Étude par simulation mathématique de l’efficacité d’un dispositif de retenue pour enfant selon la configuration d’installation

Résumé

L’objectif de la recherche présentée dans cet article était d’étudier par simulation l’efficacité de diverses variantes d’installation d’un dispositif de retenue pour enfants en cas de collision latérale, ainsi que frontale. Les auteurs ont donc utilisé le logiciel MADYMO pour réaliser un modèle mathématique qui permettrait d’étudier, à peu de frais, le résultat de diverses configurations d’installation. Le modèle a été construit en utilisant principalement la méthode multicorps, tandis que la méthode des éléments finis était utilisée pour construire les parties latérales du dispositif de retenue et la carrosserie du véhicule, ce qui a permis de décrire plus précisément le contact de l’enfant avec le dispositif de retenue et la structure du véhicule. Le modèle une fois réalisé a été évalué par comparaison de ses résultats à ceux obtenus au cours d’essais expérimentaux en collision latérale, ainsi qu’en collision frontale. L’étude en simulation des différentes variantes d’installation a permis de conclure qu’en cas de collision latérale, les ancrages ISOFIX offrent la meilleure protection pour la tête alors que les ancrages flexibles et les ceintures du véhicule donnaient des résultats globalement comparables mais moins bons. Par ailleurs, l’exploitation du modèle a aussi permis de constater que l’utilisation d’une sangle supérieure diminue la possibilité de blessure quand le dispositif de retenue est installé à l’aide des ceintures du véhicule ou des ancrages flexibles, mais n’a pratiquement aucune influence pour la collision latérale quand le dispositif est installé par les ancrages ISOFIX. Le modèle développé a donc permis de constater l’avantage des ancrages ISOFIX sur les autres types d’ancrage et de plus de mesurer l’effet d’une mauvaise installation, par exemple l’effet d’un jeu introduit dans les harnais à cause de vêtements d’hiver.

Mots-clés :

• Collision latérale,
• dispositif de retenue pour enfants,
• ISOFIX,
• MADYMO,
• simulation

Abstract

This project uses dynamic simulation to assess the effectiveness of child restraint systems for various installation configurations in the cases of both frontal and side impact. For this purpose a model was developed using the MADYMO software (essentially the part that uses the multibody method) while finite element modeling was used to model the wings of the child restraint system and the vehicle body to provide a better representation of the contact between the child dummy, the restraining device and the structure of the vehicle. The model was evaluated for a side impact but, in order to perform more thorough verification, frontal collisions were also considered. The study shows that ISOFIX lower anchorages provide a better protection for the head while the results for lower flexible anchorages and vehicle belt installations although generally similar are not as good. The top tether reduces head injury criteria, especially when vehicle safety belts or lower flexible anchorages are used, but has practically no influence when the child restraint system is installed using ISOFIX anchorages. The model will also allow to measure the effect of inadequate installation, such as caused by the play introduced in the child restraint system due to the use of winter clothing.

Keywords:

• Side impact,
• child restraint system,
• ISOFIX,
• MADYMO,
• modelling