Les sièges sont probablement l’élément le plus sous-estimé d’une voiture. Nous aimons nous y installer confortablement, mais nous n’avons aucune idée de leur fonctionnement. Si nous étions bien informés, nous n’utiliserions pas un jargon aussi primitif que « meubles » ou « chaises ». Le chef-d’œuvre de conception, d’ingénierie et de technologie le plus complexe est parfois caché sous un revêtement opaque. Comme il s’agit d’un élément très coûteux et lourd de la voiture, on lui accorde beaucoup plus d’attention lors de la conception et de la production que dans la publicité ou le compte rendu d’un essai routier journalistique.
Les sièges, qui occupent une grande partie de l’intérieur, sont extrêmement importants pour les concepteurs. Pour le conducteur, le siège est le principal canal de communication physique avec la voiture : un tiers de la surface du corps est en contact avec lui. Des études européennes montrent que l’automobiliste moyen passe environ 22 000 heures dans la voiture au cours de sa vie. Et bien que les sièges de très mauvaise qualité soient rares aujourd’hui, environ 75 % des conducteurs se plaignent de problèmes de dos dans une certaine mesure. Et aussi de douleurs cervicales, de difficultés circulatoires, de fatigue prématurée… La perte de concentration qui en résulte est à l’origine d’un tiers des accidents graves de la route en Europe. Et après tout cela, on les appelle simplement « chaises ».
Pourtant, tout a commencé avec les technologies de l’ameublement. Jusqu’au début du XXe siècle, les voitures sans chevaux étaient équipées de sièges à ressorts comme le canapé de grand-mère : un ensemble de ressorts métalliques tordus était recouvert de cuir avec une petite doublure souple. Depuis les années 1900, cette couche particulière a été améliorée, avec l’utilisation de fibres naturelles allant des poils d’animaux aux fils de coco, y compris des fibres caoutchoutées. Dans les années 1930, une mousse, d’abord en latex, est apparue. Elle a permis de rendre les sièges moins chers que les sièges à ressorts. Depuis les années 1960, la mousse de polyuréthane, encore plus abordable, avec ses différents dérivés, a fait son entrée dans l’industrie automobile.
Il y a encore 30 ans, on pensait que les meilleurs sièges de voiture combinaient une armature à ressorts et une coque en mousse moulée, mais des considérations économiques ont annulé la conception « canapé » au début des années 1990. Les ressorts des sièges sont toujours utilisés aujourd’hui, mais ils ont été simplifiés pour devenir un fil en forme de S, qui sert de support discret à la mousse.
Dans tous les cas, le cadre en métal ou en matériaux composites sert de base. Sa résistance a été multipliée au cours des dernières décennies, principalement en raison des exigences plus strictes en matière de sécurité passive. Aujourd’hui, les sièges sont équipés au minimum d’attaches de ceinture, voire de coussins gonflables, et leur solidité doit être testée en fonction de divers paramètres. Ces normes, ainsi que le développement d’une approche scientifique de la conception des sièges standard, ont presque tué le marché des sièges réglés. Même la célèbre société Recaro, qui a commencé avec eux, ne produit plus de sièges automobiles civils depuis une dizaine d’années, se contentant de « commercialiser le nom » sur le côté.
Il est d’usage d’évaluer professionnellement les sièges de voiture à deux reprises. La première perception est statique, pendant les 10 à 15 premières secondes de votre présence sur le siège, comme un client chez un concessionnaire automobile. Le siège vous gêne-t-il pour monter dans la voiture ? Est-il dur ? N’êtes-vous pas à l’étroit ? Tient-il bien en place ? Et surtout, comment les forces réactives sont-elles réparties en fonction de la pression exercée par le corps humain sur le rembourrage ? En termes simples, quel est le « profil » du siège qui est souvent mentionné dans les tests automobiles ?
Ensuite, au cours d’un trajet d’au moins une heure ou deux, une image du confort dynamique se forme. Tous ces facteurs, dont la perception peut changer en cours de route, comprennent également la manière dont le siège amortit un large éventail de vibrations. En effet, ce n’est pas seulement la suspension qui est responsable de la douceur de la conduite, mais aussi le triumvirat formé par les pneus, le châssis et les sièges.
D’un point de vue scientifique, le cadre, les éléments élastiques et la mousse, ensemble et séparément, doivent éviter les résonances dans la gamme de fréquences la plus désagréable, qui va de quatre à huit hertz. Les résonances à des fréquences comprises entre 0,1 et 0,6 Hz provoquent le mal des transports – vous souvenez-vous de la banquette arrière berceuse de la Volga de votre grand-père ? Le rejet des châssis à ressorts tordus a facilité la vie des personnes dont l’appareil vestibulaire était faible de manière significative. Les fréquences naturelles de vibration des sièges modernes sont beaucoup plus élevées. Mais ils ne doivent pas non plus être trop rigides, afin de ne pas transmettre les vibrations.
Comment fabriquer un siège parfait ? La recherche scientifique sur ce sujet n’a commencé que dans les années 1940, et il a fallu attendre deux à trois décennies pour que les résultats aient un effet notable sur la production de masse, et pas partout. Mais aujourd’hui, les données ne manquent pas et personne ne semble travailler sur un coup de tête ou par tâtonnements. De nombreuses études se contredisent même parfois. En particulier, sur la question la plus importante : comment la charge du corps doit-elle être répartie sur le siège ?
Une minorité de scientifiques estime qu’il suffit de rendre le siège uniformément mou, comme, par exemple, dans les vieilles voitures françaises. Une majorité de scientifiques estime que la rigidité doit varier, car les différentes parties du corps ne supportent pas la charge de la même manière. Il est possible de réduire la pression sur les tissus vulnérables en rendant le siège plus dense aux points de contact avec les parties du corps les plus résistantes. Il s’agit des fesses sous les tubérosités ischiatiques et du bas du dos.
L’angle entre l’oreiller et le dossier du siège est choisi de manière à ce que la personne ne « glisse » pas sur l’oreiller, car le déplacement des tissus s’ajouterait alors à la tension due à la compression de la partie inférieure du corps. En même temps, les personnes assises doivent pouvoir changer de position au cours d’un long voyage sans que la carte de pression ne change de manière significative. Dans la position la plus confortable pour une personne, chacune des articulations se trouve approximativement au milieu de sa plage de rotation. Tous les calculs sont effectués par rapport au centre de l’articulation de la hanche, appelé point H (point de la hanche, mais certains ingénieurs utilisent l’indice R).
Il est tenu compte du fait que le rembourrage se déforme en moyenne de 4 à 5 cm sous le poids du corps. Pour les sièges extra-doux, la déformation est d’environ 8 cm. Le confort de la position assise dépend de sa hauteur, c’est-à-dire de la position du point H au-dessus du plancher de la voiture. Le problème est que toutes les personnes sont différentes. Il suffit de rappeler la proportion de résidents américains obèses ou la taille moyenne statistiquement basse des Chinois.
La fourchette traditionnelle entre le cinquième percentile féminin (une femme d’environ 1,53 m) et le 95e percentile masculin (1,87 m) varie d’un marché à l’autre. Mais même dans ce cadre, les constructeurs ne parviennent à satisfaire que 90 % des clients. Ils doivent choisir pour qui la voiture est principalement produite, car même un million d’ajustements ne peuvent pas compenser entièrement la différence de physique. Or, le siège ne doit pas seulement accueillir et placer confortablement le corps, mais aussi le fixer.
Il est également prouvé que les gens sont de plus en plus grands : Les Américains et les Européens grandissent d’un centimètre tous les dix ans. Il n’est donc pas surprenant que les plages de réglage en longueur des sièges avant, qui étaient autrefois de 160 mm au minimum selon les normes DIN, atteignent parfois près de 300 mm aujourd’hui. L’étrier de réglage de la hauteur est généralement de 60 à 70 mm.
Le microclimat est une autre histoire. Comme un tiers de notre corps est en contact avec le siège, son rôle dans le confort thermique est énorme. La température de surface optimale est de 23 ºС à tout moment de la journée et de l’année. Il n’est donc pas surprenant que les sièges chauffants soient apparus dès 1966 en tant qu’option pour les voitures Cadillac. Mais l’échange de chaleur est un processus à double sens. Le rembourrage doit absorber environ 75 W/m² de l’énergie thermique du corps humain. En d’autres termes, il doit laisser passer l’air et la sueur.
À l’exception des housses supplémentaires vendues sur le marché de l’automobile, la sellerie en cuir artificiel est la pire option à cet égard. Le cuir naturel, bien que légèrement, « respire », même s’il est souhaitable de lui donner une texture profonde pour assurer un micro-drainage. Dans le même temps, la mousse de formation doit être épaisse dans tous les cas, car elle devient presque imperméable lorsqu’elle est comprimée à plus de 80 %.
Toutefois, le tissu, même le moins cher, est préférable. Les tissus d’ameublement en cuir ne peuvent être comparés à lui en termes d’efficacité d’évacuation de la chaleur que dans le cas d’une perforation coûteuse et d’une ventilation encore plus coûteuse. En règle générale, les ventilateurs fonctionnent pour extraire l’air. C’est le cas depuis 1997, lorsqu’un système similaire a fait ses débuts sur la Saab 9-5. Il est fort probable que de petites pompes à chaleur plus efficaces seront bientôt intégrées aux sièges. Elles utilisent le principe de la climatisation – la sélection ou la libération de chaleur lorsque l’état global du réfrigérant change.
Parmi les tendances actuelles, il y a une individualisation maximale pour une personne spécifique avec l’utilisation de logements personnels, comme cela se fait depuis longtemps dans le sport automobile et l’industrie des voitures de sport. Alors que Ferrari vend depuis longtemps trois tailles de sièges pour les voitures de route, Porsche propose déjà le moulage individuel de « baquets » de trois degrés de rigidité pour les versions piste des modèles 911 et 718.
En ce qui concerne les voitures produites en série, les constructeurs tentent d’augmenter le nombre de réglages. Le recordman est la marque Lincoln, qui propose depuis 2017 des sièges avec 15 paramètres réglables, dont la modification individuelle de la longueur et de l’angle des oreillers de chaque hanche. Dans le style américain, on parle de sièges à 30 réglages, ce qui signifie que toutes les tailles peuvent être modifiées dans deux directions.
Le massage n’est pas une surprise, il est proposé même pour les pick-up Ford F-150. De simples capteurs intégrés aux sièges permettront bientôt au conducteur de surveiller son pouls et de l’avertir d’une boucle de vigilance. Il est certain que la série comprendra également des capteurs de charge de siège avancés qui contrôlent la « carte » de la pression exercée par la personne sur le rembourrage. Cela permet non seulement d’optimiser les réglages du siège lui-même, mais aussi d’ajuster les systèmes de sécurité active. Et même pour les systèmes antivol ! Dans un avenir proche, nous pourrons donc lire sur le tableau de bord quelque chose comme « vos tubérosités ischiatiques sont reconnues, bon voyage ».
Vous pouvez lire l’original ici : https://www.drive.ru/technic/5ed0dcc6ec05c4ac13000157.html
Publié August 12, 2021 • 10m to read
