Le plexus brachial, réseau de nerfs du bras, transmet les signaux moteurs et sensitifs entre la moelle épinière et l’épaule, le bras et la main. Une lésion de ce réseau, par exemple suite à un accident de moto, peut entraîner des troubles sensitifs, une faiblesse musculaire, voire une paralysie. Le projet PLEXO réunit des chercheurs de l’institut Fraunhofer et des partenaires pour développer un exosquelette à commande myoélectrique destiné à assister les personnes dans leurs activités quotidiennes. Ce système d’assistance portable se caractérise par un design minimaliste, intégré au textile, et se veut facile et discret à porter.
Les personnes souffrant d’une lésion du plexus brachial sont régulièrement invitées à des ateliers et étroitement impliquées dans la mise au point d’un prototype initial. © Fraunhofer IPA
Un accident de moto, une chute grave ou une blessure sportive peuvent gravement étirer ou endommager le plexus nerveux situé entre le cou et le bras, allant jusqu’à le déchirer dans certains cas. Ce plexus fonctionne comme un faisceau de câbles électriques, transmettant les commandes motrices du cerveau à l’épaule, au bras et à la main, et renvoyant les signaux tactiles et douloureux. Si ces nerfs sont endommagés, la transmission des signaux est perturbée, ce qui entraîne une paralysie du plexus brachial.
Cela peut entraîner une mobilité réduite du bras, voire une paralysie complète. Engourdissements, sensations anormales et douleurs sont également fréquents. Dans les cas graves de paralysie du plexus brachial, le bras et la main peuvent rester inertes le long du corps. Même les tâches quotidiennes les plus simples, comme s’habiller, cuisiner, se laver et porter des objets, deviennent alors extrêmement difficiles.
Le traitement est long et complexe. Il comprend un bilan diagnostique approfondi, souvent des interventions microchirurgicales très complexes, ainsi qu’une rééducation physique et ergothérapique intensive. L’objectif est de restaurer un maximum de fonctions et de prévenir les complications à long terme telles que la raideur articulaire et l’atrophie musculaire. Cependant, même avec un traitement optimal, la mobilité complète de l’épaule n’est souvent pas possible à l’avenir.
C’est précisément cette lacune que les chercheurs cherchent à combler : des dispositifs d’assistance existent pour la main et le coude, mais les solutions pratiques offrant un soutien ciblé de l’épaule au quotidien restent rares.
« Notre étude Delphi, menée auprès de personnes atteintes de cette pathologie et d’autres acteurs concernés, a confirmé un besoin évident de systèmes d’assistance pratiques pour accompagner au quotidien les personnes souffrant d’une lésion traumatique du plexus brachial », explique Veronika Hofmann, chercheuse à l’Institut Fraunhofer d’ingénierie de production et d’automatisation IPA.
« Les personnes concernées souffrent souvent d’une perte d’autonomie, de douleurs et de détresse psychologique, et éprouvent des difficultés à reprendre le travail. De plus, elles évitent fréquemment certaines tâches ou compensent en sollicitant excessivement d’autres parties du corps. »
Une plus grande autonomie et une meilleure qualité de vie
Dans le cadre du projet PLEXO, Hofmann et son équipe collaborent avec des partenaires industriels et de recherche pour développer un exosquelette myoélectrique portable. L’objectif est de faciliter les activités quotidiennes telles que cuisiner ou faire la lessive pour les personnes concernées, contribuant ainsi à leur autonomie et à l’amélioration de leur qualité de vie.
« Les exosquelettes industriels sont utilisés depuis un certain temps pour assister les employés dans des secteurs comme la logistique et l’assemblage, en contribuant à réduire les risques de pathologies telles que les hernies discales. En réadaptation médicale, l’objectif est de compenser les déficiences physiques et, dans le cas de la paralysie du plexus brachial, de restaurer la mobilité du bras », explique Hofmann.
Ce système d’assistance robotisé n’est pas commandé par la voix ni par des boutons, mais par la détection de l’activité musculaire grâce à des capteurs cutanés. Ces électrodes détectent l’activité électrique des muscles restants, déclenchant des moteurs intégrés compacts et puissants qui assistent le mouvement. L’exosquelette est également équipé de capteurs et d’éléments vibrotactiles indiquant la position du bras.
« De plus, nous prévoyons d’intégrer la stimulation électrique fonctionnelle (SEF), qui utilise des impulsions électriques ciblées pour activer les muscles paralysés ou affaiblis », explique Hofmann.
Concept d’actionnement minimaliste et électronique intégrée au textile
« Les activités quotidiennes sollicitent généralement les deux mains : l’une assure la motricité fine tandis que l’autre garantit la stabilité. Il n’est pas absolument nécessaire de restaurer pleinement les deux fonctions. Restaurer la seule fonction stabilisatrice peut déjà faire une différence significative », explique Hofmann.
Ainsi, plutôt que de chercher à maintenir une mobilité complète de l’épaule, les chercheurs ont opté pour une conception minimaliste : après tout, de nombreuses activités quotidiennes restent possibles même avec une amplitude de mouvement réduite. L’objectif est de limiter tous les composants électroniques et mécaniques à l’essentiel afin de concevoir un système d’assistance aussi léger et confortable que possible.
Ceci permet d’obtenir un système plus fin et des commandes plus faciles et intuitives à apprendre. Des composants tels que les électrodes, les capteurs et les câbles seront intégrés à un textile fonctionnel (Fraunhofer ISC) pour faciliter l’utilisation quotidienne de l’exosquelette. Les composants d’interface avec le corps sont également essentiels au confort : ils seront fabriqués sur mesure pour chaque patient grâce à l’impression 3D.
L’aspect le plus crucial est de s’assurer que les utilisateurs se servent réellement du système. Le démonstrateur est mis en œuvre en collaboration avec les partenaires industriels Evomotion GmbH (FES), cirp GmbH (fabrication additive) et Sensodrive GmbH (technologie d’actionnement).
Approche centrée sur l’utilisateur
Dans le cadre du développement de l’exosquelette, les partenaires du projet accordent une importance capitale à ce que les utilisateurs puissent enfiler le système textile de manière autonome et l’utiliser intuitivement. Afin de favoriser une forte adhésion des utilisateurs, des personnes souffrant d’une lésion du plexus brachial sont régulièrement invitées à des ateliers et étroitement associées à la conception d’un prototype initial.
À titre d’exemple, la Journée du Plexus, qui s’est tenue à l’institut IPA de Stuttgart le 15 juin 2026, a permis à des participants venus de toute l’Allemagne de découvrir le projet de recherche et de fournir de précieux retours d’expérience sur l’étude de ce type de système d’assistance.
La communauté Plexus, récemment créée, offre des opportunités d’échanges continus entre pairs, notamment des rencontres en ligne régulières. Les participants les jugent extrêmement précieuses. Les retours des personnes concernées sur le système d’assistance prévu sont systématiquement positifs. Une évaluation finale du projet, menée par la Charité de Berlin et l’Hôpital des Aïds-sur-Mer de Berlin (Unfallkrankenhaus Berlin), devrait permettre de mieux comprendre l’efficacité de cette approche novatrice.
« Notre objectif à long terme étant de transformer le prototype en dispositif médical, nous impliquons un large éventail d’experts dans nos recherches, notamment des spécialistes en neurologie, neurochirurgie, orthopédie, kinésithérapie, ergothérapie et soins infirmiers », explique Hofmann, soulignant l’approche interdisciplinaire du projet PLEXO.
L’objectif est de développer un système d’assistance qui soit non seulement techniquement fonctionnel, mais aussi autonome et qui apporte un soulagement quotidien efficace aux personnes souffrant d’une lésion du plexus brachial.
