La sécurité automobile est traditionnellement divisée en deux types : la sécurité active et la sécurité passive. La sécurité active correspond aux systèmes et dispositifs d’une voiture qui lui permettent d’éviter une collision. La sécurité passive est la capacité d’une voiture à sauver la vie et la santé des passagers en cas d’urgence. L’arsenal de toute voiture moderne comporte un certain nombre de moyens d’atténuer les conséquences d’un accident : ceintures de sécurité, airbags, zones de déformation.
Que se passe-t-il pour la voiture et ses passagers en cas de collision frontale ? La voiture s’écrase et s’arrête, et les passagers continuent à « voler » vers l’avant par inertie, vers un volant, un tableau de bord et un pare-brise. Il semblerait qu’il n’y ait pas beaucoup d’espace dans l’habitacle de la voiture, il ne sera pas possible d’accélérer beaucoup (et donc de se cogner). C’est ce que vous souhaitez ! Après tout, l’accélération atteint des dizaines de g, et un tel impact peut être équivalent à un saut d’un immeuble de grande hauteur.
Pour que les personnes vivantes restent en vie et ne soient pas blessées lors d’un accident grave, leur vitesse lors d’une collision doit être réduite aussi doucement que possible (ce n’est pas sans raison que des tapis à plusieurs niveaux sont posés pour les sauts en hauteur). En outre, il est nécessaire de réduire la vitesse de manière à ce qu’il y ait suffisamment d’espace pour les fléaux à l’intérieur de la voiture. Il s’agit là d’une tâche qui impose déjà des exigences mutuellement exclusives à la structure porteuse de la voiture.
Il s’avère que la carrosserie doit être à la fois rigide et malléable. Ainsi, le cadre de la zone d’habitation dans laquelle se trouvent le conducteur et les passagers est rigide – en cas d’impact, il se déforme en dernier. La « cage » porteuse de l’habitacle est fabriquée en acier à très haute résistance, les portes sont dotées de barres solides qui les empêchent de se froisser. Des zones spéciales sont rendues relativement malléables : leur déformation entraîne une réduction de la vitesse. Le compartiment moteur et le coffre sont précisément les zones dites de déformation programmée. Les voitures ont commencé à être fabriquées de cette manière il y a relativement peu de temps. Auparavant, personne n’y pensait, et les voitures se froissaient uniformément – la carrosserie et l’intérieur souffraient. On constate qu’en règle générale, l’avant des voitures modernes accidentées est défoncé, tandis que l’intérieur est intact.
Par ailleurs, le moteur peut constituer un gros problème lors d’une collision frontale. C’est pourquoi, afin qu’il ne vole pas dans l’habitacle en cas de collision (ce qui n’augure rien de bon), ses supports et le bouclier du moteur sont conçus de manière à ce qu’il se déplace le plus bas possible, voire qu’il tombe, sans causer de dommages à l’habitacle.
Le choc arrière n’est pas moins terrible. Dans ce cas, les passagers risquent de se blesser à la nuque. Pour éviter cela, l’humanité a inventé les appuie-tête, puis les appuie-tête actifs. Les premiers se contentent de maintenir la tête en évitant qu’elle ne se penche trop en arrière. Les seconds « sautent » eux-mêmes vers l’avant, dès que l’accident se produit, en soutenant instantanément la tête et en l’empêchant de bouger.
Mais ce n’est que la moitié de la bataille. Pour que les personnes soient le moins blessées possible, elles doivent être maintenues d’une manière très spéciale lors d’un accident.
Nous connaissons tous les méthodes du berceau, mais elles n’en sont pas moins importantes pour autant. Il s’agit d’appareils, de systèmes et de constructions qui ne poursuivent qu’un seul but : « attraper » une personne à temps et réduire sa vitesse avec autant de soin et de douceur que possible. Bien entendu, un grand trampoline s’avérera meilleur que les autres dans ce domaine. Il est capable d’amortir de la manière la plus inoffensive possible l’énergie et la vitesse d’un objet qui tombe sur lui. Il est souple. Il est dommage qu’il n’y ait pas de place pour les trampolines et les tapis à plusieurs niveaux dans une voiture. En revanche, les ceintures de sécurité et les airbags ont leur place.
Les ceintures de sécurité, ainsi que de nombreuses autres solutions utiles, sont passées de l’aviation à la voiture. Au début, les voitures étaient équipées de ceintures de sécurité à deux points d’ancrage qui « retenaient » le ventre ou la poitrine du passager. Moins d’un demi-siècle plus tard, les ingénieurs ont compris que la conception multipoint était bien meilleure, car elle permet de mieux répartir la pression de la ceinture sur la surface du corps en cas d’accident et de réduire considérablement le risque de lésions de la colonne vertébrale et des organes internes. Dans le sport automobile, par exemple, on utilise des ceintures de sécurité à quatre, cinq et même six points, qui maintiennent « fermement » une personne dans son siège. Mais ce sont les ceintures à trois points d’ancrage qui se sont imposées dans la vie civile en raison de leur simplicité et de leur commodité.
Pour que la ceinture de sécurité remplisse correctement sa fonction, elle doit être bien ajustée au corps. Auparavant, les ceintures de sécurité devaient être réglées, ajustées. La nécessité d’un réglage manuel a disparu avec l’introduction des ceintures de sécurité à inertie – l’enrouleur tourne librement dans un état normal, la ceinture peut s’enrouler autour d’un passager de n’importe quelle taille, elle n’immobilise pas, et chaque fois qu’un passager veut changer la position de son corps, la ceinture s’ajuste toujours étroitement au corps. Mais l’enrouleur à inertie fixe immédiatement la ceinture au moment où survient un cas de force majeure. En outre, des charges de poudre sont utilisées dans les ceintures des voitures modernes. De petites charges explosives détonent, tirent sur la ceinture et pressent le passager contre le dossier du siège, l’empêchant ainsi de se cogner.
Les ceintures de sécurité sont l’un des moyens de protection les plus efficaces en cas d’accident. Bien qu’elles soient les plus anciennes, leur conception évolue et s’améliore constamment. Les airbags sont probablement la deuxième invention la plus importante après les ceintures.
Le prototype de l’airbag moderne a été breveté en 1953. Il va sans dire que l’idée de gonfler des sacs pliés lors d’un accident était plus qu’audacieuse à l’époque. Les développeurs les plus audacieux s’en sont emparés, mais ils se sont heurtés à l’absence de technologies nécessaires à leur mise en œuvre à ce moment-là.
Au départ, il y avait plusieurs options pour remplir le réservoir de l’airbag. Par exemple, certains ingénieurs ont suggéré de pomper du gaz, qui serait stocké sous haute pression dans une bouteille, dans le réservoir. Mais le principe du remplissage pyrotechnique de l’airbag l’a emporté. C’est lui qui permettait de gonfler l’airbag instantanément, en seulement 30 à 50 millièmes de seconde. Les ingénieurs ont essayé beaucoup de choses, y compris le carburant pour fusée, afin de trouver le combustible nécessaire qui fonctionne correctement avec une charge de petite taille. Aujourd’hui, des « tablettes » compactes et légères composées d’un matériau cristallin, l’azoture de sodium (NaN3), sont utilisées dans les airbags en tant que pyropatron. Si le composé est chauffé à une température supérieure à 330°C à l’aide d’un courant électrique, il commence à se décomposer en azote et en sodium à une vitesse qui permet de remplir le réservoir de l’airbag et d’amener la pression du gaz à la valeur de fonctionnement en seulement 0,025-0,05 secondes.
Le déclenchement de l’airbag est dangereux en raison d’un saut de pression brutal, qui peut entraîner des lésions des tympans et des contusions. En effet, l’ouverture de la cuve (parfois plusieurs en même temps) se produit dans un petit espace clos de l’habitacle de la voiture. Il existe plusieurs approches pour résoudre ce problème. Par exemple, la vitesse de déploiement de l’airbag est réduite jusqu’à une certaine limite afin qu’au moins une partie de l’air déplacé puisse s’échapper par les fuites de l’habitacle. La deuxième méthode, assez efficace, consiste à utiliser des airbags de volume relativement faible. Mais dans certains cas, les problèmes de tympan et de contusion ne peuvent être évités, tout dépend des caractéristiques individuelles d’une personne et de la taille d’une voiture.
D’ailleurs, les premiers airbags ne sont pas apparus sur les Mercedes-Benz, comme beaucoup le croient, mais sur les « américaines ». Au milieu des années 70, Ford et General Motors ont construit plus de 12 000 voitures équipées d’airbags. Les Américains ont fabriqué des airbags qui ont remplacé les ceintures de sécurité à l’époque. Mais l’airbag, en s’ouvrant, « vole » vers une personne à une vitesse de 270-300 km/h… Et s’il n’est pas attaché, les dégâts qu’il peut causer sont tout simplement énormes. Des cas de fractures des vertèbres cervicales, dont la cause était précisément l’airbag, ont été enregistrés plus d’une fois. Les Américains ont donc refusé d’utiliser des airbags remplaçant les ceintures de sécurité.
Les ingénieurs du département de sécurité passive de Mercedes-Benz ont relancé les airbags. Et il faut dire qu’ils ont été parmi les premiers, non sans la participation des spécialistes de Bosch, à mettre les airbags en forme. Le chemin a été difficile et épineux, mais c’est Mercedes-Benz qui, en 1980, a mis les airbags sur la chaîne de montage et a commencé à en équiper sa Classe S. Ils ont compris que les airbags devaient être plus faciles à mettre en place que les coussins de sécurité. Ils ont compris que les airbags devaient être conçus pour fonctionner en tandem avec les ceintures de sécurité, et non pour les remplacer. Tout s’est alors mis en place et les airbags ont commencé à fonctionner avec une efficacité étonnante. D’ailleurs, jusqu’à présent, les airbags ne fonctionnent tout simplement pas dans de nombreuses voitures si une personne n’est pas attachée – c’est dangereux !
Malgré la grande avancée dans le domaine de la protection « gonflable », on ne peut pas dire que les airbags soient à leur apogée. Dans un avenir proche, les airbags seront dotés de la capacité de s’ouvrir non pas après l’accident, mais quelques instants avant, et le coup de bélier sera alors un peu plus doux. Aujourd’hui, l’électronique peut détecter la présence d’un passager sur un siège, mais les développeurs prévoient d’apprendre au système de sécurité à reconnaître les données individuelles d’une personne (poids, taille) qui est assise sur un siège au moment de l’accident. C’est à ce moment-là que l’airbag pourra fonctionner le plus efficacement possible.
Les systèmes de protection « gonflables » ne se limitent pas depuis longtemps aux airbags frontaux. Les concepteurs ont mis au point des systèmes similaires pour protéger une personne en cas de choc latéral. L’équipement de base de nombreuses voitures modernes comprend déjà des airbags latéraux montés dans le dossier des sièges avant, ainsi que des « rideaux » gonflables placés dans les hanches du toit. Les premiers protègent le corps du passager en cas de choc latéral, et les seconds, sa tête. Contrairement aux airbags frontaux, qui se dégonflent presque immédiatement après leur déclenchement, les rideaux peuvent maintenir la pression pendant plusieurs secondes, c’est-à-dire jusqu’à ce que la situation dangereuse disparaisse. Et lorsque la voiture se renverse, ils ne permettent pas aux passagers non protégés de tomber hors de l’habitacle.
Il est souvent suggéré d’équiper une voiture d’airbags supplémentaires pour protéger les genoux et les pieds. De nombreux constructeurs équipent leurs voitures d’airbags pour les passagers arrière également. Mais peu importe que l’électronique de votre voiture soit ultramoderne et intelligente, n’oubliez pas d’attacher votre ceinture de sécurité pendant le voyage. Après tout, en développant tous ces moyens de protection ultramodernes, les ingénieurs des entreprises partent d’un postulat : le conducteur et les passagers sont attachés avec une ceinture de sécurité. S’ils ne le sont pas, toutes ces choses ne serviront pas à grand-chose.
Il s’agit d’une traduction. Vous pouvez lire l’original ici : https://www.drive.ru/technic/4efb330700f11713001e337d.html
Publié January 20, 2022 • 11m to read
