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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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 l’être humain Caractéristiques hétérogènes de l’occupant Comportement dispersif de l’occupant Problème Stochastique Multi disciplinaire en interaction avec le projet 1 2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH

2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH POSITIONNEMENT : Prévention, Correction, Gestion des conséquences accident Comportements Gestion échec échec Prévention Correction des indésirables conséquences 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 2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH

2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH ACTEURS LAMIH, LABORATOIRE D’AUTOMATIQUE, DE MECANIQUE ET D’INFORMATIQUE 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 D’ACCIDENTOLOGIE ET DE BIOMECANIQUE, NANTERRE 2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH

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

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

Expérimentations chocs frontaux : ACTION EN COURS Méthodologie employée Critère de blessure à maximiser (3MS) Paramètres du siège : . Inclinaison, . Hauteur . Déplacement horizontal Optimiseur génétique Recalages Expérimentations chocs frontaux : 10, 20 et 30 km.h-1 Modèle numérique Résultats 2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH

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

2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH ACTION EN COURS Optimisation d h  Population Création de 20 individus Pour 10 générations Individu 3MS = f (d, h, a ) 0 < h < 4 cm 0 < d < 8 cm 0 < a < 0. 36 rad hi di ai Chromosome hi di ai hk dk ak Gène 2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH

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

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

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

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

2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH ACTION EN COURS Position de conduite Position de conduite Habitacle Dimension Caractéristique matériel INCIDENT Mannequin numérique Détermination : Position = f (Habitacle, conducteur) Coopération LAMIH / INRETS (Thèse en cours 2004-2006) Mouvement atypique et de pré-crash CRASH 2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH

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

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

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

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

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

Stratégies d’optimisations multi-disciplinaires ACTIONS ULTERIEURES Stratégies d’optimisations 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 l’airbag Modifier la position des éléments de l’habitacle Action sécuritaire préventive Action sécuritaire curative 2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH

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

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

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 d’une thèse 2005/2007) Mise au point d’un mannequin numérique : Post Doctorat 2005 Stratégie d’optimisation : Thèse 2004 et suivantes Mise au point de systèmes embarqués : Année 2006 et suivantes 2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH