Ceintures de sécurité

Ceintures de sécurité
Les décélérations mises en jeu dans un choc frontal avec un obstacle fixe indéformable :
Hypothèse faite dans cette simulation : le bloc avant du véhicule se comporte comme un ressort que l’on comprime
avec une raideur k=750 000 Newton/mètre (N/m).
Au cours du choc l’avant du véhicule se comprime et absorbe l’énergie cinétique du véhicule
Force de décélérati on subie par le véhicule = raideur k × déformatio n de l ' avant du véhicule
La déformation maximale du véhicule Dmax s’obtient par la formule suivante :
D max =
masse du véhicule
× vitesse de l ' impact
raideur k
Au cours de l’impact la décélération subie par le véhicule augmente progressivement. On notera Gmax la
décélération maximale exprimée en nombre de G (accélération de la pesanteur 9,81 m/s2) :
(vitesse de l ' impact ) 2
G max =
9,81 × D max
Le temps T nécessaire pour passer de la vitesse d’impact à 0 Km/h est indépendant de cette vitesse :
T=
π
2
×
masse du véhicule
raideur k
Exemples de valeurs théoriques obtenues en fonction de la vitesse d’impact (masse du véhicule 1379 kg, raideur
k=750 000 N/m) :
Vitesse
d’impact
km/h
15
25
35
45
55
Energie à
consommer J
11970
33251
65173
107734
160937
D max
G max
T
m
0,179
0,298
0,417
0,536
0,655
G
10
17
23
30
36
s
0,067
0,067
0,067
0,067
0,067
Force nécessaire
pour retenir 75 kg
N
7288
12146
17005
21864
26722
Exemple d’essai d’impact réel (Test NHTSA n°5160, 2005 TOYOTA COROLLA percutant de pleine face à 56,5
Km/h un mur rigide indéformable, masse du véhicule = 1379 kg)
Accélération en G (*9,81 m/s2)
Accélération au niveau du plancher du véhicule
5
0
-5 0
-10
-15
-20
-25
-30
-35
-40
-45
0,05
0,1
0,15
0,2
Temps (s)
La capacité de résistance du corps humain est prise en compte dans la conception de la ceinture :
La ceinture de sécurité retient le conducteur et ou le passager pour que ceux-ci ne se transforment pas en projectile.
Mais néanmoins le corps humain à ses limites :
Pour des personnes de 20 ans et plus, il y a 50 % de risques d’apparition de fractures dues à la ceinture lorsque celleci se tend à 9 000 Newton (c'est-à-dire à une force suffisante pour soulever environ 900 kilogrammes), alors que
pour une personne de 80 ans, il y 50 % de risques d’apparition de fractures pour des valeurs de l’ordre de 4 000
Newton (c'est-à-dire à une force suffisante pour soulever environ 400 kilogrammes).
C’est pourquoi les constructeurs automobiles ont peu à peu perfectionné leur ceinture pour limiter le risque de
blessures : de nos jours la partie textile de la ceinture ou les attaches de la ceinture se déforment à partir de 9 000,
6 000 voire 4 000 Newton selon les véhicules.
Sécurité active / sécurité passive ?
Les éléments de sécurité active d’un véhicule ont pour objet d’éviter l’accident (tenue de route, freinage…).
Les éléments de sécurité passive d’un véhicule ont pour objet de réduire les conséquences de l’accident (ceinture de
sécurité, airbags, structure du véhicule…).
Liens
Essais d’impacts de la NHTSA : http://www-nrd.nhtsa.dot.gov/database/nrd-11/veh_db.html
Essais d’impacts européens : http://www.euroncap.com
Congrès Accidents de la route et médecine : http://www.acmf.asso.fr/congres2005/