Sécurité Passive / Protection
Substituts de l'être humain
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Le moyen de test anthropométrique (Anthropomorphic Test Device : ATD) le plus couramment utilisé est le mannequin de choc.
Diverses versions
existent, qui représentent un homme
de taille moyenne, une femme, mais aussi des mannequins d'enfants. Certains
mannequins sont spécifiques, comme ceux pour le choc latéral,
ou les mannequins piétons.
Le corps humain est composé de beaucoup d'eau, de gaz, de matière
minérale,… Les caractéristiques physiques du corps humain
doivent être reproduites le plus fidèlement possible afin de rendre
réaliste un essai de collision avec un mannequin en lieu et place de l'homme,
c'est la biofidélité.
Devant la difficulté d'un tel objectif, les mannequins sont perpétuellement améliorés pour que leurs caractéristiques mécaniques s'approchent le plus possible de celles du corps humain. Le ministère des transports Américain (NHTSA) travaille par exemple sur une nouvelle génération de mannequin.
Chaque sous-ensemble est étudié et validé séparément. La tête de ce nouveau mannequin pourrait être équipée d'une mesure de la vitesse angulaire, et le thorax d'une mesure de sa courbure en différents points de la circonférence. L'université du Michigan travaille sur un mannequin complet où le thorax pourrait être rempli d'un fluide pour mieux prendre en compte sa viscosité.
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Chaque laboratoire est libre de développer une partie du mannequin suivant ses propres besoins. Ainsi certains laboratoires ont mis au point un visage pour le mannequin Hybrid III permettant de mesurer les efforts de contact, chose qui n'était pas prévu sur le mannequin Hybrid III d'origine. D'autres travaillent sur le cou, qui a une très grande influence sur la cinématique de la tête, ou encore sur le thorax, dont la biofidélité est importante pour quantifier les progrès que peut apporter le sac gonflable. |
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Cependant, avec les contraintes qui existent sur la conception d'un mannequin : capteurs de mesure, réutilisation pour de nombreux essais, les coûts sont très élevés.
Une calibration régulière du mannequin est nécessaire pour garantir une bonne reproductibilité des résultats, mais aussi un contrôle de la température d'utilisation qui peut faire varier les résultats. |
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Malgré les progrès constants dans le domaine de la miniaturisation des capteurs et dans la connaissance des caractéristiques dynamiques du corps humain, le mannequin est une représentation imparfaite de la réalité. Son utilisation est malgré tout indispensable et justifiée. |
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Les mannequins utilisés pour le choc frontal sont l'Hybrid II et l'Hybrid III. Ce dernier, plus récent, intègre un cou ayant une flexibilité, ainsi qu'une meilleure biofidélité du thorax. Les mesures disponibles sur ce mannequin sont : -l'accélération linéaire au centre de gravité de la tête -les efforts et moments à la base et en haut du cou -l'accélération et la déflexion du thorax -l'accélération du bassin -l'effort de compression des fémurs.
Les mannequins anthropomorphiques HYBRID
II et III existent pour trois catégories de population différentes:
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Vue écorchée du mannequin Hybrid III |
Modèles de l'être humain et critères lésionnels du futur
Pour étudier la tolérance au choc des occupants d'une voiture en cas d'accident, Renault a developpé un modèle numérique d'un être humain en collaboration avec le Centre Européen d'Etude de Sécurité et d'Analyse des Risques (CEESAR) et l'Ecole Nationale Supérieure des Arts et Métiers (ENSAM), dans le cadre des travaux du LAB commun aux constructeurs français.
Ce modèle Numérique permettra à Renault
de simuler le comportement dynamique des occupants en cas d'accident. |
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Les essais réalisés montrent que ce modèle est beaucoup plus biofidèle, c'est-à-dire représentatif du comportement du corps humain, que les mannequins de choc.
