Lexique de l'exosquelette : plus de 40 termes techniques expliqués

En bref : pour lire une fiche d'exosquelette, quelques notions suffisent. Le couple (N·m) mesure la force du moteur, la puissance crête (W) son maximum, la capacité (Wh) l'énergie de la batterie, et l'indice IP la protection contre l'eau et la poussière. Ce lexique explique plus de 40 termes, du plus courant au plus technique, avec des exemples tirés des modèles actuels.

Les fiches techniques des exosquelettes empruntent leur vocabulaire à la robotique, au vélo électrique et à l'électronique. Résultat : il est facile de s'y perdre, et de comparer des chiffres qui ne mesurent pas la même chose.

Les termes sont classés par thème. Pour une vue d'ensemble du sujet, commencez par qu'est-ce qu'un exosquelette ?

Les grandes familles d'exosquelettes

Exosquelette

Structure portée sur le corps, alignée sur une ou plusieurs articulations, qui accompagne un mouvement pour réduire l'effort. L'INRS parle aussi de dispositif d'assistance physique.

Exosquelette actif (ou motorisé)

Modèle équipé d'un ou plusieurs moteurs électriques et d'une batterie. Il adapte son aide au mouvement. Exemples : Hypershell X Series, Dnsys X1 et Z1, Ascentiz H Series.

Exosquelette passif

Modèle sans moteur ni batterie. Des ressorts, des câbles ou des élastiques stockent l'énergie d'un geste et la restituent. Exemples : Hilti EXO-S, Ski-Mojo. Les deux familles sont comparées sur notre page exosquelette actif ou passif.

Exosquelette souple (exocombinaison)

Modèle fait principalement de textiles et de sangles, sans cadre rigide. On parle aussi d'exosuit en anglais.

Exosquelette de hanche, de genou, dorsal, d'épaules

Le nom indique l'articulation assistée. Un modèle de hanche aide à lever et pousser la jambe ; un modèle dorsal aide à se redresser ; un modèle d'épaules soutient les bras levés.

Porte-outil

Exosquelette qui porte le poids d'un outil plutôt que celui du membre. Le Hilti EXO-T-22 en est un exemple : il équilibre des perforateurs jusqu'à 17 kg, selon Hilti.

Mécanique et moteur

Couple (N·m)

Force de rotation appliquée à une articulation, exprimée en newtons-mètres. Plus le couple est élevé, plus l'aide peut être forte. Hypershell annonce 22 N·m par moteur sur le X Ultra S.

Couple maximal « × 2 »

La mention « 22 N·m × 2 » signifie deux moteurs de 22 N·m chacun, un par jambe. Les couples ne s'additionnent pas sur une même jambe.

Puissance crête (W)

Puissance maximale que le système peut délivrer sur un bref instant, en watts. Ascentiz annonce 1 100 W pour le H Ultra, Dnsys 900 W pour le X1 Carbon. Ce n'est pas la puissance utilisée en continu.

Densité de couple

Couple fourni par kilo de moteur. Un moteur à forte densité de couple aide autant en pesant moins. Dnsys met en avant un moteur breveté « à haute densité de couple ».

Réducteur

Ensemble d'engrenages placé entre le moteur et l'articulation. Il transforme une rotation rapide et faible en rotation lente et forte. Dnsys cite un réducteur breveté pour son Z1.

Bras de transmission (levier)

Pièce rigide qui relie le moteur, à la ceinture, à la sangle de cuisse. Elle transmet le couple à la jambe. Hypershell utilise un levier de hanche en titane sur le X Ultra S, en acier inoxydable sur les X Max S et X Pro S.

Vitesse assistée

Vitesse jusqu'à laquelle l'assistance reste active, par exemple pendant la course. Ascentiz annonce jusqu'à 25 km/h pour le H Pro et 28 km/h pour le H Ultra.

Énergie et batterie

Wattheure (Wh)

Unité d'énergie stockée dans la batterie. Une batterie Hypershell de la X Series S fait 72 Wh, une batterie Ascentiz 75,6 Wh. C'est aussi la valeur qui compte pour l'avion : l'IATA fixe un seuil à 100 Wh pour les batteries en cabine sans accord préalable.

Volt (V) et ampère-heure (Ah)

Certaines batteries n'affichent que leur tension et leur capacité. On retrouve les wattheures en multipliant les deux : 14,4 V × 5 Ah = 72 Wh.

Autonomie annoncée

Distance ou durée d'assistance mesurée par le fabricant, dans ses propres conditions. Hypershell précise mesurer ses 30 km en laboratoire, en mode Eco, à 30 % de puissance. Votre autonomie réelle dépend du terrain et du mode : voir batterie et autonomie.

Batterie échangeable (ou amovible)

Batterie qui se retire et se remplace en quelques secondes, pour continuer avec une batterie de rechange. C'est le cas chez Hypershell, Dnsys et Ascentiz.

Batterie anti-froid

Batterie conçue pour mieux fonctionner par basse température. Hypershell fournit deux batteries anti-froid avec le X Ultra S, utilisable selon la marque de -20 °C à 60 °C.

Cycles de charge

Nombre de charges complètes qu'une batterie supporte avant de perdre une part notable de sa capacité. Ascentiz annonce 2 000 cycles complets pour sa batterie de 75,6 Wh.

USB-C PD

Norme de recharge rapide par câble USB-C (Power Delivery). Ascentiz annonce une recharge en 65 minutes avec un chargeur 100 W PD3.0.

Recharge inversée

Possibilité d'utiliser la batterie de l'exosquelette pour recharger un téléphone. Ascentiz l'annonce jusqu'à 20 W en USB-C.

KERS (récupération d'énergie)

Sigle anglais de Kinetic Energy Recovery System, connu en Formule 1. Sur un exosquelette, le moteur freine la jambe en descente et renvoie une partie de cette énergie dans la batterie. Dnsys l'annonce sur ses X1 Carbon, X1 Carbon Pro et Z1, sans chiffre publié pour le X1.

Électronique et logiciel

Capteurs

Composants qui mesurent le mouvement : angle, vitesse, effort. Dnsys cite des capteurs de couple, de position et de force sur le Z1 ; Hypershell parle de plusieurs capteurs haute précision regroupés sous le nom HyperSense.

Centrale inertielle (IMU)

Capteur qui combine accéléromètre et gyroscope pour mesurer orientation et mouvement. On en trouve dans les smartphones et dans beaucoup de systèmes robotisés portés.

Phase d'appui et phase d'oscillation

Les deux temps du pas : le pied au sol qui pousse, puis la jambe qui passe vers l'avant. L'exosquelette doit savoir dans quelle phase vous êtes pour aider au bon moment.

Algorithme de contrôle

Logiciel qui décide quand et combien aider. Chaque marque a le sien : HyperIntuition chez Hypershell, OmniTerrain chez Ascentiz. Le fonctionnement est détaillé dans comment fonctionne un exosquelette motorisé.

Scénario ou mode intelligent

Type de mouvement reconnu par l'algorithme : marche, montée, descente, escaliers, course, vélo… Ascentiz en annonce 16 sur le H Ultra, Hypershell 12 sur le X Ultra S.

Modes d'assistance (Eco, Sport, Boost…)

Niveaux ou styles d'aide choisis par l'utilisateur. Dnsys propose Eco et Sport sur le X1 ; Ascentiz propose Ease, ACC, Train et Boost sur le H Ultra.

Mode résistance (ou entraînement)

Mode où le moteur freine le mouvement au lieu de l'aider, pour travailler les muscles. C'est le rôle du mode Train d'Ascentiz.

Temps de réponse

Délai d'adaptation de l'assistance quand le mouvement change. Hypershell cite 0,31 seconde, vérifié par TÜV Rheinland ; Ascentiz moins de 200 ms. Les méthodes diffèrent.

SDK

Kit de développement logiciel qui permet à des développeurs de créer leurs propres fonctions. Ascentiz annonce un SDK open source pour le H Ultra.

Protection et conditions d'usage

Indice IP (IP54)

Indice de protection défini par la norme IEC 60529. Le premier chiffre concerne les poussières, le second l'eau. IP54 : protégé contre la poussière (pénétration limitée sans effet nuisible) et contre les projections d'eau de toutes directions. Pas contre l'immersion ni la pluie forte prolongée. Détails dans exosquelette, pluie et IP54.

Plage de température d'utilisation

Températures entre lesquelles le fabricant garantit le fonctionnement : -20 °C à 60 °C pour les Ascentiz H Series et le Hypershell X Ultra S, -10 °C à 60 °C pour les X Max S et X Pro S.

Niveau sonore (dB)

Bruit du moteur, en décibels. Ascentiz annonce 35 dB au plus pour sa gamme H.

Plage morphologique

Tailles, tours de taille, tours de cuisse et poids pour lesquels l'appareil est conçu. Exemple : taille de 150 à 196 cm et poids de 40 à 122 kg pour le Dnsys Z1.

Réglementation et normes

Marquage CE

Marquage par lequel le fabricant déclare que son produit respecte les exigences européennes qui s'y appliquent. Ce n'est pas un label de qualité. Tout est expliqué dans exosquelette : réglementation et marquage CE.

Directive ou règlement Machines

Texte européen qui fixe les exigences de sécurité des machines. Selon l'INRS, seuls les exosquelettes robotisés en relèvent. La directive 2006/42/CE sera remplacée par le règlement (UE) 2023/1230 le 20 janvier 2027.

Dispositif médical

Produit destiné par son fabricant à un usage médical, soumis au règlement (UE) 2017/745. Les exosquelettes de loisir présentés sur EXOSTARS n'en sont pas, selon leurs fabricants.

EPI

Équipement de protection individuelle, comme un casque. Selon l'INRS, aucun fabricant ne revendique ce statut pour un exosquelette.

NF X35-800

Norme française d'ergonomie publiée en août 2023 par l'AFNOR, qui encadre l'intégration des exosquelettes en situation de travail.

AIR-Drive

Nom donné par SUITX à la technologie passive de son IX BACK AIR, qui utilise l'énergie du mouvement du corps, sans batterie.

Vous savez maintenant lire une fiche. Pour mettre ces chiffres côte à côte, consultez notre comparatif des exosquelettes, puis passez à la pratique avec l'essai présenté sur notre page Améliorez votre quotidien.

Questions fréquentes

Que signifie N·m sur un exosquelette ?

Le newton-mètre (N·m) est l'unité du couple, la force de rotation que le moteur applique à l'articulation. Par exemple, Ascentiz annonce 24 N·m × 2 pour le H Ultra, soit deux moteurs de 24 N·m.

Quelle différence entre W et Wh ?

Le watt (W) mesure une puissance, ce que le moteur délivre à un instant donné. Le wattheure (Wh) mesure une énergie, ce que la batterie stocke. Une batterie de 72 Wh peut fournir 72 W pendant une heure, ou 36 W pendant deux heures.

Que veut dire IP54 ?

C'est un indice de protection défini par la norme IEC 60529. Le 5 indique une protection contre la poussière, le 4 une protection contre les projections d'eau de toutes directions. Ce n'est pas une étanchéité à l'immersion.

Qu'est-ce que le KERS sur un exosquelette ?

Le terme désigne la récupération d'énergie au freinage, empruntée à la Formule 1. Dnsys l'utilise pour la récupération d'énergie en descente, qui recharge en partie la batterie sur certains modèles X1 et sur le Z1.

Que signifie puissance crête ?

C'est la puissance maximale que le système peut délivrer brièvement, par exemple lors d'un pas en forte montée. Elle ne correspond pas à la puissance utilisée en continu pendant la marche.

Quelle différence entre exosquelette actif et passif ?

Un exosquelette actif utilise un moteur et une batterie et adapte son aide au mouvement. Un exosquelette passif fonctionne avec des ressorts, des câbles ou des élastiques, sans électricité.

Sources

• Hypershell – Nouvelle X Series (caractéristiques officielles, fr-fr)
• Ascentiz – H Ultra (fiche officielle, fr-fr)
• Ascentiz – H Pro (fiche officielle, fr-fr)
• Dnsys – X1 Exoskeleton (page officielle)
• Dnsys – Z1 Exoskeleton (page officielle)
• Ski-Mojo – Exosquelette Ski-Mojo (fiche officielle)
• SUITX by Ottobock – IX BACK AIR
• IEC – Indices de protection IP (IEC 60529)
• INRS – Exosquelettes : foire aux questions
• AFNOR – NF X35-800 (août 2023)