Upload
ginette-vasseur
View
104
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE :
MOUVEMENT ET PRE-CRASH
Pascal DRAZETIC, Hervé MORVAN
Comportement réel ?
Essai expérimental normalisé
2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH
CONTEXTE
Problématique des constructeursautomobiles sur la collision
2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH
CONTEXTE
Anticipation
Crash
INCIDENT
ACCIDENT
Peut-on réduire la sévérité du crash en intervenant après l’incident et avant l’accident ?
PHASE DE PREVENTION
PHASE DE CORRECTION
Conduite passive
Si oui, comment ? Avec qui ? Avec quoi ?
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 numériqueplus réaliste de l’être humain
CONSTITUTION d’un groupe de travail composé deMécaniciens, d’automaticiens, et de psychologues
2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH
Habitacle•Dimension•Caractéristique matériel
2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH
OBJECTIFS
Position de conduite
INCIDENT
Mouvement atypique
et de pré-crash
CRASH
Humain
Habitacle•Dimension•Caractéristique matériel
2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH
OBJECTIFS
Position de conduite
INCIDENT
Mouvement atypique
et de pré-crash
CRASH
Action sécuritaire corrective
Action sécuritaire préventiveHumain
Habitacle•Dimension•Caractéristique matériel
2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH
OBJECTIFS
Position de conduite
INCIDENT
Mouvement atypique
et de pré-crash
CRASH
Action sécuritaire corrective
Action sécuritaire préventiveHumain
Habitacle•Dimension•Caractéristique matériel
2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH
OBJECTIFS
Position de conduite
INCIDENT
Mouvement atypique
et de pré-crash
CRASH
Action sécuritaire corrective
Action sécuritaire préventiveHumain
Action sécuritaire préventive
- Avertir le conducteur- Prétendre la ceinture- Modifier la posture
Habitacle•Dimension•Caractéristique matériel
2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH
OBJECTIFS
Position de conduite
INCIDENT
Mouvement atypique
et de pré-crash
CRASH
Action sécuritaire corrective
Action sécuritaire préventiveHumain
Action sécuritaire corrective
Habitacle•Dimension•Caractéristique matériel
2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH
OBJECTIFS
Position de conduite
INCIDENT
Mouvement atypique
et de pré-crash
CRASH
Action sécuritaire préventiveHumain
Action sécuritaire corrective
entemps réel
- Modifier les caractéristiques matériels (ceinture)- Actionner des éléments matériels (paddings)- Moduler la gestion de l’airbag- Modifier la position des éléments de l’habitacle
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
ProblèmeStochastiqueMulti disciplinaireen interaction avec le projet 1
POSITIONNEMENT :Prévention, Correction, Gestion des
conséquences
2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH
Prévention Correction Gestion
des conséquences
Comportements
indésirables
échec échec
accident
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
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
Habitacle•Dimension•Caractéristique matériel
2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH
ACTION EN COURS
Position de conduite
INCIDENT
Mouvement atypique
et de pré-crash
CRASH
Mannequinnumérique
Habitacle•Dimension•Caractéristique matériel
2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH
INCIDENT
Mouvement atypique
et de pré-crash
Position de conduite
CRASHINFLUENCE DE LA POSITION
DU SIEGE SURLA SEVERITE DU CRASH?
Mannequinnumérique
ACTION EN COURS
Optimiseurgénétique
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35
Temps (s)
Acc
(g)
Recalages
Paramètres du siège :
. Inclinaison,
. Hauteur
. Déplacement horizontal
Critère de blessureà maximiser (3MS)
Résultats
Modèle numérique
Méthodologie employée
Expérimentations chocs frontaux :10, 20 et 30 km.h-1
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
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 0,1 0,2 0,3 0,4
Temps (s)
Ac
c (
g)
acc teteX
numerique -5
-4
-3
-2
-1
0
1
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35
temps (s)
acc
(g)
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
0 0,1 0,2 0,3 0,4
temps (s)
acc (
G)
Accélération
2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH
ACTION EN COURS
Optimisation
Population
Individu
Chromosome
Gènehi
di
i
Création de 20 individus
Pour 10 générations
hi di i
hk dk k
0 < h < 4 cm
0 < d < 8 cm
0 < < 0. 36 rad
2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH
ACTION EN COURS
d
h
3MS = f (d, h, )3MS = f (d, h, )
10 générations plus tard
Unitès :Hauteur mètres
déplacement mètresinclinaison radian
3MS m/s²
Hauteur Déplacement inclinaison Valeur du 3MS0,0008 0,0073 0,3599 118,1000
Meilleur résultat obtenu
Hauteur Déplacement inclinaison Valeur du 3MS0,0497 0,0262 0,3085 59,00000,0152 0,0751 0,1306 63,30000,0319 0,0261 0,2698 60,90000,0147 0,0723 0,2134 61,90000,0267 0,0601 0,3026 54,60000,0366 0,0086 0,3242 78,50000,0154 0,0031 0,0633 68,10000,0283 0,0342 0,0514 64,40000,0034 0,0231 0,3311 92,70000,0157 0,0611 0,0079 71,80000,0355 0,0481 0,0763 64,80000,0117 0,0377 0,0192 68,30000,0323 0,0435 0,3415 57,50000,0189 0,0158 0,0950 68,70000,0147 0,0276 0,0408 63,10000,0113 0,0665 0,0687 63,80000,0446 0,0352 0,3097 56,90000,0457 0,0202 0,0602 66,40000,0088 0,0707 0,3506 55,20000,0049 0,0562 0,3348 59,7000
Population initiale
Hauteur Déplacement inclinaison Valeur du 3MS0,0008 0,0160 0,3242 102,10000,0008 0,0052 0,3351 112,40000,0008 0,0073 0,3599 118,00000,0011 0,0081 0,3275 109,50000,0001 0,0079 0,3266 109,60000,0008 0,0073 0,3599 118,10000,0008 0,0073 0,3599 118,00000,0008 0,0506 0,3230 62,10000,0008 0,0050 0,3600 118,10000,0008 0,0440 0,3450 70,10000,0500 0,0082 0,3275 65,60000,0008 0,0073 0,3592 118,00000,0008 0,0051 0,3344 112,30000,0007 0,0077 0,3600 117,90000,0008 0,0073 0,3599 118,00000,0006 0,0800 0,3426 55,20000,0007 0,0085 0,3600 117,90000,0007 0,0085 0,0000 72,60000,0007 0,0082 0,3275 109,40000,0007 0,0085 0,3600 117,9000
Population finale
2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH
ACTION EN COURS
H = 0 m
Hauteur Déplacement inclinaison Valeur du 3MS0,0008 0,0073 0,3599 118,1000
60
70
80
90
100
110
120
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
generation
3MS
Évolution du 3MS
Résultats par Algorithme génétique
Hauteur Déplacement inclinaison Valeur du 3MS0,0000 0,0000 0,3600 117,9000
Résultats par topographie
n° Valeur du 3MS moyenne1 92,7000 64,98002 108,3000 74,73003 108,3000 78,72504 109,3000 79,26505 109,3000 82,12006 109,3000 87,92507 117,9000 86,64008 118,0000 95,79509 118,1000 104,195010 118,1000 105,2850
2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH
ACTION EN COURS
2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH
INCIDENT
Mouvement atypique
et de pré-crash
CRASH
Habitacle•Dimension•Caractéristique matériel
Position de conduite
ACTION EN COURS
Mannequinnumérique
2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH
INCIDENT
Mouvement atypique
et de pré-crash
CRASH
Habitacle•Dimension•Caractéristique matériel
Position de conduite
ACTION EN COURS
Mannequinnumérique
2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH
ACTION EN COURS
INCIDENT
Mouvement atypique
et de pré-crash
CRASH
Habitacle•Dimension•Caractéristique matériel
Position de conduite
Mannequinnumérique
Position de conduite
Détermination :Position = f (Habitacle, conducteur)
Coopération LAMIH / INRETS (Thèse en cours 2004-2006)
Habitacle•Dimension•Caractéristique matériel
2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH
Position de conduite
INCIDENT
Mouvement atypique
et de pré-crash
CRASH
ACTION EN COURS
Mannequinnumérique
Habitacle•Dimension•Caractéristique matériel
2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH
CRASH
Position de conduite
INCIDENT
Mouvement atypique
et de pré-crash
ACTION EN COURS
Mannequinnumérique
2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH
ACTION EN COURS
Habitacle•Dimension•Caractéristique matériel
CRASH
Position de conduite
INCIDENT
Mouvement atypique
et de pré-crash
Mannequinnumérique
Mouvement atypique
et de pré-crash
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)
2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH
Position de roulage
INCIDENT
Mouvement atypique
et de pré-crash
CRASH
Mannequinnumérique
Mouvement atypique et de pré-crash
Définition d’un premier protocole expérimental
Conduite Incident Impact
Campagne expérimentale à partir de juin 2004 :
•Détermination de comportements réactifs
•Détermination des efforts engendrés
ACTION EN COURS
Habitacle•Dimension•Caractéristique matériel
2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH
ACTIONS ULTERIEURES
Position de conduite
INCIDENT
Mouvement atypique
et de pré-crash
CRASH
Action sécuritaire corrective
Action sécuritaire préventiveHumain
2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH
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
Habitacle•Dimension•Caractéristique matériel
2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH
BILAN
Position de conduite
INCIDENT
Mouvement atypique
et de pré-crash
CRASH
Mannequinnumérique
2 - APPROCHES BIOMECANIQUES DE LA SECURITE : MOUVEMENT ET PRE-CRASH
BILAN ET PERSPECTIVES
Habitacle•Dimension•Caractéristique matériel INCIDENT
Mouvement atypique
et de pré-crash
Position de conduite
CRASHNOUS AVONS MONTRE L’INFLUENCE
DE LA POSITION DU SIEGE SURLA SEVERITE DU CRASH
Mannequinnumérique
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