Modélisation géométrique du corps humain et Simulation numérique de l'accident routier de l'usager vulnérable

Thierry Serre (1)

1 IFSTTAR/TS2/LMA - Laboratoire Mécanismes d'Accidents

This document presents about 10 years of researches performed by Thierry SERRE at the Laboratory of Applied Biomechanics, UMRT 24 IFSTTAR/Aix-Marseille University. It concerns the passive safety of the vehicle occupants, pedestrians, cyclists and motorcyclists. The work is decomposed into two complementaries approaches: - the geometrical human body modeling in 3 dimensions. This approache allowed to design models from the 5th percentile female to the 95th percentile male and include also the children representation. - the numerical simulation of accidents using multibody model. These activities has been focused on the accidents involving vulnerable users (pedestrians, cyclists and motorcyclists) against a vehicle. This work is based on in-depth investigation on real accidents, numerical multibody simulation and biomecanichal experiments. These multidisciplinary works have been performed in collaboration with several industrials, economicals and societals partners at a national, european and international level.

Les travaux présentés dans le cadre de cette HDR ont été menés de 1998 à 2010 au sein du Laboratoire de Biomécanique Appliquée, UMR-T24 IFSTTAR/Université Aix-Marseille. Ils concernent la protection des occupants des véhicules routiers, des piétons, des cyclistes et des motocyclistes, et ont pour but de contribuer à la réduction des conséquences corporelles des chocs routiers. Ils se sont orientés principalement vers deux thématiques : - la modélisation géométrique en 3 dimensions du corps humain : L'objectif ici est d'élaborer des modèles en éléments finis les plus biofidèles possibles pour la recherche en sécurité routière. Cette activité a démarré par la représentation 3D d'un homme « moyen » en position assise de conduite (modèle HUMOS). A partir de bases de données anthropométriques innovantes et l'élaboration d'un outil de redimensionnement, cet homme virtuel a ensuite était décliné en plusieurs autres modèles adultes allant du 5ème percentile femme au 95ème percentile homme. Enfin, les travaux se sont focalisés sur la modélisation de l'enfant afin de disposer de toute une famille de modèles géométriques tridimensionnels. Cette recherche a trouvé de nombreuses applications dans des domaines tels que la sécurité routière, l'anthropologie, le biomédical ou l'enseignement et a permis de lever de nombreux verrous scientifiques. - la simulation numérique de l'accident de l'usager vulnérable par une approche multicorps : Cette activité concerne la reconstruction du choc entre un véhicule et un piéton ou un cycliste ou un deux-roues motorisés. La démarche repose des études accidentologiques de terrain (Enquête Détaillée d'Accidents), la simulation numérique multicorps et la réalisation d'essais expérimentaux en grandeur nature (crash-test). Cette recherche a permis notamment de mieux comprendre les enjeux de sécurité impliquant des usagers vulnérables et d'évaluer la pertinence de la réglementation automobile au regard de la réalité. L'ensemble de ces travaux fortement multidisciplinaires s'est effectué en collaboration avec de nombreux partenaires industriels, économiques et sociaux au niveau national, européen et international.

Mots clés: SIMULATION; ROAD SAFETY; ACCIDENT; VULNERABLE ROAD USER; ACCIDENT RECONSTRUCTION

Mots clés: MODELISATION NUMERIQUE; TRIDIMENSIONNEL; METHODE DES ELEMENTS FINIS; ACCIDENT DE LA ROUTE; ACCIDENTOLOGIE; CYCLISTE; MOTOCYCLISTE; PIETON; USAGER DE LA ROUTE; VULNERABILITE; ENFANT; ADULTE; MODELE MULTI-CORPS; ANTHROPOMETRIE; MODELISATION GEOMETRIQUE TRIDIMENSIONNELLE; RECONSTITUTION (ACCID); LANGAGE DE SIMULATION; MODELE NUMERIQUE

Domaines: Modélisation et simulation

Thierry Serre. Modélisation géométrique du corps humain et Simulation numérique de l'accident routier de l'usager vulnérable. Modélisation et simulation. Aix-Marseille Université, 2015. ⟨tel-01267155⟩