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2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH Pascal DRAZETIC, Hervé MORVAN.

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1 2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH Pascal DRAZETIC, Hervé MORVAN

2 Comportement réel ? Essai expérimental normalisé 2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH CONTEXTE Problématique des constructeurs automobiles sur la collision

3 2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH CONTEXTE Anticipation Crash INCIDENT ACCIDENT Peut-on réduire la sévérité du crash en intervenant après lincident et avant laccident ? PHASE DE PREVENTION PHASE DE CORRECTION Conduite passive Si oui, comment ? Avec qui ? Avec quoi ?

4 Les modèles de simulation numérique et physique sont passifs Aucun tonus musculaire ? Pas dinteraction segment/système de retenue/volant ? Les modèles de simulation numérique sont standardisés Pas ou peu danthropométrie ? Aucune réaction psychologique ? Aucune réaction physique ? A terme, il faut aboutir à un modèle physique et numérique plus réaliste de lêtre humain CONSTITUTION dun groupe de travail composé de Mécaniciens, dautomaticiens, et de psychologues 2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH

5 Habitacle Dimension Caractéristique matériel 2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH OBJECTIFS Position de conduite INCIDENT Mouvement atypique et de pré-crash CRASH Humain

6 Habitacle Dimension Caractéristique matériel 2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH OBJECTIFS Position de conduite INCIDENT Mouvement atypique et de pré-crash CRASH Action sécuritaire corrective Action sécuritaire préventive Humain

7 Habitacle Dimension Caractéristique matériel 2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH OBJECTIFS Position de conduite INCIDENT Mouvement atypique et de pré-crash CRASH Action sécuritaire corrective Action sécuritaire préventive Humain

8 Habitacle Dimension Caractéristique matériel 2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH OBJECTIFS Position de conduite INCIDENT Mouvement atypique et de pré-crash CRASH Action sécuritaire corrective Action sécuritaire préventive Humain Action sécuritaire préventive - Avertir le conducteur - Prétendre la ceinture - Modifier la posture

9 Habitacle Dimension Caractéristique matériel 2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH OBJECTIFS Position de conduite INCIDENT Mouvement atypique et de pré-crash CRASH Action sécuritaire corrective Action sécuritaire préventive Humain

10 Action sécuritaire corrective Habitacle Dimension Caractéristique matériel 2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH OBJECTIFS Position de conduite INCIDENT Mouvement atypique et de pré-crash CRASH Action sécuritaire préventive Humain Action sécuritaire corrective en temps réel - Modifier les caractéristiques matériels (ceinture) - Actionner des éléments matériels (paddings) - Moduler la gestion de lairbag - Modifier la position des éléments de lhabitacle

11 2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH VERROUS Identification des contrôleurs du mouvement Modèles physiques et numériques prédictifs pour générer le comportement de lêtre humain Caractéristiques hétérogènes de loccupant Comportement dispersif de loccupant Problème Stochastique Multi disciplinaire en interaction avec le projet 1

12 POSITIONNEMENT : Prévention, Correction, Gestion des conséquences 2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH Prévention Correction Gestion des conséquences Comportements indésirables échec accident Simulation prédictive du comportement humain en phase de pré-crash (évènement, état initial du conducteur, tonus musculaire, positions réelles des occupants, …..) -Adaptation des systèmes de protections -Conception de solutions technologiques -Optimisation des systèmes de sécurité

13 2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH ACTEURS LAMIH, LABORATOIRE DAUTOMATIQUE, DE MECANIQUE ET DINFORMATIQUE INDUSTRIELLES ET HUMAINES / GROUPE DE RECHERCHE EN DYNAMIQUE RAPIDE ET COLLISION, VALENCIENNES ONERA, CENTRE DE LILLE (PROGRAMME SCIENTIFIQUE DU LABORATOIRE COMMUN DRSC) INRETS, INSTITUT NATIONAL DE RECHERCHE SUR LES TRANSPORTS ET LEUR SECURITE, LABORATOIRE DE BIOMECANIQE ET DE MECANIQUE DES CHOCS, BRON ACTEURS POTENTIELS : LAB, LABORATOIRE DACCIDENTOLOGIE ET DE BIOMECANIQUE, NANTERRE

14 Habitacle Dimension Caractéristique matériel 2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH ACTION EN COURS Position de conduite INCIDENT Mouvement atypique et de pré-crash CRASH Mannequin numérique

15 Habitacle Dimension Caractéristique matériel 2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH INCIDENT Mouvement atypique et de pré-crash Position de conduite CRASH INFLUENCE DE LA POSITION DU SIEGE SUR LA SEVERITE DU CRASH? Mannequin numérique ACTION EN COURS

16 Optimiseur génétique Recalages Paramètres du siège :. Inclinaison,. Hauteur. Déplacement horizontal Critère de blessure à maximiser (3MS) Résultats Modèle numérique Méthodologie employée Expérimentations chocs frontaux : 10, 20 et 30 km.h APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH ACTION EN COURS

17 Divers résultats pour essai à 10 km.h -1 Acc tête en XAcc tête en Z 2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH ACTION EN COURS

18 Optimisation PopulationIndividu Chromosome Gène hihi didi i Création de 20 individus Pour 10 générations hihi didi i hkhk dkdk k 0 < h < 4 cm 0 < d < 8 cm 0 < < rad 2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH ACTION EN COURS d h 3MS = f (d, h, )

19 10 générations plus tard Meilleur résultat obtenu Population initialePopulation finale 2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH ACTION EN COURS

20 H = 0 m Évolution du 3MS Résultats par Algorithme génétique Résultats par topographie 2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH ACTION EN COURS

21 2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH INCIDENT Mouvement atypique et de pré-crash CRASH Habitacle Dimension Caractéristique matériel Position de conduite ACTION EN COURS Mannequin numérique

22 2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH INCIDENT Mouvement atypique et de pré-crash CRASH Habitacle Dimension Caractéristique matériel Position de conduite ACTION EN COURS Mannequin numérique

23 2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH ACTION EN COURS INCIDENT Mouvement atypique et de pré-crash CRASH Habitacle Dimension Caractéristique matériel Position de conduite Mannequin numérique Position de conduite Détermination : Position = f (Habitacle, conducteur) Coopération LAMIH / INRETS (Thèse en cours )

24 Habitacle Dimension Caractéristique matériel 2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH Position de conduite INCIDENT Mouvement atypique et de pré-crash CRASHACTION EN COURS Mannequin numérique

25 Habitacle Dimension Caractéristique matériel 2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH CRASH Position de conduite INCIDENT Mouvement atypique et de pré-crash ACTION EN COURS Mannequin numérique

26 2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH ACTION EN COURS Habitacle Dimension Caractéristique matériel CRASH Position de conduite INCIDENT Mouvement atypique et de pré-crash Mannequin numérique Mouvement atypique et de pré-crash Détermination sur simulateur de conduite des mouvements générés par le conducteur après un incident Coopération DRSC / SHM Stage et DEA (Mars 2004 à Juillet 2005)

27 2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH Position de roulage INCIDENT Mouvement atypique et de pré-crash CRASH Mannequin numérique Mouvement atypique et de pré-crash Définition dun premier protocole expérimental ConduiteIncidentImpact Campagne expérimentale à partir de juin 2004 : Détermination de comportements réactifs Détermination des efforts engendrés ACTION EN COURS

28 Habitacle Dimension Caractéristique matériel 2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH ACTIONS ULTERIEURES Position de conduite INCIDENT Mouvement atypique et de pré-crash CRASH Action sécuritaire corrective Action sécuritaire préventive Humain

29 2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH ACTIONS ULTERIEURES Stratégies doptimisations multi-disciplinaires multi-objectifs stochastiques Min Max Critères biomécaniques Comportement hétérogènes Dispersions anthropométriques Position du siège Position du volant Prétension ceinture Modifier les caractéristiques matériels (ceinture) Actionner des éléments matériels (paddings) Moduler la gestion de lairbag Modifier la position des éléments de lhabitacle Action sécuritaire préventive Action sécuritaire curative

30 Habitacle Dimension Caractéristique matériel 2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH BILAN Position de conduite INCIDENT Mouvement atypique et de pré-crash CRASH Mannequin numérique

31 2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH BILAN ET PERSPECTIVES Habitacle Dimension Caractéristique matériel INCIDENT Mouvement atypique et de pré-crash Position de conduite CRASH NOUS AVONS MONTRE LINFLUENCE DE LA POSITION DU SIEGE SUR LA SEVERITE DU CRASH Mannequin numérique

32 2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH BILAN ET PERSPECTIVES Détermination de la position réelle de conduite : Coopération LAMIH / INRETS (Thèse en cours 2004/2006) Détermination des comportements réactifs après incident sur simulateur : Coopération DRSC / SHM (DEA Mars 2004 à Juillet 2005 suivi dune thèse 2005/2007) Mise au point dun mannequin numérique : Post Doctorat 2005 Stratégie doptimisation : Thèse 2004 et suivantes Mise au point de systèmes embarqués : Année 2006 et suivantes


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