Soutenance de thèse de DEVILLE Thibaut
Titre de thèse
Vers une méthode d'évaluation à visée règlementaire des gilets airbags utilisés par les motocyclistes
Towards an assessment method for wearable airbags worn by motorcyclists aimed at a regulatory framework
Résumé de la thèse
L'Organisation Mondiale de la Santé a estimé que 1,19 million de personnes dans le monde ont perdu la vie dans des accidents de la route en 2021, dont 30 % étaient des utilisateurs de deux-roues motorisés. A l'instar du casque, les équipements de protection individuelle pourraient contribuer à réduire la mortalité en réduisant le nombre de blessures graves. Dans les pays où le port du casque est largement généralisé, le thorax est la région corporelle la plus fréquemment touchée par les blessures graves. Les gilets airbags, conçus pour protéger le tronc, apparaissent comme une solution prometteuse. Toutefois, l'évaluation de leur efficacité dans des conditions représentatives d'accidents reste encore un défi scientifique et méthodologique. L'objectif de ce projet de recherche était de poser les bases théoriques et expérimentales nécessaires à l'évaluation de l'efficacité des gilets airbags à réduire le risque de blessures graves lors d'accidents impliquant des deux-roues motorisés, en vue d'une réglementation.
Afin de répondre à cet objectif, une revue de la littérature a été réalisée pour explorer les scénarios d'accident. Elle a permis de faire émerger les trois scénarios les plus représentatifs. Les principales configurations d'accident de ces scénarios ont ensuite été étudiées numériquement à l'aide d'une modélisation multicorps. Ce travail a conduit à proposer trois conditions d'impact réalistes pouvant être utilisées dans de futurs protocoles d'essai. Pour appliquer ces conditions d'impact à l'évaluation de gilets airbags, des essais pleine-échelle et sous-système ont été réalisés. Les essais pleine-échelle ont permis de déterminer le temps séparant le déclenchement du gonflage du gilet airbag du premier impact du tronc. Ces périodes temporelles ont été réinjectées dans des essais sous-système afin de déclencher les gilets airbags dans des conditions temporelles représentatives. Les conditions d'impact utilisées dans le test sous-système étaient basées sur un risque de blessure déterminé par des simulations numériques éléments finis.
Au final, ce travail propose les fondements d'un protocole expérimental combinant représentativité accidentologique, prise en compte de la temporalité de déploiement et faisabilité expérimentale. Les limites méthodologiques identifiées, ainsi que les perspectives d'amélioration visant à renforcer la robustesse et la reproductibilité, constituent une base opérationnelle pour de futurs développements à visée réglementaire.
Thesis resume
The World Health Organization estimated that 1.19 million people worldwide died in road traffic accidents in 2021, of whom 30% were powered two-wheeler users. Like helmets, personal protective equipment could help reduce mortality by reducing the incidence of severe injuries. In countries where helmet wearing is widespread, the thorax is the body region most commonly associated with serious injuries. Wearable airbags, designed to protect the torso, appear to be a promising solution. However, assessing their effectiveness in accident-representative conditions remains a scientific and methodological challenge. The objective of this research project was to establish the theoretical and experimental bases required to evaluate the effectiveness of wearable airbags in reducing the risk of severe injuries in crashes involving powered two-wheelers, for regulatory purposes.
To achieve this objective, a literature review was conducted to investigate accident scenarios, which led to the identification of the three most representative scenarios. The main accident configurations for these scenarios were then studied numerically using multibody modelling. This work led to the definition of three realistic impact conditions that could be used in future test protocols. To apply these impact conditions to the evaluation of wearable airbags, full-scale and subsystem tests were conducted. The full-scale tests were used to determine the time interval from inflation triggering to the first torso impact. These time intervals were then implemented in subscale tests to trigger the wearable airbags under representative temporal conditions. The impact conditions used in the subscale test were based on an injury risk determined from finite element simulations.
Overall, this work lays the foundations for an experimental protocol combining accident representativeness, consideration of deployment timing, and experimental feasibility. The identified methodological limitations, together with improvement perspectives aimed at strengthening robustness and reproducibility, provide a practical basis for future developments for regulatory purposes.