Comment les airbags rideaux protègent-ils la tête au niveau de la vitre latérale ?

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L'airbag rideau latéral est un long rideau en tissu qui s'étend le long des rails du toit et empêche, lors d'une collision latérale, la tête d'être projetée dehors à travers la vitre. Comme la vitre peut se briser, ce rideau est bien souvent la seule chose entre ta tête et le véhicule qui te percute ou un poteau électrique ; il a un rôle différent de celui de l'airbag latéral de thorax situé dans la porte et fonctionne selon une logique tout autre. Voici les détails de cette logique, présentés comme un sujet qui m'a autant passionné qu'intrigué.
Points clés
- L'airbag rideau est en place dans les 10–20 premières millisecondes de la collision latérale ; un battement de cil est 5 à 7 fois plus lent que cela.
- L'airbag latéral avec protection de la tête réduit le risque de décès en collision latérale de 37 % pour le conducteur d'une automobile et de 52 % pour celui d'un SUV.
- Les rideaux déclenchés en cas de tonneau peuvent rester gonflés bien plus longtemps que la normale - 10 secondes et plus.
- Dans un scénario de tonneau, la combinaison rideau + ceinture de sécurité réduit la probabilité d'éjection du passager de 99 %.
- Lors d'un impact avec un objet étroit comme un arbre ou un poteau, le seuil de déclenchement est d'environ 13 km/h, et d'environ 29 km/h pour les collisions latérales entre véhicules.
Comment l'airbag rideau latéral se déclenche-t-il ?
Lors d'une collision frontale, tout suit un ordre bien établi : le nez s'écrase, la zone de déformation fait son travail, les capteurs gèrent le processus. Dans une collision latérale, ce luxe n'existe pas. La distance entre le passager et le véhicule qui le percute n'est parfois que de la largeur d'une main ; ici, la zone d'écrasement se réduit presque uniquement à la porte. C'est pourquoi la logique de déclenchement de l'airbag rideau doit être radicalement plus rapide et plus sélective que celle de l'airbag frontal.
Les capteurs de collision latérale intégrés dans la structure du véhicule mesurent l'intensité, la vitesse et l'angle de l'impact, puis les envoient à l'unité de contrôle. L'unité de contrôle évalue ces données en quelques millisecondes et déclenche le rideau si le seuil est dépassé. En outre, il existe un second déclencheur : le capteur de tonneau. Ce capteur surveille le mouvement latéral du véhicule et son angle d'inclinaison ; même si un vrai tonneau n'a pas encore commencé, il peut gonfler le rideau lorsque le mouvement latéral et l'inclinaison dépassent le seuil de détection. Autrement dit, l'airbag rideau peut savoir qu'il doit se déclencher dès qu'une probabilité de tonneau apparaît, même sans tonneau - un comportement inexistant sur les airbags frontaux.
Les seuils varient selon le type d'impact
La tâche la plus délicate de l'unité de contrôle est de décider quel impact mérite le déclenchement du rideau. Percuter latéralement un objet étroit comme un arbre ou un poteau électrique, qui concentre la force en un seul point, est plus mortel qu'une large collision entre véhicules ; mais paradoxalement transmet moins de force aux capteurs. C'est pourquoi le seuil de déclenchement pour les impacts avec des objets étroits est maintenu bas, environ 13 km/h (8 mph) ; lors de collisions latérales réparties entre véhicules, cette valeur est d'environ 29 km/h (18 mph). À titre de comparaison : les airbags frontaux se gonflent à environ 26 km/h avec la ceinture attachée, et vers 16-19 km/h sans ceinture. Le côté, autrement dit, doit prendre sa décision plus tôt.
De là découle cette conclusion pratique : après un accident, il est tout à fait normal de se demander "pourquoi l'airbag ne s'est-il pas gonflé ?". Les impacts en dessous d'un angle donné, les basses vitesses, les collisions passant par le dessus du véhicule ou les chocs se concentrant sur un seul point sans transmettre toute leur force aux capteurs peuvent ne pas provoquer le déploiement du rideau. Ce n'est pas un dysfonctionnement, mais la conséquence naturelle de la logique de seuil. Dans certains accidents également, le prétensionneur avant de la ceinture de sécurité se déclenche sans que l'airbag ne se déploie ; ce qui est déterminant, c'est toujours l'évaluation des seuils par l'unité de contrôle.
Un gonflage qui rivalise avec les millisecondes : comment fonctionne l'étalonnage de la vitesse ?
La caractéristique la plus impressionnante de l'airbag rideau, c'est sa vitesse. Lors d'une collision latérale, il ne faut que quelques dizaines de millisecondes à la tête pour atteindre la vitre, c'est pourquoi le rideau doit être pleinement en position avant que la tête du passager ne passe entre celui-ci et le flanc du véhicule. Un airbag latéral typique se déploie dans les 10 à 20 premières millisecondes de la collision. Pour les airbags rideaux, les mesures en laboratoire montrent des temps de gonflage d'environ 20 ms et des vitesses de déploiement atteignant jusqu'à 7,77 mètres par seconde. Autoliv, fabricant de rideaux, affirme que son rideau est en position en moins de 30 ms ; un clin d'oeil, c'est 5 à 7 fois plus long. Essaie vraiment une fois pour te rendre compte : en cet instant si court, un rideau en tissu recouvre entièrement l'ouverture vitrée qui s'étend de la porte au plafond.
Bien que le temps de gonflage soit considéré comme un réglage d'usine fixe, il est en réalité conçu en fonction des caractéristiques de l'impact. Lors d'une collision à grande vitesse contre un poteau étroit, la tête avance plus vite et le rideau doit se déployer plus tôt et plus fermement ; lors d'un contact véhicule-véhicule réparti, le voyage du passager dure quelques millisecondes de plus. Le générateur de gaz du rideau, la rigidité du tissu et la taille des orifices d'échappement d'air sont calibrés pour couvrir tous ces scénarios. Autrement dit, à l'intérieur de cette fine bande de tissu se cache un système de décision écrit avec la physique des collisions.
L'ingénierie cachée derrière les montants B et C

Sais-tu déjà où se cache l'airbag rideau ? Un long sac en tissu attend, plié au-dessus des portes le long du rail de toit, derrière la garniture de toit et les habillages des montants. Comme il est placé au-dessus des portes avant et arrière, sur les deux rails de toit, il protège d'un coup la tête des passagers des sièges avant comme des sièges arrière. Une fois déclenché, il se déploie vers le bas et son corps en tissu s'élargit comme un rideau sans vitres pour couvrir l'ouverture vitrée.
Le détail le plus fin de l'affaire se trouve au niveau du montant B. Le rideau descend par devant le montant B ; et non derrière le montant. La raison est simple : le faisceau de câblage passe à l'intérieur du montant B, et si le rideau se mélangeait à ce faisceau, son déploiement serait compromis. Les ingénieurs ont développé des solutions spécifiques pour cela ; comme les structures brevetées de type "pillar ramp" qui maintiennent le canal de déploiement de l'airbag à l'écart des câbles. La prochaine fois que tu toucheras le montant B de ta voiture, sache qu'il cache un système qui semble passif mais dont chaque milliseconde est planifiée.
Pourquoi le rideau reste-t-il gonflé pendant 10 secondes en cas de tonneau ?
Lors d'une collision latérale normale, le rideau se dégonfle en quelques secondes ; son travail est terminé. En cas de tonneau, la situation est tout à fait différente. Si le véhicule se met à rouler, il ne suffit pas que le rideau réagisse uniquement au premier instant du contact, car le tonneau dure plusieurs secondes et le véhicule peut se retourner plusieurs fois. Les airbags de rideau déclenchés par le tonneau se gonflent donc dans les 10–20 ms de la collision, mais peuvent ensuite rester gonflés pendant 10 secondes ou plus. Même lors de tonneaux comportant plusieurs retournements, ils se gonflent plus fermement que la normale pour maintenir l'ouverture de la vitre fermée et empêcher l'éjection des passagers attachés par la vitre.
À quel point cette capacité est-elle efficace ? Dans les tests de normes fédérales où l'airbag de rideau déclenché par le tonneau est évalué avec la ceinture de sécurité, une réduction de 99 % de la probabilité d'éjection des passagers lors d'événements de tonneau a été calculée. Lire ce chiffre avec ce mince tissu derrière le montant de toit, c'est selon moi l'une des réussites les plus frappantes de l'ingénierie automobile. Un autre détail intéressant : ce comportement en cas de tonneau n'est pas spécifiquement imposé aux États-Unis, mais depuis 2018, les automobiles répondent déjà à l'exigence de prévention de l'éjection des passagers par les vitres latérales grâce à ces rideaux. Autrement dit, la réglementation a entrouvert la porte, l'ingénierie l'a remplie.
Le volet tonneau a aussi ses limites, il faut être honnête. Des tests de tonneaux survirés et à grande échelle ont montré que les rideaux déclenchés par le tonneau ne peuvent pas empêcher entièrement le mouvement vers le haut et vers l'extérieur du passager attaché ; en outre, le capteur de tonneau peut se déclencher inutilement même lors de légères inclinaisons. Comme les coussins sont conçus pour un seul gonflage, dans un accident à multiples phases, le même rideau ne peut pas offrir de protection pour une deuxième collision.
À quel point l'airbag de rideau est-il efficace - et suffit-il à lui seul ?
Que disent les chiffres. Les airbags latéraux avec protection de la tête réduisent le risque de mort par collision latérale de 37 % pour le conducteur d'automobile, et de 52 % pour le conducteur de SUV. La combinaison airbag de rideau et de torsion réduit le risque de mort lors de collisions latérales proches de 31 %, et les coussins combinés tête/torse en une seule pièce de 25 %. Rien qu'aux États-Unis, on estime que jusqu'en 2012, les airbags latéraux ont sauvé 2 252 vies. Depuis 2003, tous les véhicules ayant obtenu la meilleure note aux tests de collision latérale sont équipés d'airbags latéraux avec protection de la tête ; et depuis 2008, l'airbag de rideau est une condition préalable dans les programmes de tests australiens. Du côté européen, le test du pylône est effectué à une vitesse de 32 km/h et les zones absorbant l'énergie gonflées des véhicules équipés d'airbag de rideau sont également évaluées.
Mais la phrase cruciale de l'affaire est la suivante : L'airbag de rideau ne suffit pas à lui seul ; il est essentiel que la structure de l'habitacle conserve son intégrité lors de la collision. Le coussin place un matelas entre la tête et le monde extérieur ; mais si le mur derrière ce matelas est écrasé et s'enfonce vers l'intérieur, aucun tissu ne sert à rien. De plus, les données du test du pylône n'ont pas montré que les coussins montés sur siège pour le torse/tête soient aussi efficaces que le rideau. Le rideau est le format le plus éprouvé de la protection latérale.
| Type de coussin | Scénario de déclenchement | Durée de maintien gonflé |
|---|---|---|
| Airbag frontal | Collision frontale | Court, non déclenché par le tonneau |
| Airbag de rideau latéral standard | Collision latérale | Se dégonfle en quelques secondes |
| Airbag de rideau avec capteur de tonneau (RSCA) | Collision latérale et tonneau | 10 secondes et plus |
| Airbag latéral externe (pré-collision, absent de la production de série) | Collision latérale imminente, sous la porte | Se déploie avant la collision |
Si l'on regarde vers l'avenir : En 2020, de nouveaux tests latéraux ont été ajoutés pour les collisions côté opposé (far-side) ; les airbags far-side réduisent le movement de la tête et le risque de fracture des côtes. Un équipementier vise également à contrer les collisions latérales imminentes grâce à un airbag latéral externe à capteurs de pré-collision, déployant sous les portes un coussin de la taille d'un matelas ; ce n'est pas encore en production de série, mais le concept signifie que la logique du rideau est étendue à l'extérieur du véhicule.
Attaches-tu ta ceinture ? Le rideau travaille pour toi
La mission principale de l'airbag rideau dans un scénario de tonneau est d'empêcher l'éjection des passagers, surtout ceux attachés. Autrement dit, la ceinture et le rideau font équipe ; l'un te retient dans le siège, l'autre ferme l'ouverture de la vitre. Il est également rassurant de constater qu'aucun risque accru de blessures lié au déploiement des airbags latéraux n'a été observé chez les enfants de moins de 15 ans ; les airbags latéraux sont de toute façon plus petits et se déploient avec moins d'énergie que les airbags frontaux.
La leçon pratique à en tirer est simple : attache ta ceinture, ne fixe pas d'objets durs sur le ciel de toit ou les garnitures des montants, et aligne correctement l'appui-tête du siège situé près de la vitre. Lors d'un accident, tu ne peux pas gérer les millisecondes, mais les ingénieurs font précisément cela depuis 30 ans - et les statistiques montrent que cela fonctionne. Penses-tu que cela changera ton prochain regard sur le montant B de ta voiture ? Pour moi, cela le change absolument.
Sources
- Airbags - IIHS
- Airbag rideau latéral - Autoliv
- Banc d'essai expérimental pour l'analyse non destructive des airbags rideaux - MDPI
- Évaluation de la FMVSS No. 226 - NHTSA
- Pourquoi mon airbag ne s'est-il pas déployé lors d'une collision ? - Manuel du propriétaire Kia
- Conditions de fonctionnement des airbags - Manuel du propriétaire Hyundai
- Protocole d'évaluation Euro NCAP - AOP - v9.1.3
- Essai de choc latéral contre poteau - Latin NCAP
- Brevet de structure de rampe de montant - US20070132217A1
- Airbag rideau avec mécanisme de dégonflage - US20060202456A1
- Protection des occupants lors des impacts côté opposé (far-side) - IRCOBI
- Airbags de véhicule et prévention des blessures - NHTSA