dossier deformation des voitures

Introduction
Suite au constat du nombre d’accidents, presque 17 000 morts par an en
1970, les constructeurs ont eu pour norme de faire en sorte que les voitures
soient plus sécurisées, en 2012, les morts sur la route sont d’environ 3645.
Nous nous sommes donc posé la question : comment la voiture est elle
prévue pour se déformer lors d’un accident pour protéger le passager ?
1. Généralités
1.1.
Evolution des systèmes de sécurités
Les systèmes de sécurité dans les voitures ont énormément changé
depuis leurs créations. Plusieurs sécurités ont été ajoutées depuis les
années 50, au fil des années :
• Airbag: Il s’agit d’un ballon qui se gonfle à l’impact. Il y a en a 7
différents (1 dans le volant, 1 devant le passager, 2 sur les
portes latérales avant, 2 sur les portes latérales arrière)
• Ceinture de sécurité : Il s’agit d’une bande qui retient le corps
du passager à l’instant du choc. Il y a 2 à 5 points de sécurité :
o 2 points, une sangle fixée de chaque côté du bassin
o 3 points, c’est la même sangle qu’au dessus qui
remonte sur la poitrine de l’occupant pour se fixer au
dessus et en arrière de son épaule
o 4 points, la sangle remonte sur les deux épaules, le
bassin et le thorax. Elle est utilisée pour les courses de
voitures.
o 5 points, un point entre les jambes est ajouté c’est pour
les sièges enfants.
• Pare-brise en verre feuilleté: ça sert à éviter que des objets
extérieurs entrent dans l’habitacle et le pare-brise est
préconçu pour ne pas se briser mais pour se fissurer.
• Habitacle solidifié : L’habitacle est solidifié pour protéger le
passager en cas de choc par le dessus de la structure.
• Barreaux métalliques : des barres de métal placé dans les
portières latérales toujours pour protéger le passager des
chocs latéraux
1.2.
Pièce de déformation
Situation sur la voiture : La pièce se situe au niveau du capot, autour, au
dessus ou en dessous du moteur, elle peut être aussi entre dans le coffre
dans les voitures avec moteur arrière ou central. Elle est rarement facile
d’accès puisqu’il est à usage unique, une fois qu’elle est endommagée, elle
n’est pas récupérable de plus, elle est au niveau du châssis et en temps
normale, elle est censée rester stable. Elle peut être en plus du châssis au
niveau du capot (confère Renault Clio).
Utilité : Cette pièce sert à protéger les passagers, sans cette pièce, le
moteur pourrait arriver vers les passagers, avec cette pièce, le moteur
tombe lors d’un accident, aussi sans cette pièce le capot pourrait venir vers
les passagers, avec la pièce le capot est lui aussi plié. Elle est donc partie
intégrante de tous les éléments de sécurité, elle est extrêmement
importante.
Déformation : La pièce se déforme de telles sortes à sauvegarder
l’habitacle, lorsque la pièce est en bon état, elle est droite, présente une
légère entorse, cette entorse va servir lors d’un choc puisque à 30km/h la
voiture se stop en 0.1s ce qui représente un choc très brutal, elle va se plier
pour que l’énergie se disperse et que le capot et le moteur (très lourd et
très solide) ne viennent s’encastrer dans l’habitacle (ce qui tuerait les
passagers) donc le capot se plie, le moteur tombe et le châssis se plie, le
pare brise se fissure (ou se casse dans le pire des cas, mais c’est évité en
général)
Déclenchement : Cette pièce ne se déforme pas toute seul, il faut un choc
conséquent, si le choc est trop léger, par exemple sur un poteau, à 15km/h,
la pièce ne se déforme pas, ou presque pas, mais si la voiture roule à une
vitesse conséquente, par exemple à 35km/h et elle rencontre un obstacle
en face fixe, les pièces vont se déformer toutes les deux si le choc est belle
et bien centré par rapport à la calandre.
2. Matériaux
2.1.
Simulation et TP
Grâce au calcul de force exercé lors d’un accident (F=m*a avec m la
masse en kg, a l’accélération en m/s et F en Newton) nous avons
fais des tests avec deux vitesses sur solidworks. Pour le faire, nous
avons du calculer l’accélération de la voiture à 50km/h puis
120km/h avec une voiture de 1400 kg. Nous avons trouvé les forces
exercé lors de l’impact et nous avons fais la simulation de ces
forces sur la pièce créée précédemment
50 km/h
120 km/h
2.2.
Futur de la pièce
Après l’accident, tous le châssis de la voiture est endommagé pas
seulement les longerons. Le châssis est remplaçable mais c’est
assez difficile à faire et assez couteux en main d’œuvre (plus de
100 heures). De plus, il faut savoir le numéro de série pour
pouvoir le remplacer sur la carte grise. La voiture est encore
utilisable même endommagé mais c’est préférable de ne plus
rouler avec. Les garagistes conseillent d’acheter une voiture
d’occasion au lieu de faire remplacer la pièce. Cette pièce a une
durée de vie assez longue, elle est la plupart du temps en acier
donc la rouille et la corrosion sont les facteurs qui peuvent
diminuer sa longévité.
Conclusion :
Dans une voiture, plusieurs sécurités ont été crées depuis plusieurs années.
Elles sont prévues pour protéger le passager selon les différents accidents,
de côté, de face ou de dessus. Et grâce aux différentes et nombreuses
recherches, nous avons découverts que toutes les pièces prévues pour se
déformer sont importantes pour protéger l’occupant.