Casque de motocycliste sous impact oblique : proposition d’une nouvelle méthode de test

Motorcyclist helmets under oblique impacts and proposal of a new motorcycle helmet testing method

• Auteur / Autrice : Sounak Mojumder
• Direction : Rémy Willinger, Caroline Deck
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biomécanique
• Date : Soutenance le 17/04/2018
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....)
• Jury : Président / Présidente : Steffen Peldschus
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Steffen Peldschus, Ludek Hyncik

Mots clés

Mots clés contrôlés

Choc (mécanique)

Crâne -- Lésions et blessures

Lésions et blessures (accidents de la route)

Biomécanique

Mots clés libres

Casque de motocycliste

Méthode de test

Critère de blessure de la tête

Motorcycle helmet

Test method

Brain injury criteria

Résumé

Plusieurs études ont montré que dans les accidents réels, la vitesse d’impact de la tête n’est que rarement normale à la surface et présente une composante tangentielle non négligeable. Aucune norme, à l’heure actuelle ne propose de choc oblique avec enregistrement de l’accélération en translation et en rotation de la fausse tête. Un aspect essentiel de cette recherche a été d’aborder les descriptions d’accidents réels impliquant un motocycliste et un véhicule afin d’évaluer les conditions aux limites de la tête juste avant impact, en termes de vecteur vitesse et de localisation d’impact. Cette étude a permis d’établir le vecteur vitesse possible et de l’angle d’impact de la tête du motocycliste en situation. Une méthode de test pour évaluer le casque a été proposée. Les tests d'impact obliques, sont effectués avec une vitesse d’impact de 8.5 m/s sur une enclume inclinée de 45° permettant la rotation autour de l’axe Y X et Z. Les accélérations 6-D sont implémentés dans le modèle SUFEHM afin d’extraire la déformation axonal maximale et le risque lésionnel. Cette fusion de la méthode expérimentale et numérique donne un avantage par rapport aux normes conventionnelles, tant en termes de conditions d’impact qu’en termes de critère de blessure de la tête.

It is well know that in case of accident the head does not only impact perpendicularly to the impacted structure but presents an oblique impact condition. However none of the today helmet standards do integrate oblique impacts with the recording of the dummy head rotational acceleration. An essential aspect of the present research is to simulate real world accident and to compute the victim’s kinematic in order to extract the head impact conditions. In collaboration with University Florence (Italy) 19 cases were considered and it was shown that the head impact velocity vector presents a significative angle. A novel helmet test method has been proposed. Helmeted headfoml is impacting a 45° inclined anvil at a speed of 8.5 m/s and the 6D acceleration versus time curves are introduced into an existing head FEM in order to compute the axon strains and to derive the brain injury risk.