leurs outils. La recherche étudie ces phénomènes pour, à terme, diminuer les risques au travail.
En France, plus de 2 millions de travailleurs sont exposés à des vibrations des bras et des mains, un facteur important de troubles de santé au travail. Les outils de chantier, tels que les cloueuses, les agrafeuses ou les marteaux-piqueurs, couramment utilisés dans les secteurs de la construction et de l’industrie, génèrent de manière répétée des chocs de forte intensité susceptibles d’affecter la santé des personnes qui les manipulent.
Dans ce contexte, je mène une thèse en vibrations et acoustique, dont l’objectif est d’estimer les forces générées lors des impacts produits par les outils percussifs.
Je m’intéresse en particulier aux cloueuses professionnelles, qui enfoncent un clou en quelques millisecondes, en libérant des forces très élevées, et qui exposent les travailleurs à la fois à des vibrations et à un bruit intense. L’enjeu est de mieux comprendre ces sollicitations mécaniques afin d’en évaluer plus précisément les effets sur la santé, encore largement sous-estimés.
Des risques professionnels pour de nombreux travailleurs

Quentin Malidain/Le Mans Université, Fourni par l’auteur
Du point de vue de la santé et de la sécurité au travail, les chocs répétés générés par les outils portatifs représentent un risque avéré. L’impact produit un niveau de vibration suffisamment élevé pour dépasser les seuils de précaution définis par les réglementations du Parlement européen. L’exposition répétée à ces sollicitations peut entraîner des conséquences graves sur la santé, notamment le syndrome vibratoire main-bras, qui regroupe des troubles vasculaires, neurologiques et musculosquelettiques.
Les premiers symptômes apparaissent souvent sous forme de fourmillements, d’engourdissements ou d’une perte de sensibilité dans les doigts, avant d’évoluer vers des douleurs chroniques, une diminution de la force de préhension ou des troubles circulatoires comme le phénomène des « doigts blancs ». Ces atteintes peuvent devenir irréversibles et compliquer durablement l’utilisation des mains dans les activités quotidiennes et professionnelles.
En plus de vibrer, les cloueuses font du bruit. Leur usage peut atteindre 12 000 tirs par jour, conduisant à un niveau sonore d’environ 101 décibels (dB) pendant huit heures. En France, les enquêtes sur les conditions de travail montrent que plus d’un tiers des salariés sont exposés à des nuisances sonores dans leur environnement professionnel. Parmi eux, une part non négligeable est soumise à des niveaux de bruit dépassant les seuils d’action de 80 et 85 dB définis par le Code du travail. Ces expositions concernent principalement les secteurs industriels et de la construction. Une exposition prolongée peut ainsi conduire à la surdité professionnelle.
Un bruit impulsionnel, c’est-à-dire une forte intensité sonore pendant un temps très bref, est reconnu comme plus dommageable pour l’audition qu’une exposition sonore progressive de même niveau, en raison de la contrainte brutale qu’elle impose à l’oreille. Les protections auditives permettent de réduire fortement cette exposition, mais leur port reste parfois mal appliqué dans les conditions réelles de chantier.
Le port de bouchons d’oreilles provoque également un effet d’occlusion, c’est-à-dire une augmentation de la perception des sons transmis par le corps, pouvant gêner la communication et accroître l’inconfort des travailleurs. Mieux comprendre cet effet et ses conséquences sur l’acceptabilité des protections auditives constitue également un axe de recherche important de notre laboratoire. Les vibrations transmises au corps sont, elles, beaucoup plus difficiles à atténuer.
Comment mesurer la force des outils ?
Lors de chaque tir de cloueuse, le choc se propage dans l’outil, puis dans la main et le bras de l’opérateur, tout en mettant en mouvement la cloueuse et le matériau percuté. Ces vibrations se transmettent également à l’air environnant, produisant un bruit intense. Il existe une grande diversité de technologies de cloueuses, ce qui rend nécessaire une approche comparative pour comprendre leurs spécificités.
Dans ce contexte, la détermination de la force d’impact de la cloueuse constitue un élément central, car elle représente le point de départ de l’ensemble des phénomènes vibratoires et acoustiques. En pratique, il est impossible de placer des instruments de mesure directement sur les interfaces de contact de l’outil, du fait de la puissance du choc. Nous avions envisagé de placer un capteur entre la poignée et la main, mais il modifie la prise en main de l’outil par l’utilisateur et donc les conditions réelles d’utilisation. Du côté de la pièce clouée, l’instrumentation directe est tout aussi problématique : le tir d’un clou dans un capteur de force n’est pas envisageable, et les essais en tir à blanc ne se sont pas révélés représentatifs.
Nous avons donc estimé les efforts mécaniques à partir de mesures indirectes, en captant les vibrations du matériau à proximité du point d’impact. À partir de ces mesures, nos méthodes de calcul permettent de remonter à la force générée lors du choc, afin d’en déterminer l’intensité et son évolution au cours du temps. Les développements récents dans ce domaine ainsi que les travaux menés au cours de la thèse ont permis d’améliorer significativement la reconstruction de l’allure et de l’amplitude des forces d’impact, rendant possible la visualisation de sollicitations extrêmement brèves.

Quentin Malidain/Le Mans Université, Fourni par l’auteur
Faire évoluer les normes et la conception des outils
Dans le cas des outils de chantier, la connaissance de la force d’impact permet de prédire le bruit généré par n’importe quelle structure percutée, ce qui correspond à l’une des principales sources sonores auxquelles les travailleurs sont exposés. Par ailleurs, l’estimation de la force transmise à la poignée de l’outil aide à mieux comprendre la manière dont les vibrations se propagent dans la main et le bras de l’utilisateur, afin de relier les vibrations générées par l’outil à leurs effets sur le corps humain.
L’enjeu est désormais de structurer et de diffuser ces connaissances afin de comparer les outils, d’alimenter l’évolution des normes de sécurité et d’orienter les pratiques industrielles. Par exemple, une norme internationale ISO, qui encadre l’évaluation des vibrations des cloueuses professionnelles, a déjà été révisée une première fois en 2022 afin d’améliorer la représentativité des mesures.
Les avancées du projet de recherche visent également à développer un banc de test simple à mettre en œuvre et facilement reproductible. Le dispositif de substitution de l’opérateur développé par l’Institut de recherche Robert-Sauvé en santé et en sécurité du travail (Québec-Canada) pourrait permettre aux fabricants de quantifier eux-mêmes l’exposition au bruit et aux vibrations générée par leurs outils. À terme, ces approches, transposables à d’autres équipements, permettront d’étendre cette compréhension à l’ensemble des outils de chantier.
La recherche, en développant des méthodes pour estimer les forces générées lors du clouage, permet de mieux comprendre à la fois le bruit produit par les impacts et les vibrations transmises à l’utilisateur. Ces travaux contribuent ainsi à une évaluation plus précise de l’exposition des travailleurs et participent à l’évolution des méthodes de prévention et des normes de sécurité.
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Quentin Malidain a reçu des financements de MITACS & l’IRSST (bourse d’étude).
– ref. L’impact invisible des outils de chantier sur la santé des travailleurs – https://theconversation.com/limpact-invisible-des-outils-de-chantier-sur-la-sante-des-travailleurs-284502








