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Fabrication aérospatiale : horaires, heures supplémentaires et fatigue - Par : Yaniel Torres Medina, Sylvie Nadeau, Kurt Landau,

Fabrication aérospatiale : horaires, heures supplémentaires et fatigue


Yaniel Torres Medina
Yaniel Torres Medina Profil de l'auteur(e)
Yaniel Torres Medina est étudiant au doctorat au Laboratoire des facteurs humains appliqués de l’ÉTS. Ingénieur industriel, ses activités de recherche sont axées sur l’application de l’ergonomie de systèmes de travail pour l’industrie 4.0.

Sylvie Nadeau
Sylvie Nadeau est professeure au Département de génie mécanique de l’ÉTS et directrice du Laboratoire de génie des facteurs humains appliqué. Elle est experte en ergonomie et en génie des facteurs humains.
Programme : Génie mécanique 

Kurt Landau
Kurt Landau est professeur associé à l’ÉTS et professeur émérite à la TU Darmstadt (Allemagne). Ses intérêts de recherche portent sur les sciences du travail, l’analyse des risques de SST et leur prévention.

Moteur d’avion

Achetée sur Istockphoto.com. Droits d’auteur.

RÉSUMÉ:

Malgré une automatisation toujours plus poussée, l’assemblage manuel demeure essentiel dans des secteurs comme la fabrication aérospatiale, en raison de la grande complexité des objets à assembler. Dans ce contexte, le niveau de fatigue ressenti par les travailleurs peut nuire à la performance et favoriser l’erreur humaine. À partir de données sur les pratiques existantes en matière d’heures supplémentaires et de quarts de travail, nous avons mené une étude dans une usine de production aéronautique à l’aide du modèle mathématique HSE Fatigue Index. Les résultats indiquent que dans certains quarts de travail, le risque de niveaux élevés de fatigue chez les assembleurs atteint plus de 30 %. Une des causes explicatives de ces résultats est l’accumulation d’heures supplémentaires résultant d’incertitudes dans la chaîne d’approvisionnement. Les équipes du soir sont plus touchées que celles du matin. L’étude se penche sur la relation complexe entre logistique, production, gestion du temps de travail et fatigue potentiellement élevée chez les assembleurs aéronautiques.

Fatigue, performance humaine et assemblage manuel complexe

L’aérospatiale étant un secteur à haute fiabilité, la qualité est un aspect essentiel de la production. Un niveau élevé de fatigue chez les travailleurs peut augmenter les erreurs pendant le processus d’assemblage. C’est pourquoi les facteurs causant la fatigue doivent être traités de manière appropriée. Définie simplement, la fatigue est un état physiologique qui peut causer une diminution de la capacité de travail (Grandjean 1998). Cet état physiologique est un signal d’alarme de notre corps qui nous avertit de la nécessité de nous reposer, c’est-à-dire « une pulsion biologique de repos récupérateur » (Williamson et al. 2011). Un niveau excessif de fatigue peut nuire aux performances du travailleur en diminuant sa capacité à exécuter une tâche en toute sécurité ou à atteindre les niveaux de qualité ou de productivité attendus. L’origine de la fatigue est souvent associée à la charge de travail physique ou mentale liée à l’exécution d’une tâche. Il existe également un type de fatigue associé à des facteurs chronobiologiques comme les heures d’éveil, le rythme circadien et le manque de sommeil. De même, certaines caractéristiques des tâches à exécuter telle la monotonie peuvent provoquer des états de fatigue. Cependant, le corps humain étant un système intégré, différentes sources de fatigue peuvent se chevaucher et se manifester à un degré plus ou moins élevé dans l’organisation du travail. 

L’assemblage manuel complexe est une tâche qui exige des connaissances et des compétences spécialisées de la part du travailleur qui l’exécute. En général, l’objet assemblé résulte d’un grand nombre de pièces, de choix possibles et de plans symétriques, imposant une demande accrue en matière de perception et de traitement de l’information (Richardson et al. 2006). Par conséquent, la sollicitation cognitive chez les travailleurs tend à être plus élevée par rapport à d’autres types de tâches d’assemblage plus répétitives et plus simples. Dans le secteur manufacturier, les interventions sur les facteurs humains ont toujours été axées sur l’aspect physique de la fatigue, en raison de la prévalence des troubles musculo-squelettiques associés aux postures contraignantes, aux mouvements répétitifs et aux sollicitations musculaires importantes (Bruder et al. 2009). Dans les assemblages manuels complexes, fréquents dans la fabrication aérospatiale, bien que la demande physique prévaut toujours, la chronobiologie et les aspects cognitifs du travail jouent également un rôle important dans la fatigue.

C’est pourquoi le Laboratoire des facteurs humains appliqués de l’École de technologie supérieure étudie les différentes pratiques d’attribution des heures supplémentaires et des quarts de travail pouvant entraîner la fatigue chez les assembleurs aéronautiques. Cette étude s’inscrit dans un projet de recherche plus large visant à cerner les pistes d’amélioration de l’assemblage aéronautique en tenant compte des facteurs humains, dont l’utilisation éventuelle de différentes technologies issues du paradigme de l’industrie 4.0 pour soutenir les tâches d’assemblage. 

Quarts de travail et attribution des heures supplémentaires

travaileurs dans une usine de fabrication en aérospaciale

L’évaluation des niveaux possibles de fatigue associés aux quarts de travail et aux heures supplémentaires présentée ici a été réalisée à l’aide de l’indice de fatigue HSE créé par le Health and Safety Executive (HSE) au Royaume-Uni (Spencer et al. 2006). Ce modèle mathématique permet de calculer la probabilité moyenne de niveaux élevés de somnolence (score de somnolence de Karolinska de 8 ou 9) en fonction de différentes variables d’entrée. Parmi ces variables on retrouve les temps de déplacement, la charge de travail, les pauses et autres variables liées à l’organisation des quarts de travail : durée, heures de début et de fin et nombre de quarts consécutifs. Nous avons bâti 12 scénarios courants et plausibles de semaines de travail (six matins et six soirs) selon les données des registres de l’entreprise. Notre évaluation s’est concentrée sur les variables associées aux quarts de travail, les autres variables étant supposées constantes (approche ceteris paribus).

Les assembleurs alternent principalement entre deux quarts : celui du matin (6h30-14h30) et celui du soir (14h30-00h30). La rotation est de trois semaines en quart du matin et une semaine en quart du soir. En raison de l’incertitude liée aux chaînes d’approvisionnement, les pièces nécessaires à la production ne sont pas toujours disponibles à temps, causant une répartition inégale de la charge de travail. Pour cette raison, qui survient régulièrement, la demande de production a tendance à être plus élevée vers la fin du mois. Cette situation mène à l’attribution d’heures supplémentaires comme stratégie pour surmonter les pénuries de main-d’œuvre pendant les pics de production.

Points saillants de l’évaluation

Étant donné que les heures supplémentaires sont attribuées sur une base volontaire et prioritaire, certains assembleurs peuvent accumuler un nombre important d’heures par semaine, par exemple 72 h/semaine, dépassant la moyenne hebdomadaire de 39,3 h/semaine du secteur manufacturier canadien (Varrella 2021). Cette situation n’est pas courante, mais possible en pratique, comme l’ont démontré les données des registres de l’entreprise.

Dans quatre cas sur les douze scénarios de semaine de travail élaborés à partir des données de l’entreprise, la probabilité de niveaux élevés de somnolence était supérieure à 30 %, allant de 30,9 % à 35 %. Ces valeurs sont préoccupantes selon la littérature (Ashton and Fowler 2005). On a constaté que les quarts de soir sont particulièrement exposés à une prolongation du temps de travail en raison des différences de durée et d’heures de la journée qui correspondent aux modèles d’accumulation de fatigue rapportés dans la littérature. Ainsi, la prolongation du temps de travail après le quart de soir a eu la plus grande incidence sur l’indice de fatigue. 

Dans cette étude, l’accent a été mis sur l’influence des quarts de travail et des heures supplémentaires sur la fatigue. D’autres aspects qui influent sur la fatigue sont la charge de travail, l’activité professionnelle et la quantité et qualité de sommeil. Ces éléments devraient être pris en compte dans les recherches futures, comme l’importance de la sollicitation mentale dans les assemblages manuels complexes. 

Conclusion

Nos résultats suggèrent que des niveaux importants de fatigue associés aux heures supplémentaires et aux quarts de travail peuvent se manifester chez les travailleurs dans un contexte de fabrication aérospatiale. De même, certaines pratiques d’attribution des heures supplémentaires peuvent mener à une accumulation importante d’heures de travail dépassant le nombre généralement admis de 40 h/semaine. Les niveaux de production inégaux associés aux incertitudes de la chaîne d’approvisionnement sont parmi les éléments à l’origine de cette situation. Les superviseurs doivent tenir compte de la possibilité de fatigue lors de l’attribution des heures supplémentaires, y compris des différentes sensibilités à la fatigue selon les quarts de travail. Les recherches futures devraient explorer d’autres outils pour évaluer la fatigue, notamment des questionnaires d’auto-évaluation et des mesures objectives de la dégradation des performances. Certaines technologies issues du paradigme de l’industrie 4.0 devraient être explorées quant à leur potentiel à soutenir la performance des opérateurs et à surveiller les états physiologiques des travailleurs.

Informations complémentaires

Pour plus d’informations sur cette recherche, consulter les articles suivants : 

Torres, Y.; Nadeau, S.; Landau, K. (2021). « Evaluation of shift work scheduling and overtime allocation practices using the HSE Fatigue Index: application on complex manual assembly ». In Frühjahrskongress der Gesellschaft für Arbeitswissenschaft [Congress of the German Society of Ergonomics]. Bochum, Germany, GfA-Press. 67.

Yaniel Torres Medina

Profil de l'auteur(e)

Yaniel Torres Medina est étudiant au doctorat au Laboratoire des facteurs humains appliqués de l’ÉTS. Ingénieur industriel, ses activités de recherche sont axées sur l’application de l’ergonomie de systèmes de travail pour l’industrie 4.0.

Programme : Génie mécanique  Génie des risques de santé et sécurité du travail 

Laboratoires de recherche : Laboratoire de génie des facteurs humains appliqué 

Profil de l'auteur(e)

Sylvie Nadeau

Profil de l'auteur(e)

Sylvie Nadeau est professeure au Département de génie mécanique de l’ÉTS et directrice du Laboratoire de génie des facteurs humains appliqué. Elle est experte en ergonomie et en génie des facteurs humains.

Programme : Génie mécanique 

Laboratoires de recherche : Laboratoire de génie des facteurs humains appliqué 

Profil de l'auteur(e)

Kurt Landau

Profil de l'auteur(e)

Kurt Landau est professeur associé à l’ÉTS et professeur émérite à la TU Darmstadt (Allemagne). Ses intérêts de recherche portent sur les sciences du travail, l’analyse des risques de SST et leur prévention.

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