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MONDIAL AUTOMOBILELes adaptations nécessaires à quatre systèmes de sécuritéCeinture : Plus de confort pour une meilleure sécurité

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MONDIAL AUTOMOBILE

Les adaptations nécessaires à quatre systèmes de sécurité

Ceinture : Plus de confort pour une meilleure sécurité



" Pas de vacances pour la ceinture ! " Cette année, l'Association des sociétés françaises d'autoroutes dédie ses campagnes d'information au plus ancien des équipements de sécurité. Avec une conviction aujourd'hui largement partagée : à l'avant comme à l'arrière, la ceinture sauve la vie. Pourtant, il aura fallu du temps et de grandes avancées technologiques pour que la ceinture réussisse à percer : enrouleur et bloqueur de sangle dans les années 70, prétensionneurs à la fin des années 80, limiteurs d'efforts depuis le milieu des années 90. Car l'équipement n'a pas toujours été jugé indispensable. Après un premier brevet déposé en 1903, il faut attendre 1958 pour qu'un ingénieur en aéronautique développe pour Volvo la ceinture à trois points en " V ", commercialisée en série dès l'année suivante. Et ce n'est qu'à la fin des années 60 que les constructeurs se voient obligés d'équiper leurs nouveaux modèles.

Les spécialistes observent que la ceinture peut blesser

Entre-temps, les spécialistes commencent à se rendre compte que la ceinture peut aussi blesser (côtes cassées, clavicule et sternum fracturés). Pour limiter la pression de la sangle sur le corps, des premiers limiteurs d'effort apparaissent : des coutures sur la ceinture cèdent progressivement en fonction de la charge, afin de donner du jeu. Mais cette technique est bientôt supplantée par la ceinture à enrouleur, lancée par Volvo dès 1968, qui se dote quelques années plus tard d'un bloqueur de sangle. Parallèlement, les législations évoluent pour obliger les conducteurs à boucler leur ceinture. Mais les résultats restent mitigés, et les prototypes américains de ceintures automatiques font long feu. C'est le prétensionneur qui va moderniser la ceinture en Europe, à la fin des années 80. Le système consiste à tendre la ceinture avant le choc, afin de rattraper le jeu. Combiné aux airbags et aux nouveaux limiteurs d'effort - des barres de torsion qui se déforment pour que la ceinture se déroule un peu plus -, le prétensionneur permet d'optimiser le maintien du passager. " La ceinture permet aujourd'hui de réduire la mortalité de 45 % lors d'un choc, et de 90 % en cas de tonneaux par prévention de l'éjection ", illustre Jean-Yves Foret-Bruno, chercheur au Laboratoire d'accidentologie, de biomécanique et d'études du comportement humain. Beaucoup estiment donc que la ceinture de sécurité a atteint les limites de son évolution technologique. Pourtant, des pistes de développement existent ! Les hypertensionneurs permettent de raccourcir la longueur de ceinture jusqu'à 12 centimètres, grâce à une force de traction de 200 kilos (cinq fois plus que pour un prétensionneur classique). L'intérêt est d'éviter que le passager ne glisse sous la sangle ventrale. Autre piste : le double prétensionneur (qui pourrait être triple à l'avenir), installé par Renault sur sa nouvelle Laguna. Constructeurs et équipementiers travaillent également sur les sièges : les points d'ancrage de la ceinture y sont directement installés, ce qui permet de réduire un peu plus le jeu. D'autre part, Lear développe avec TRW une ceinture avec quatre points d'ancrage, sous forme de harnais. Et des tentatives sont en cours pour installer les airbags des places arrière directement dans les ceintures.

Convaincre les utilisateurs de boucler la ceinture

Mais, de l'avis de tous, une amélioration sensible ne pourra venir que d'une augmentation du taux de port, qui stagne au-dessous des 90 % en Europe, et encore plus bas aux Etats-Unis. Les constructeurs misent donc sur le confort pour convaincre les utilisateurs. Jaguar a mis au point un mécanisme à commande électrique qui réduit la force exercée par la sangle en condition normale de conduite. Des prototypes de baudrier gonflable, intégré à la ceinture, ont également été dévoilés par plusieurs équipementiers. Et les ceintures sophistiquées des places avant passent aujourd'hui à l'arrière. Il ne reste donc plus qu'une chose à faire : la boucler.



Les apports..

Une réduction du nombre de tués de 45 % lors des chocs et de 90 % lors des tonneaux.

Les limites..

Le taux de port reste limité, notamment aux places arrière, malgré les campagnes de prévention et de répression.

Les évolutions à venir..

Hypertensionneurs, sièges à ceinture embarquée et airbags intégrés pour optimiser le maintien du passager. Plus de confort pour améliorer le taux de port.



Quelques dates..

1903 Le Français Gustave-Désiré Liebau fait breveter des " bretelles de sécurité ".

1959 La Volvo P120 Amazone est la première voiture équipée de ceintures de sécurité.

1987 Les prétensionneurs apparaissent aux places avant des Audi.



AIRBAG : VERS LE SUR-MESURE POUR REDUIRE LES RISQUES

Un léger hochement de menton, le mouvement d'une main vers la boîte à gants ou le chiffon passé sur le pare- brise : les Jaguar XK suivent le moindre de vos gestes. Présentés à l'occasion du Mondial de l'automobile, ces somptueux coupés sont les premières voitures équipées d'un système de détection d'occupant par ultrasons. Quatre capteurs sont implantés dans les montants et la console de pavillon et contrôlent en permanence la position de la tête et du buste du passager avant. L'objectif ? Réduire les risques de blessures liés à des gonflages inappropriés d'airbag. Ce dernier est immédiatement désactivé si le passager est trop proche, puis remis en fonction lorsqu'il s'éloigne. Vitale pour l'occupant, cette innovation est en totale rupture avec l'approche qui a guidé le développement des premiers airbags. Commercialisés aux Etats-Unis à partir de 1981, les sacs gonflables américains sont énormes. Ils sont destinés à pallier l'absence de ceintures de sécurité et contiennent 60 litres pour un airbag conducteur et jusqu'à 140 litres pour un sac gonflable passager.

Empêcher le déclenchement intempestif des airbags

Sur le Vieux Continent, l'approche est tout autre. " Les airbags sont uniquement conçus comme des compléments de la ceinture ", rappelle Jacques Barillier, responsable coordination sécurité routière chez PSA. Lancé par Autoliv à partir de 1992, l'Eurobag contient une trentaine de litres et se limite à la protection de la tête. Très vite, pourtant, l'approche américaine se révèle dangereuse. Trop gros, trop puissants, les sacs gonflables tuent. En l'espace de dix ans, les Etats-Unis enregistrent 167 morts par déclenchement d'airbags, dont de nombreux enfants. Confrontée au problème, l'Administration décide de modifier la législation. En 2003, tous les véhicules américains devront être capables de détecter la présence d'un enfant sur le siège avant afin d'empêcher le déclenchement des sacs gonflables. Entre-temps, les constructeurs ont certes multiplié les déclinaisons d'airbags (airbags frontaux, latéraux, ou rideaux..), mais ils se sont aussi employés à les rendre moins agressifs. Les sacs gonflables sont aujourd'hui plus souples, grâce à des évents pilotés qui s'ouvrent en fonction de la pression. Un pliage en étoile du sac a permis un déploiement radial qui réduit le risque de blessures. Mieux, les nouveaux airbags se dotent désormais de générateurs à double étage qui offrent un déploiement partiel en fonction de la sévérité du choc. " Voilà dix ans, les sytèmes de retenue ne prenaient en compte qu'un individu moyen. Maintenant, on peut les adapter à l'occupant réellement présent ", résume Michel Kozyreff, directeur recherche-développement chez Autoliv France.

Un airbag " rideaux " se déclenchant lors de tonneaux

Dans cette optique, priorité est donnée à la détection des passagers via des technologies ultrasons, infrarouges, ou même par conductance. Pour être suffisamment fiables, ces systèmes nécessitent néanmoins souvent l'adjonction de systèmes redondants, comme des capteurs de poids. Pour améliorer la protection des passagers, les constructeurs américains équipent également leurs pick-up de capteurs de retournement. D'ici à fin 2001, le nouveau Ford Explorer disposera ainsi d'un airbag " rideaux " capable de se déclencher en cas de tonneaux. " Aujourd'hui, 28 % des accidents mortels sont liés à des retournements ", souligne Steve Kozak, responsable " sécurité des occupants " chez Ford. Mais, à terme, la véritable frontière sera sans doute la prédétection de l'accident. Attendu à partir de 2005, ce type de système pourrait permettre de gagner un temps précieux pour activer un airbag, notamment en cas de choc latéral. Toutefois, il faut se garder de crier victoire trop vite ! " A l'heure actuelle, nous sommes capables d'identifier l'incidence du choc ou la vitesse de la voiture, mais en aucun cas la rigidité de l'obstacle que le véhicule va rencontrer ", conclut Alain Diboine, responsable " sécurité passive " chez Renault.



Les apports..

L'airbag a permis une réduction des décès par choc frontal de l'ordre de 30 %.

Les limites..

Depuis 1990, 167 personnes ont été tuées, aux Etats-Unis, par des déclenchements d'airbags.

Les évolutions à venir..

La conception de systèmes de prédétection d'accidents à partir de 2005.



Quelques dates..

1952 L'américain T. W. Hetrick dépose le premier brevet de coussins gonflables de sécurité.

1981 Début réel de la commercialisation d'airbags aux Etats-Unis.



ABS : LA GENERALISATION DU FREINAGE D'URGENCE

Rien de plus décourageant, pour un ingénieur, qu'un ABS ! Les initiales du système ont fait le tour du monde, l'équipement s'est hissé au rang de standard de l'automobile, mais la plupart des automobilistes restent encore incapables de s'en servir... " Lors de nos tests de conduite, à peine 25 % des conducteurs savent à quoi sert réellement un ABS ", explique Thierry Perron, responsable des expérimentations de sécurité active au LAB. Un bilan plutôt décevant, pour un système de sécurité appparu voilà plus de vingt ans ! Lancé par Bosch, l'ABS est proposé en option sur la Mercedes Class S et les BMW Série 7 à partir de 1978. Il permet au conducteur de conserver la maîtrise de son véhicule en cas de freinage brutal et réduit les distances de freinage sur des revêtements humides ou glacés. Le système contrôle en effet en permanence la pression des freins et relâche très brièvement celle-ci lorsque les roues se bloquent.

Les doutes s'installent

Sous la houlette de Bosch, l'ABS se répand dans l'industrie de l'automobile tout au long des années 80. L'intégration du calculateur au groupe hydraulique, l'avènement de microprocesseurs VLSI réduisent les coûts et limitent le bruit et la consommation de liquide. " Le système se fait moins lourd et moins encombrant. Sa finesse de régulation augmente ", explique Alain Billard, directeur du département ABS et freinage pour Renault chez Bosch France. Dans le même temps, de nouveaux systèmes s'ajoutent à l'ABS. En 1987, Bosch présente le premier système antipatinage, puis le contrôle dynamique de stabilité (ESP) en 1995. Pourtant, au fur et à mesure que l'ABS se standardise, certains expriment des doutes sur l'efficacité réelle du système. Dans les années 90, les assureurs américains mettent un terme aux primes qu'ils accordent aux véhicules équipés d'ABS. Selon eux, le système ne réduit pas le nombre d'accidents mortels. Sujettes à de nombreuses polémiques, ces études relancent le débat sur l'éducation des conducteurs. A l'évidence, beaucoup d'automobilistes ne savent pas utiliser l'ABS. Ils se méfient du bruit du système, relâchent la pédale de frein ou bien continuent de jouer sur celle-ci pour éviter de déraper.

Trop de conducteurs ne savent pas freiner

De réussite industrielle, l'ABS devient un échec pédagogique. Un revers qui incite les constructeurs à revoir leur démarche. Plus question, désormais, de se limiter à un raisonnement technique ! Il faut au contraire partir de l'usage pour définir la prestation. Daimler- Chrysler puis Renault se lancent dans l'étude des modes de freinage. Très rapidement, les deux constructeurs font le même constat que leurs homologues américains : tous les conducteurs ne savent pas freiner. Pour compenser le phénomène, Mercedes développe un système d'aide au freinage d'urgence susceptible d'appliquer et de maintenir la pleine puissance du frein dès qu'une situation d'urgence est détectée. Ce système équipe la Mercedes Class S dès décembre 1996, avant de se généraliser sur sa gamme et chez les autres constructeurs. Selon Daimler Chrysler, l'assistance au freinage d'urgence permet de réduire la distance de freinage (temps d'hésitation compris) de 8 % pour la majorité des conducteurs. De son côté, Renault avance un chiffre de 26 % valable pour environ 11 % des conducteurs. Avec de tels systèmes, les constructeurs espèrent nettement améliorer les performances de l'ABS. Malgré cette innovation, ils n'en sont pas pour autant au bout de leurs peines. Il leur reste à prouver qu'ils ont fait le bon choix, en définissant les seuils de déclenchement du mode " freinage d'urgence ". Des seuils qui doivent rester confortables pour tous, même pour les très bons freineurs.



Les apports..

Le conducteur conserve la maîtrise de son véhicule en cas de freinage à fond. La distance de freinage est réduite sur certains revêtements.

Les limites..

Ce système ne réduit pas forcément les distances de freinage sur sol sec. Peu de gens savent l'utiliser.

Les évolutions à venir..

Standardisation de l'assistance au freinage d'urgence en couplage avec l'ABS.



Quelques dates..

1928 Karl Wessel dépose un brevet de " régulateur de force de freinage " pour automobile.

1978 L'ABS équipe en option la Mercedes Class S et les BMW Série 7.



REGULATEUR DE VITESSE AUTOMATIQUE : UN PAS VERS L'ANTICOLLISION

Les constructeurs le martèlent : le régulateur de vitesse " intelligent " n'est pas un système de sécurité. Et pourtant, lorsqu'il a fait son apparition sur la Mercedes classe S, en 1999, certains ont salué l'avènement du " radar anticollision ". Depuis, l'ACC (Adaptative cruise control) a été adopté par Jaguar sur son coupé de luxe XKR, par BMW sur sa Série 7 et débarquera en France l'an prochain. Mais, à chaque fois, les constructeurs ont voulu calmer les esprits. Si radar il y a, il se contente de réguler automatiquement la vitesse de croisière, ralentissant la voiture lorsqu'un véhicule plus lent entre en ligne de mire. En fait, l'ACC constitue une évolution sophistiquée du " cruise control ", très prisé en Amérique du Nord, qui permet de caler la voiture sur une vitesse sur une autoroute dégagée.

Un fonctionnement partiel critiqué

Le problème, c'est que l'ACC actuel n'est pas si intelligent que cela ! Sa plage de fonctionnement est limitée entre 40 et 120 kilomètres à l'heure. Du fait d'une résolution angulaire limitée, les radars actuels ne peuvent en effet différencier une voiture à l'arrêt d'une pile de pont. Conséquence : si la voiture suivie stoppe, une alarme se déclenche pour intimer l'ordre au conducteur de freiner. Le système décélérant jusqu'à 2 ou 3 mètres par seconde au carré. " C'est un freinage assez soutenu qui permet de rendre la main à basse vitesse ", assure Massoud Hamidi, qui planche sur l'ACC chez Renault. Pourtant, ce fonctionnement partiel est critiqué. " Le système passe le relais au conducteur au moment le plus critique ", remarque un spécialiste.

Le problème de la perception du conducteur

Ces questions ergonomiques préfigurent les difficultés qu'auront à surmonter les systèmes d'évitement d'accident du futur. De fait, les équipements de sécurité active actuels, l'ABS ou l'ESP, sont quasi transparents, pour l'utilisateur. Alors que l'ACC est en forte interaction avec le conducteur, car il assume l'une de ses tâches de conduite. " Tous les systèmes de contrôle longitudinal ou latéral posent le problème de la perception du conducteur ", confirme Alain Priez, responsable du service " comportement et perception de l'automobiliste "chez Renault. Une étude de Farida Saad, directrice de recherche à l'Inrets, et de Thérèse Villame, du service " ergonomie " de Renault, avait pu mettre en évidence, en 1996, des effets induits sur le comportement. Neuf automobilistes étaient filmés sur un parcours fluide de 230 kilomètres d'autoroute. Pour éviter d'être ralentis trop souvent, ils avaient tendance à s'installer sur la file de gauche... " La stratégie habituelle du conducteur est de lisser sa conduite, observe Farida Saad. En restant sur la file de gauche, il réduit les interactions. " Du même coup, les dépassements par la droite des autres conducteurs augmentaient légèrement. " Le système était conçu pour une situation stable, et l'on observait paradoxalement beaucoup de changements de file ", note Farida Saad.

Intégrer des spécifications de sécurité

Depuis, le prototype a évolué, et le mode de freinage ne se limite plus au frein moteur. " Les effets observés aujourd'hui sont bénéfiques. Le conducteur a tendance à adopter une conduite plus calme ", tempère Massoud Hamidi. En attendant le retour d'expérience des utilisateurs, les constructeurs planchent sur l'évolution du système. " Notre premier capteur est essentiellement orienté vers le confort, confirme Werner Hinnekens, responsable de l'activité marketing d'Autocruise, le joint-venture de TRW et de Thomson Detexis. Mais, pour notre deuxième génération, qui sortira en 2003, nous intégrerons des spécifications de sécurité. " Première étape de cette évolution : le " stop and go ", dans les cinq ans à venir, qui régulera l'allure en ville. Plus tard, les ingénieurs songent à l'alarme anticollision, qui détecterait un obstacle, alarmerait le conducteur et freinerait le cas échéant. Ils ont tout de même tempéré les scénarios les plus futuristes, qui visaient un système capable d'éviter l'obstacle. Le casse-tête juridique et technique d'un tel système les a fait reculer.



Les apports..

Il régule automatiquement la vitesse de croisière, ralentissant quand un autre véhicule entre en ligne de mire.

Les limites..

Une plage de fonctionnement et une perception limitées.

Les évolutions à venir..

Un système anticollision qui détecterait un obstacle et freinerait le cas échéant.

Quelques dates..

1987-1995 Etude de faisabilité d'un système de contrôle longitudinal dans le programme Promotheus.

1999 Commercialisation en option sur la Mercedes Classe S en Allemagne.

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