Beaucoup pensent que la ceinture de sécurité trois points n'a pas changé au cours des quarante dernières années. Ils ont à la fois raison et tort... La conception de base, simple dans sa complexité, est effectivement la même. Aujourd'hui, la différence est due au fait que la ceinture fait partie intégrante d'un système de sécurité haute technologie en constante évolution.
Depuis son lancement en 1959, la ceinture trois points joue un rôle central pour la protection des occupants dans l'ensemble des voitures Volvo. Le mécanisme d'enroulement automatique, qui a rendu la ceinture plus souple et plus confortable, équipe en série l'ensemble des véhicules depuis 1969. Ce dispositif constitue la dernière modification majeure visible à l'oeil nu.
Pourtant, même si les changements ne sont pas visibles, le travail d'amélioration de la ceinture de sécurité s'est poursuivi chez Volvo afin de tenir compte des avancées rapides qui se produisent globalement au niveau des technologies proposées en matière de sécurité.
« La ceinture de sécurité est unique grâce à sa capacité à maintenir et à retenir l'occupant sur son siège, » explique Lennart Johansson, Directeur du département Sécurité habitacle. « D'autres systèmes peuvent venir s'y greffer afin de rendre la ceinture encore plus efficace, notamment en apportant des informations sur les forces en action et en interagissant avec la ceinture lors de la phase de collision de manière à fournir une protection optimale, » précise-t-il.
Contrôler les collisions et les forces
Le système dit « prétensionneur » en est un exemple. Lorsqu'il reçoit un signal émis par un capteur de collision, il plaque la ceinture contre le corps de l'occupant pour le protéger en cas de collision. Ce système réduit l'espace existant entre la ceinture et le corps, notamment si l'occupant porte d'épais vêtements (manteau par exemple). Le prétensionneur permet à la ceinture de retenir le plus tôt possible le corps de l'occupant.
Le conducteur et les passagers bénéficient également des limiteurs d'effort intégrés dans les ceintures des véhicules Volvo actuels. Grâce à un capteur contrôlant la vitesse de déroulement de la ceinture, les limiteurs d'effort sont capables de détecter la masse dynamique, c'est-à-dire celle du corps en mouvement, au moment même où le corps de l'occupant est projeté vers l'avant.
Cela signifie qu'il est possible d'ajuster la force avec laquelle le corps de l'occupant est retenu sur le siège et d'optimiser l'absorption de la masse dynamique qui en résulte. Si la ceinture retient l'occupant avec une force excessive, ce dernier peut subir des lésions. À l'inverse, si le limiteur d'effort est réglé à un niveau trop bas, l'occupant sera projeté avec une vitesse excessive vers l'airbag ou la planche de bord.
Le limiteur d'effort peut être utilisé de différentes manières en fonction de la situation. Le réglage de la tension de la ceinture peut notamment être plus important au début de la séquence avant de diminuer lorsque l'airbag prend la relève en absorbant une partie de l'énergie cinétique.
Des capteurs déterminent l'interaction entre les différents systèmes
La taille de l'occupant ainsi que le type de collision constituent les principaux paramètres déterminant le moment où vont être déployés les prétensionneurs, les airbags et les limiteurs d'effort, ainsi que les modalités du déclenchement. Afin de prendre la bonne décision dans chaque cas, l'ordinateur embarqué du véhicule fait appel à des données issues de plusieurs milliers de scénarios de collision préprogrammés et d'accidents réels préalablement analysés par Volvo.
Plusieurs scénarios, depuis la collision frontale à fort impact jusqu'à la collision-encastrement impliquant un camion en passant par la collision latérale, difficile à analyser, ont été utilisés pour la mise au point de ce système. C'est le type d'accident qui détermine la vitesse et le niveau de l'entrée en action des différents dispositifs.
Les informations proviennent de capteurs situés à plusieurs endroits de la voiture. Un processeur central placé au centre du véhicule recueille les données et calcule la manière dont les systèmes, notamment les ceintures de sécurité, doivent interagir.
Une solution pour chaque occupant
Si la voiture est équipée d'un coussin rehausseur intégré sur le siège arrière, le système de protection par ceinture de sécurité est conçu en conséquence et diffère de celui des sièges avant. En effet, la ceinture de sécurité arrière doit également être en mesure de protéger de manière optimale un occupant plus petit et plus léger.
Évolution de la ceinture de sécurité : vers plus de sécurité et de simplicité d'utilisation
Les systèmes de sécurité actuels sont optimisés pour fonctionner en interaction. La ceinture y joue toujours un rôle central. Mais qu'en sera-t-il dans le futur ? Utiliserons-nous toujours la ceinture de sécurité en 2020 ?
« Chez Volvo, nous sommes convaincus que la ceinture existera toujours en 2020 et bien audelà, » souligne Lennart Johansson. « Elle sera sans doute un peu différente. Elle aura peut-être quatre points d'attache au lieu de trois et sera probablement conçue pour une utilisation plus simple qu'aujourd'hui. Ce n'est que lorsque nous aurons des véhicules capables d'éviter automatiquement les collisions que nous pourrons nous passer de ceinture. Mais, ce n'est pas encore pour tout de suite, même si de nombreuses recherches sont effectuées dans ce domaine, » précise-t-il.
L'évolution de la ceinture de sécurité suit deux voies distinctes : l'une consiste à rendre la ceinture ainsi que le système au sein duquel elle évolue encore plus sûrs ; l'autre consiste à adopter un ensemble de mesures permettant de faciliter et de rendre plus agréable le port de la ceinture.
La ceinture de sécurité quatre points peut également équiper les voitures
La ceinture de sécurité trois points a été envisagée comme solution alternative possible, notamment par Volvo. Plusieurs solutions ont été présentées au fil des ans. Il n'existe toutefois pas encore de solution technique satisfaisante offrant un équilibre convenable entre les différents cahiers des charges.
Cette solution possède des avantages évidents. Elle permet notamment de maintenir les occupants de manière beaucoup plus efficace en cas de tonneau (l'une des raisons pour lesquelles les voitures de rallyes sont équipées de harnais ou de ceintures de sécurité quatre points, voire davantage). Elle réduit par ailleurs le risque, certes faible, de voir un occupant glisser sous une ceinture de sécurité trois points.
Toutefois, la ceinture quatre points présente certains inconvénients. Elle doit de préférence adopter la forme d'un X. C'est en effet au niveau de la cage thoracique que le corps humain est le plus résistant et qu'il a le plus de chances d'absorber l'énergie provoquée par une collision. La difficulté consiste donc à fixer de manière efficace le point d'ancrage supérieur de la ceinture, dans la mesure où aucun ancrage « naturel » n'existe à ce niveau de la carrosserie.
Une autre difficulté concerne le port de la ceinture quatre points. En effet, les automobilistes sont habitués depuis une cinquantaine d'années à la ceinture trois points. Comment serait reçue cette nouvelle solution ? L'avantage éventuel d'un meilleur maintien sur le siège serait-il suffisant si, dans le même temps, l'utilisation de la ceinture devait diminuer ? Ce sont des questions actuellement étudiées par Volvo, qui n'exclut absolument pas la possibilité de voir les véhicules de demain équipés de ceintures de sécurité quatre points.
Une ceinture motorisée tenant compte des risques potentiels
La ceinture motorisée est une nouvelle technologique intéressante qui assure la tension de la ceinture et place le conducteur en position idéale en cas de situation potentiellement dangereuse. Le système pourrait notamment déterminer le type de conduite en analysant les mouvements du volant. S'il détermine une conduite « active », il en déduit que la ceinture de sécurité pourrait éventuellement s'avérer utile. La ceinture peut également recevoir un signal du système anticollision du véhicule l'avertissant de l'approche d'un obstacle, ou indiquant que le conducteur commence à s'assoupir ou manque de vigilance.
Dans ce cas, la ceinture peut envoyer un signal et alerter le conducteur en se serrant de manière à le maintenir sur le siège. L'un des avantages de ce système est qu'il peut être activé en permanence sans devoir être réinitialisé, à la différence des prétensionneurs de ceinture pyrotechniques.
Des ceintures plus faciles à utiliser
Beaucoup trop de conducteurs n'utilisent toujours pas leur ceinture de sécurité. C'est la raison pour laquelle les solutions rendant son port plus naturel et plus pratique font l'objet de débats permanents.
Il est possible d'envisager une boucle de ceinture qui sortirait de son logement entre les sièges lorsqu'on s'assoit. Ce dispositif faciliterait la recherche de la boucle de ceinture et le port de celleci, notamment aux places arrière. On peut également penser à des systèmes montrant aux occupants comment utiliser la ceinture à l'aide de lumières stroboscopiques ou en cousant sur la ceinture une languette illuminée afin de faciliter sa recherche dans l'obscurité.
Des tests ont été effectués sur des systèmes entièrement automatiques dans lesquels la ceinture est placée sur l'occupant du siège avant d'être bouclée. La difficulté de ces solutions n'est pas essentiellement technique, mais concerne plutôt la logique d'utilisation.
À quel moment précis la ceinture doit-elle être bouclée ? Lorsqu'on s'assoit ? Mais, dans ce cas, peut-être n'a-t-on pas l'intention de démarrer immédiatement ? Lorsqu'on ferme la porte ? Lorsqu'on tourne la clé de contact ? Et que se passe-t-il si l'un des occupants du véhicule vient de s'asseoir en tenant un magnifique bouquet de fleurs ou une crème glacée particulièrement volumineuse ? Autant de difficultés à résoudre pour les ingénieurs en développement.
Modification des ceintures proprement dites
Volvo et les autres fabricants utilisent aujourd'hui des ceintures fabriquées par un nombre restreint de fournisseurs. Des variations sont possibles au niveau des propriétés d'étirement des différentes ceintures, mais leur structure et leur largeur sont identiques. On peut imaginer qu'une ceinture plus large offrirait davantage de protection. En réalité, dans la mesure où l'énergie cinétique a tendance à se concentrer au milieu de la ceinture, une plus grande largeur n'apporterait qu'un avantage marginal. De surcroît, il est plus confortable de porter une ceinture moins large au travers de la poitrine, notamment pour les femmes.
Une ceinture gonflable à laquelle on donnerait la forme d'un limiteur d'effort constitue une autre solution qui a fait l'objet de quelques tests chez certains fabricants.
L'interaction de nouvelles solutions techniques avec la ceinture peut également en améliorer l'efficacité. Parallèlement au lancement de la Volvo XC60 en 2008, Volvo a introduit le dispositif de retenue pré-programmée (Pre-Prepared Restraints, PRS). Le système PRS utilise les mêmes capteurs laser que le système anti-collision City Safety. Le capteur laser interagit avec les airbags et les limiteurs d'effort afin que ces derniers puissent être réglés de manière plus précise en fonction de la violence de la collision.
Volvo met tout en oeuvre pour améliorer la protection des occupants
À partir du dispositif relativement simple mais particulièrement efficace qu'est la ceinture de sécurité trois points, Volvo a développé un système de sécurité haute technologie qui offre aux occupants du véhicule la meilleure protection possible. La liste ci-dessous montre le long chemin parcouru depuis l'innovation révolutionnaire de 1959 jusqu'à aujourd'hui.
