jeudi 23 avril 2009

Sécurité active

La sécurité active désigne tous les comportements et les éléments mis en jeu dans l'utilisation d'un véhicule, afin d'éviter les accidents. Elle est à comparer avec la sécurité passive, dont le rôle est de réduire les conséquences d'un accident lorsque celui-ci n'a pu être évité.

Sécurité conditionnelle

Il s'agit des éléments pouvant venir perturber la concentration du conducteur en fonction des conditions extérieures.
L'amélioration de la sécurité conditionnelle passe par l'amélioration des conditions de conduite sur la route, mais également par la diminution des nuisances sonores (moteur et éléments mécaniques en mouvement, roulement des pneus sur la route, vent, etc.), des vibrations et de l'influence des conditions climatiques.

Sécurité de conduite

La limitation des vitesses absolues et différentielles, en particulier quand différents types d'usagers utilisent la route ou la rue est indispendable.

Le respect des distances de sécurité 1m50 en général, 1m en ville, pour dépasser les 2 ou 3 roues.

Une règle dictée par le bon sens pour avoir une bonne sécurité et éviter les accidents est d'avoir un bon châssis.
Il s'agit de trouver les meilleurs compromis pour harmoniser les différents éléments, tout en étant capable de « typer » un véhicule (sportif, confort, etc.) :

  • Roues / pneumatiques
  • Suspensions
  • Direction
  • Système de freinage
  • Motricité
  • Structure mécanique (barres de torsion, etc.)

Le but est d'obtenir le meilleur comportement dynamique possible dans toutes les situations, de la plus courante à la plus imprévue.

Liaison au sol

Le seul contact qu'une automobile possède avec la chaussée se situe au niveau des pneus. C'est pourquoi de nombreux efforts sont consacrés à l'amélioration du comportement et de la fiabilité des pneus.

  • Pneus saisonniers : utilisation du pneu hiver pour conduite sur moyenne ou basse adhérence. Cette utilisation est recommandée dans certains pays, obligatoire dans d'autres (En Allemagne depuis 2005).
  • Détection de sous-gonflage :
    • Reconnaissance par un algorithme basé sur un filtrage des vitesses des roues
    • Des capteurs peuvent également être installés à l'intérieur du pneu et transmettre ses signaux via ondes radio. Les signaux une fois décodés permettent de connaître en temps réel (plusieurs fois par minute) la pression de chaque pneu et d'indiquer rapidement toute défaillance (témoin lumineux au tableau de bord et signal sonore).

  • Pneus permettant le roulage à plat ou « Run On Flat » pouvant rouler plusieurs centaines de kilomètres après une crevaison. Ainsi, différentes versions de pneus Run On Flat ont vu le jour : le pneu autoporteur et le pneu PAX.
    • Le pneu autoporteur : ce sont les flancs du pneu, plus épais, qui portent le véhicule et non pas l’air présent à l’intérieur. En cas de perte de pression, le détecteur de pression fait apparaître un signal sur le tableau de bord pour indiquer quel pneu est dégonflé, ou se dégonfle. En cas de crevaison, le pneu prend appui sur ses flancs plus épais et peut alors porter le véhicule sur 80 km à une vitesse de 80 km/h. Ce type de pneus fait partie de la gamme de nombreux manufacturiers comme Goodyear, Michelin, Bridgestone et Dunlop
    • Le pneu Pax : en cas de perte de pression, le détecteur de pression fait apparaître un signal sur le tableau de bord pour indiquer quel pneu est dégonflé, ou se dégonfle. En cas de crevaison, la jante vient reposer sur un appui de roulage à plat qui peut supporter la charge et guider le véhicule à pression nulle. Celui-ci garantit la tenue de route et la mobilité du véhicule sur 200 km jusqu'à 80 km/h. Ce type de pneus est exclusivement fabriqué par Michelin

Suspension

La suspension d'une voiture est souvent issue d'un compromis entre bonne tenue de route (suspension « rigide ») et confort (suspension « molle »). Cependant, des dispositifs électroniques permettent d'améliorer leur comportement en fonction de la situation :

  • suspensions pilotées (amortissement variable)
  • contrôle d'assiette

Freinage

Aucun dispositif technique ne remplace le respect des distances de sécurité.

Plusieurs dispositifs ont été mis au point dans le domaine du freinage.

  • Amélioration de la réaction du conducteur :
    • les systèmes de régulation Autocruise control ACC : à l'aide d'un radar placé à l'avant du véhicule, ce système permet de réguler la distance le séparant du véhicule précédent et, le cas échéant, déclencher un freinage
    • l'assistance au freinage d'urgence AFU (ou BA pour Brake assist) : ce système permet d'amplifier la force de freinage lors d'un freinage d'urgence en fonction de différents critères, notamment la vitesse d'appui sur la pédale de frein. Cela permet d'une part de gagner du temps (et donc de la distance d'arrêt) par une montée en pression rapide dans les freins et d'autre part d'assurer un freinage optimal, certains conducteurs ayant tendance à vouloir relâcher la pression trop tôt lors d'un freinage d'urgence
  • Amélioration de la stabilité :
    • le répartiteur électronique de freinage EBD (appelé aussi EBV ou REF) permet d'optimiser la répartition de freinage entre le train avant et le train arrière. En effet, cette répartition évolue en fonction de la décélération du véhicule car les forces normales (i.e. selon la verticale) évoluent en fonction du report de charge (répartition des masses suivant les roues). De plus, chez certains constructeurs, le système EBD permet d'améliorer le comportement en courbe.
Le système EBD est un des plus importants car il intervient souvent (plusieurs fois par jour) : il suffit d'un freinage assez « sportif » (décélération de 5 m/s2 par exemple) pour avoir à l'utiliser. Cependant, le conducteur en a très rarement conscience, car il n'y a en général pas de sensation à la pédale et pas de bruit (contrairement à une régulation ABS par exemple)
    • le système d'antiblocage de roues ABS (ou ABR) évite les blocages de roues. Il agit en tant que régulateur pour optimiser la force de freinage en fonction de différents critères (vitesse des différentes roues, adhérence, etc.). Ceci afin de conserver le meilleur contrôle possible du véhicule : Une roue bloquée n'offrant pratiquement plus de résistance au déplacement ni dans le sens de la marche, ni latéralement, le véhicule est donc difficilement manœuvrable et peut à tout moment partir en
    • tête-à-queue

Aide à la conduite

De nombreux autres systèmes électroniques ont été développés pour assister le conducteur. En voici quelques exemples :

  • TCS (appelé aussi ASR ou ASC) : système antipatinage
  • ESP (appelé aussi DSC ou EBS) : contrôle dynamique de stabilité intégrant l'EBD, l'ABS, l'ASR et généralement l'AFU, permettant également d'assurer la sécurité en courbe dans la limite des lois de la physique (adhérence,...)
  • Limiteur / régulateur de vitesse
  • Radar de régulation de distance

  • Différentiel commandable (véhicules à 4 roues motrices)

Sécurité de commande

Le conducteur doit être le plus concentré possible sur sa conduite, les éléments de commande doivent donc être disposés de façon optimale. C'est ce qu'on appelle la sécurité de commande.
Une bonne ergonomie et une bonne accessibilité des instruments de commande réduisent en effet le risque d'accidents.
Notamment grâce aux avancées technologiques dans l'électronique embarquée et la mécatronique, de nombreux systèmes existent ou sont à l'étude et visent à diminuer la contrainte mécanique de certains systèmes de commande.
La principale préoccupation réside dans la fiabilisation de ces (nouveaux) systèmes. En effet, l'amélioration de la sécurité de commande ne doit pas passer par une diminution de la fiabilité de ces systèmes eux-mêmes. C'est pourquoi ces systèmes sont en général mis en place de façon progressive, avec dans un premier temps une sécurité redondante permettant de réagir en cas de défaillance du nouveau système.

Assistance de direction

L'assistance électrique ou hydraulique permet de réduire le couple nécessaire à l'actionnement du volant.
Il est également de plus en plus courant de voir des assistances adaptées à la situation (assistance ville avec un couple résistant très faible pour effectuer des manœuvres, assistance route pour garder un contrôle sain à plus haute vitesse et éviter de zigzaguer faute de couple de retenue suffisant).


Il est déjà envisagé de rendre ce système actif dans certains cas (correction de trajectoire, suggestion de changement de direction) en créant un couple tendant à faire tourner le volant dans une direction assurant plus de stabilité, ou bien en augmentant le couple résistant afin que le conducteur réduise son braquage.
Dans un futur plus lointain, on peut envisager un drive by wire, c'est-à-dire que l'on s'affranchit totalement de la colonne de direction en découplant la commande (tourner un volant ou un autre système d'ailleurs) de l'action (braquage des roues).

Boîte de vitesse

La boîte de vitesse automatique permet de s'affranchir d'une part de la pédale d'embrayage, et d'autre part du passage des vitesses à la main.
Elle ouvre la voie à d'autres fonctionnalités, comme l'assistance en embouteillage (cycles accélération - freinage - arrêt uniquement commandés par la pédale d'accélérateur).
Il existe différents types de boîtes de vitesse automatiques ; on distingue :

  • les boîtes de vitesse semi-automatiques, dans lesquelles le conducteur choisit le rapport et la boîte effectue le changement
  • les boîtes mécaniques à passage de vitesse robotisé : proche de la version mécanique ; le passage et le choix du rapport sont gérés électroniquement mais il existe toujours un désaccouplement du moteur au moment du changement de rapport
  • les boîtes à automatisme intégral : le passage des rapports se fait « en charge », c'est-à-dire qu'il n'y a plus de découplage du moteur, le passage se fait ainsi plus rapidement et plus en continuité.
  • les boîtes à transmission à variation continue : comme son nom l'indique, la variation est continue (infinité de rapports), il n'y a plus d'à-coups et le couple est à tout moment optimal.

Découplage du système de freinage

Plusieurs technologies existent :

  • le frein électrohydraulique (EHB ou SDC chez Mercedes par exemple)
  • le brake by wire

Réorganisation de l'habitacle

La disparition de certains éléments est également importante pour la sécurité passive, car de nombreuses blessures peuvent être évitées par un aménagement de l'habitacle moins soumis à des contraintes mécaniques (colonne de direction, frein à main, pédalier, volant, boîte devitesses,...).
On peut ainsi imaginer que dans quelques années, une simple manette pourra permettre de conduire simplement une auto, en s'affranchissant donc des difficultés de coordination de trois pédales (commande au pied), d'un volant (commande à la main), d'une boîte de vitesses (commande à la main), d'un frein à main, de clignotants, d'essuie-glace, etc.

Sécurité de perception

Enfin, il est nécessaire de bien percevoir et d'être bien perçu pour être en sécurité.
Des éléments de la sécurité de perception (visuelle et acoustique) sont donc :

  • les dispositifs d'éclairage
  • la visibilité :
    • les surfaces vitrées, leur propreté et les déformations engendrées par leur inclinaison
    • l' « angle mort »
  • dispositifs « actifs »:
    • aide à la conduite de nuit : rétroprojection d'images sur le pare-brise
    • vibrations : l'AFIL par exemple
    • avertissements sonores.


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