La sécurité passive automobile : comment les véhicules modernes vous protègent en cas de collision

La sécurité automobile se divise classiquement en deux types : active et passive. La sécurité active désigne les systèmes et dispositifs qui aident une voiture à éviter une collision en amont. La sécurité passive, en revanche, correspond à la capacité de la voiture à protéger la vie et la santé de ses occupants lorsqu’un accident se produit malgré tout. Chaque véhicule moderne repose sur une combinaison de systèmes de sécurité passive essentiels — ceintures de sécurité, airbags et zones de déformation programmée — afin de réduire les blessures lors d’un choc.

Que se passe-t-il pour une voiture et ses passagers lors d’une collision ?

Lors d’une collision frontale, la voiture se déforme et s’arrête brutalement — mais les passagers continuent d’avancer par inertie, projetés vers le volant, le tableau de bord et le pare-brise. On pourrait croire qu’il n’y a pas assez d’espace dans l’habitacle pour atteindre une vitesse dangereuse, mais les forces en jeu sont colossales. La décélération peut atteindre plusieurs dizaines de g, rendant l’impact équivalent à un saut depuis le sommet d’un immeuble de grande hauteur.

Pour que les occupants restent en vie et indemnes lors d’un accident grave, leur vitesse doit être réduite de la manière la plus progressive et douce possible — un peu comme on utilise des tapis multicouches pour amortir les chutes de hauteur. Y parvenir à l’intérieur d’une voiture exige que la structure de la caisse accomplisse deux choses apparemment contradictoires à la fois : être suffisamment rigide pour protéger les occupants, et suffisamment souple pour absorber l’énergie du choc.

Les zones de déformation et la cellule de sécurité rigide

Les carrosseries modernes résolvent ce défi grâce à une philosophie de conception en deux volets :

• Cellule habitacle rigide : Le cadre structurel entourant le conducteur et les passagers est conçu pour être aussi rigide que possible. Il utilise de l’acier à très haute résistance, et des barres de renfort sont intégrées dans les portières pour les empêcher de s’effondrer vers l’intérieur lors d’un impact.
• Zones de déformation programmée : Les sections avant (compartiment moteur) et arrière (coffre) de la voiture sont conçues pour se déformer de manière contrôlée, absorbant et dissipant l’énergie du choc avant qu’elle n’atteigne l’habitacle.

Cette approche est une évolution relativement récente. Les véhicules plus anciens ne disposaient d’aucune ingénierie de ce type — toute la carrosserie se déformait uniformément, ce qui signifiait que l’habitacle était tout aussi susceptible de s’effondrer que le pare-chocs. Aujourd’hui, il est courant de voir une voiture moderne avec un avant totalement détruit alors que l’habitacle reste en grande partie intact.

Le moteur présente également un risque sérieux lors d’un choc frontal. Pour l’empêcher d’être poussé dans l’habitacle — ce qui pourrait être fatal — les voitures modernes utilisent des supports moteur et des structures de cloison pare-feu spécialement conçus qui orientent le moteur vers le bas et l’éloignent des occupants en cas de collision violente.

Les chocs arrière et les appuie-tête

Les collisions par l’arrière comportent leurs propres risques sérieux — notamment le « coup du lapin » et les blessures cervicales causées par le brusque rejet de la tête vers l’arrière. Deux générations de technologies d’appuie-tête ont été développées pour y remédier :

• Appuie-tête classiques : Limitent le mouvement de la tête vers l’arrière afin de prévenir l’hyperextension du cou.
• Appuie-tête actifs : Se déplacent automatiquement vers l’avant dès qu’un choc arrière est détecté, offrant un soutien instantané à la tête et éliminant pratiquement tout mouvement dangereux.

Les ceintures de sécurité : le dispositif de sécurité passive le plus important

Lorsqu’il s’agit de protéger les occupants lors d’un accident, aucun dispositif n’est plus fondamental que la ceinture de sécurité. Empruntées à l’aéronautique, les ceintures de sécurité ont considérablement évolué depuis leur introduction dans le monde automobile. Voici comment cette évolution s’est déroulée :

• Ceintures à deux points : Les toutes premières ceintures de sécurité automobiles retenaient le passager au niveau du ventre ou de la poitrine en un seul point de tension. Mieux que rien, mais loin d’être idéales.
• Ceintures à trois points : Le modèle désormais universel, qui répartit les forces du choc plus uniformément sur la poitrine, l’épaule et le bassin, réduisant considérablement le risque de lésions de la colonne vertébrale et des organes internes. Sa combinaison d’efficacité et de facilité d’utilisation en a fait la norme pour les véhicules particuliers dans le monde entier.
• Ceintures multipoints (4, 5 et 6 points) : Utilisées en sport automobile pour maintenir fermement le pilote dans son siège dans des conditions extrêmes, mais trop contraignantes pour la conduite quotidienne.

Les ceintures de sécurité modernes sont bien plus sophistiquées qu’une simple sangle. Parmi les innovations clés :

• Enrouleurs à inertie : Permettent à la ceinture de se déplacer librement dans des conditions normales, s’adaptant automatiquement à toute morphologie et laissant le porteur changer de position confortablement — mais se bloquant instantanément lorsqu’une décélération soudaine est détectée.
• Prétensionneurs pyrotechniques : De petites charges explosives qui se déclenchent lors d’un choc, tendant la ceinture en quelques millisecondes et plaquant fermement l’occupant contre son siège avant que les forces de l’impact ne s’exercent.

Les airbags : la deuxième ligne de défense

Les airbags sont sans doute la deuxième invention de sécurité passive la plus importante après la ceinture de sécurité. Le concept — gonfler un coussin replié en une fraction de seconde lors d’une collision — a été breveté pour la première fois en 1953, bien que la technologie permettant de le faire fonctionner de manière fiable n’allait pas exister avant encore deux décennies.

Comment fonctionne un airbag ?

La clé de l’efficacité d’un airbag est la rapidité. Les ingénieurs ont testé diverses méthodes de gonflage avant d’opter pour un système pyrotechnique, qui reste la norme aujourd’hui. Voici comment cela fonctionne :

• Des capteurs de choc détectent une collision et déclenchent un courant électrique en quelques millisecondes.
• Le courant chauffe une pastille compacte d’azoture de sodium (NaN3) — un composé cristallin — au-delà de 330 °C.
• L’azoture de sodium se décompose rapidement en azote gazeux et en sodium métallique.
• L’azote gazeux libéré gonfle l’airbag en seulement 0,025 à 0,05 seconde (25 à 50 millisecondes).
• Le coussin amortit l’occupant puis se dégonfle presque immédiatement, lui permettant de bouger librement après le choc.

Un effet secondaire de ce gonflage rapide dans un espace clos est un pic de pression brutal pouvant provoquer des lésions du tympan ou une commotion cérébrale. Les constructeurs gèrent ce risque en limitant la vitesse de déploiement de l’airbag et en utilisant des coussins de volume relativement réduit, même si un certain risque subsiste selon l’individu et la taille du véhicule.

Brève histoire de l’airbag

Contrairement à une idée répandue, les airbags ne sont pas nés chez les marques de luxe européennes. Au milieu des années 1970, Ford et General Motors ont équipé plus de 12 000 voitures de systèmes d’airbag — le premier déploiement à grande échelle de l’histoire automobile. Cependant, ces premiers airbags américains étaient conçus pour remplacer les ceintures de sécurité plutôt que pour les compléter, ce qui s’est révélé désastreux. Un airbag se déploie vers un occupant non attaché à 270–300 km/h, et des cas documentés de fractures des vertèbres cervicales causées par l’airbag lui-même ont conduit les constructeurs à abandonner cette approche.

C’est Mercedes-Benz, en partenariat avec Bosch, qui a relancé et perfectionné le concept. En 1980, Mercedes est devenu le premier constructeur à proposer des airbags en équipement de série sur une voiture de série — la Classe S — avec un principe de conception essentiel : les airbags doivent fonctionner conjointement avec les ceintures de sécurité, et non à leur place. Cette idée a transformé la technologie de l’airbag en ce système salvateur que nous connaissons aujourd’hui. De fait, de nombreux véhicules sont encore conçus de telle sorte que les airbags ne se déploient pas du tout si l’occupant n’a pas bouclé sa ceinture.

Les systèmes d’airbag modernes : bien au-delà du volant

Les systèmes d’airbag d’aujourd’hui vont bien au-delà d’un simple coussin dans le volant. Une configuration moderne complète comprend généralement :

• Airbags frontaux : Pour le conducteur et le passager avant, protégeant contre les blessures à la tête et à la poitrine lors des collisions frontales.
• Airbags latéraux (intégrés aux sièges) : Intégrés dans les flancs des sièges avant pour protéger le torse lors d’un choc latéral.
• Airbags rideaux : Déployés depuis le longeron de toit pour protéger la tête des passagers avant et arrière. Contrairement aux airbags frontaux, les airbags rideaux maintiennent leur pression pendant plusieurs secondes afin d’offrir une protection tout au long d’un tonneau — et d’empêcher l’éjection des passagers non attachés.
• Airbags genoux : De plus en plus répandus, ils protègent les genoux et les jambes contre l’intrusion du tableau de bord.
• Airbags pour passagers arrière : Certains constructeurs incluent désormais une protection par airbag pour les occupants des places arrière également.

L’avenir de la technologie de l’airbag est tout aussi prometteur. Les ingénieurs développent des systèmes capables de déployer les airbags quelques instants avant qu’une collision ne soit détectée — plutôt que pendant — afin de réduire la gravité de l’impact. Les systèmes de sécurité apprennent également à reconnaître les données propres à chaque occupant (taille, poids, position d’assise) pour optimiser le déploiement de l’airbag en fonction de chaque personne présente sur le siège au moment du choc.

L’essentiel : la sécurité passive ne fonctionne que si vous l’utilisez

Aussi avancés que soient les systèmes de sécurité passive de votre véhicule — zones de déformation, ceintures à prétensionneurs, airbags multi-étagés, systèmes rideaux — ils sont tous conçus autour d’un postulat fondamental unique : que le conducteur et chaque passager portent leur ceinture de sécurité. Sans cela, l’efficacité de toutes ces technologies chute considérablement, et dans certains cas elles deviennent dangereuses plutôt que protectrices. Attachez toujours votre ceinture. À chaque trajet, à chaque fois.

Ceci est une traduction. Vous pouvez lire l’original ici : https://www.drive.ru/technic/4efb330700f11713001e337d.html