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Essai de choc
Pour les articles homonymes, voir essai (homonymie).
Un essai de choc
Un essai de choc (en anglais crash test) est une opération réalisée en laboratoire consistant à tester le comportement des véhicules en cas de choc ou de collision. Le véhicule testé (automobile, voiture de chemin de fer...) est soit projeté à une vitesse donnée sur un obstacle massif, soit immobilisé et soumis à un choc d'un mobile de masse déterminée de façon à reconstituer les conditions d'un choc et de mesurer les déformations de sa structure et les dommages résultants pour les passagers. Ceux-ci sont souvent représentés par des mannequins spécialement étudiés : les dispositifs anthropomorphes d'essai. Ces essais, destructeurs par définition, sont relativement coûteux et doivent être soumis à un protocole rigoureux pour en tirer le maximum d'enseignements.
Sommaire
Les débuts
À la fin des années trente, le nombre de morts par accidents de la route était considérable. Les autorités prennent conscience que l'augmentation du nombre de véhicules génère une augmentation significative des morts[1].
Après la création d'études d'accidentologie sur l'automobile, le constat est qu'aucune voiture n'est conçue pour un accident. Et le sort de l'occupant n'est pas pris en compte.
Depuis, l'amélioration de la sécurité d’une automobile est l'un des critères de conception d'un moyen de transport. Elle est dictée par des normes et aussi (depuis peu) par des aspects médiatiques et commerciaux.
Pour voir l'historique des premiers essais de choc, principalement réalisés aux États-Unis, se référer à l'article Dispositif anthropomorphe d'essai.
La problématique
Visualisation des déformations plastiques lors d'un choc frontalLe choc est un phénomène extrêmement rapide, de l'ordre de 120 ms pour le rebond d'une automobile. À cette vitesse, les connaissances physiques sont très difficiles à obtenir et à maîtriser. Il faut notamment prendre en compte la viscosité de la matière ou l'instabilité des déformations des tôles.
Deux méthodes sont utilisées sont :
- Méthode expérimentale (empirique) : si le résultat est vrai, l'investissement est important et les mesures sont très limitées,
- Méthode numérique (simulation) : la corrélation avec les essais n'est pas très fiable (les simplifications sont importantes), le développement de la méthode est toujours en cours (évolution des outils de calculs).
La simulation est utilisée par la bureau d'étude pour itérer pendant toute la phase de conception (à l'amont de la fabrication). Les essais sont utilisent pour constater lors des certifications (normes ou tests médiatiques) et aussi pour l'amélioration de la simulation.
Actuellement, la complexité du phénomène ne permet pas encore de prédire précisément le comportement du véhicule lors du choc. Et même les essais possèdent des incertitudes importantes (notamment à cause les variations de fabrication des barrières et des véhicules).
Les essais européens
En Europe, la société indépendante EuroNCAP réalise les essais de chocs de tout nouveau modèle mis sur le marché européen, quelle que soit la nationalité du constructeur. La loi oblige chaque constructeur à respecter certaines contraintes au niveau de la sécurité et à faire réaliser des tests avant toute commercialisation.
Le but de cette société, est d’inciter les constructeurs à surpasser les contraintes, et à rendre les voitures plus sûres pour les futurs usagers.
Il y a plusieurs types d’essais, réalisé par EuroNCAP, mais aussi certains essais propres aux constructeurs pour améliorer la sécurité de leurs véhicules.
L’essai avec impact frontal partiel
Cet essai a été défini par le « Comité Européen de Sécurité Automobile Avancée » comme une base pour la législation imposée à tous les véhicules.
Les voitures sont projetées à 64 km/h sur une barrière immobile de béton recouverte d’aluminium avec une structure en nid d’abeille permettant de déformer légèrement le bloc. Uniquement 40% de la largeur totale de la voiture (coté conducteur) heurte la barrière. Ceci explique le mouvement qui déporte la voiture vers la droite (pour une conduite à gauche), après le choc.
Deux mannequins de type Hybrid III sont installés à l’avant du véhicule, permettant de mesurer les contraintes, déformations et chocs des principaux organes du corps. Par la suite, les ingénieurs de la société EuroNCAP mesurent et évaluent l’efficacité des airbags, du déplacement du volant et des déchirures du plancher.
Le relevé de l’instrumentation des deux mannequins à l’avant du véhicule permettent d’obtenir une "carte" des dommages subits par les mannequins représentés ci-contre.
De plus, lors des essais de chocs frontaux, deux enfants mannequins âgés de 18 mois et 3 ans sont installés dans des sièges autos préconisés par le constructeur. Ils permettent de mesurer aussi les contraintes exercées sur les enfants. Cependant, ces derniers résultats n’affectent pas la note obtenue par la voiture (note sur 5 représentée par des étoiles).
L’essai de choc latéral
La deuxième forme d’accident engendrant le plus de dommages aux passagers (conducteur inclus) d’un véhicule est un accident latéral. Cet essai permet de simuler les contraintes exercées sur la voiture, par exemple, lorsque le conducteur ne s’arrête pas à un Stop et une voiture roulant à 50km/h heurte de plein fouet le véhicule testé.
La société EuroNCAP simule cet accident en utilisant une voiture immobile percutée au niveau de la portière avant par un bélier déformable qui se déplace à 50km/h.
Le centre de la face avant du bélier est mis en face du « Point-R » qui fait face à la hanche du conducteur. Le bélier est recouvert, comme dans l’essai de choc précédent, d’aluminium déformable.
Un ou deux mannequins sont utilisés pour cet essai. Un mannequin de type SID est utilisé à l’avant coté conducteur et aléatoirement, un mannequin de la taille d’un enfant est positionné dans le siège arrière, derrière le conducteur. Les premiers essais de ce type étaient désastreux car aucun véhicule n’était équipé d’airbags latéraux. La société Euro NCAP a réussi à motiver les constructeurs pour améliorer la sécurité des automobiles lors de chocs latéraux en augmentant le nombre des airbags à l’intérieur de l’habitacle.
La Citroën C5, qui remplaça la Xantia en 2001, équipée d’airbag latéraux, est à l’opposé de sa sœur au niveau de la sécurité latérale. Le conducteur se sort presque indemne d’un tel accident.
L’essai du poteau
Cet essai réalisé par Euro NCAP est optionnel, et n’est pas appliqué à toutes les voitures testées. Il fut introduit en 2000, lorsque les constructeurs ont commencé à équiper leurs modèles d’airbags rideaux de série. Cet essai n’est donc pas pratiqué sur les modèles qui ne sont pas pourvus de tels équipements de sécurité en série.
Si la voiture réussi le test, elle obtient 2 points supplémentaires, lui permettant, si les autres tests sont satisfaisant, d’obtenir la note maximale : 5 étoiles.
La voiture est posée sur une plateforme mobile qui se déplace transversalement. La plateforme est lancée à 29 km/h pour que la voiture percute transversalement un poteau, au niveau de la tête du conducteur.
Les airbags rideaux permettent d’éviter que la tête ne passe à travers la vitre, et empêchent aussi, un déplacement des cervicales, lorsque la tête fléchit avec la force de l’impact. Le poteau étant relativement fin, un diamètre de 254 mm seulement, il s’encastre pleinement dans le véhicule. L’absence d’airbags rideaux entraînerait à coup sûr le décès du conducteur.
En considérant qu’une tête humaine peut supporter un critère d’impact de 5000, ceci étant cinq fois supérieur aux premiers signes de dommages cérébraux. À l’écart de ces fatalités, la présence de ces airbags, permet de ramener l’impact à un critère de 100 à 300, bien en dessous du seuil supportable sans complications cérébrales.
Les essais avec piétons
Une série de tests sont effectués avec des mannequins simulant des piétons. On utilise deux types de mannequins, un mannequin de taille adulte et un autre de la taille d’un enfant. Ces mannequins sont heurtés à une vitesse de 40 km/h. Ensuite, les points d’impacts et la force des impacts sont étudiés minutieusement pour cartographier le capot et le pare-chocs du véhicule, afin de déterminer quels sont les endroits les plus dangereux pour un piéton.
Un pare-choc étudié pour la protection piétonne, se déformera pour absorber le choc et éviter de causer trop de dommages aux piétons. De plus, la protection est améliorée si le pare-choc heurte la jambe bien en dessous du genou car les opérations chirurgicales du genou sont plus complexes qu’une opération visant à réparer le tibia et le péroné.
Les essais avec piétons n’entrent pas dans la note propre sur cinq étoiles jaunes que l’on connaît grâces aux publicités télévisées des constructeurs, affichant leur résultat de quatre étoiles. Ces essais constituent une note sur cinq étoiles bleues. Une seule voiture a obtenu à ce jour neuf étoiles (jaune + bleu), la Citroën C6.
Voir aussi
Liens externes
- Site officiel
- Euro NCap résultats de crash tests de véhicules courants
- Website about crashtest results
- Crash Test en F1
Notes et références
- ↑ The Fog of War) : Eleven Lessons from the Life of Robert S. McNamara, Documentaire Américain de Errol Morris de 2003
- (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu d’une traduction de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Crash test dummy ».
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