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Sécurité active

La sécurité active désigne tous les éléments mis en jeu dans une automobile 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 (Le mot « route » dérive du latin (via) rupta, littéralement « voie brisée », c'est-à-dire creusée dans la roche, pour ouvrir le chemin.), mais également par la diminution des nuisances sonores (moteur et éléments mécaniques en mouvement, roulement ( En mécanique, le roulement, et plus précisément le roulement sans glissement, est le mouvement d'un corps qui reste en contact avec une surface d'appui sans glisser, qui s'entend généralement pour un corps possédant une symétrie de...) des pneus sur la route, vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface d'une planète. Les vents les plus violents connus ont lieu sur Neptune et sur Saturne. Il est essentiel à tous...), etc.), des vibrations et de l'influence des conditions climatiques.

Sécurité de conduite

Une règle dictée (La dictée est l'opération par laquelle une personne lit ou au moins énonce à haute voix un texte cohérent selon un rythme qui permet à des...) par le bon sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but l'extension radicale de l'espérance de vie humaine. Par une évolution progressive...) pour avoir une bonne sécurité et éviter les accidents est d'avoir un bon châssis (Un châssis est un cadre rigide ou mobile fait d'une matière résistante, destiné à entourer ou supporter quelque chose.).
Il s'agit de trouver les meilleurs compromis pour harmoniser les différents éléments, tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) en étant capable de " typer " un véhicule (Un véhicule est un engin mobile, qui permet de déplacer des personnes ou des charges d'un point à un autre.) (sportif, confort, etc.) :

  • Roues / pneumatiques
  • Suspensions
  • Direction
  • Système de freinage
  • Motricité
  • Structure mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres de transmission, pistons, ...), bref, de tout ce qui produit ou...) (barres de torsion (La torsion est la déformation subie par un corps soumis à l'action de deux couples opposés agissant dans des plans parallèles.), etc.)

Le but est d'obtenir le meilleur comportement dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) possible dans toutes les situations, de la plus courante à la plus imprévue.

Liaison au sol

Le seul contact qu'une automobile (Une automobile, ou voiture, est un véhicule terrestre se propulsant lui-même à l'aide d'un moteur. Ce véhicule est conçu pour le transport terrestre de personnes ou de marchandises, elle est équipée en conséquence. C'est...) 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 (Un système est fiable lorsque la probabilité de remplir sa mission sur une durée donnée correspond à celle spécifiée dans le cahier des charges.) des pneus.

  • Pneus saisonniers : utilisation du pneu hiver (L'hiver est une des quatre saisons des zones tempérées.) pour conduite sur moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des membres...) ou basse adhérence. Cette utilisation est recommandée dans certains pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision de la civitas gallo-romaine. Comme la civitas qui subsiste...), 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 (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable, exemple : une tension électrique, une hauteur de mercure, une intensité, la déviation d'une...) peuvent également être installés à l'intérieur du pneu et transmettre ses signaux via ondes (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de matière.) radio. Les signaux une fois décodés permettent de connaître en temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) réel (plusieurs fois par minute) la pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) de chaque pneu et d'indiquer rapidement toute défaillance (témoin lumineux au tableau de bord (Le tableau de bord est l'élément qui indique au conducteur d'un véhicule (automobile, bateau), les paramètres de fonctionnement de celui-ci. Il est le plus souvent situé face au conducteur ou pilote, dans certains cas, les afficheurs sont...) et signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d'objets ayant des formes particulières. Les...) sonore).
  • Pneus permettant le roulage à plat ou " Run On Flat " pouvant rouler plusieurs centaines de kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international. Il est défini comme la distance parcourue par la lumière dans le vide en 1/299 792 458 seconde.) après une crevaison. Ainsi, différentes versions de pneus Run On Flat ont vu le jour : le pneu autoporteur et le pneu PAX (PaX est un correctif (patch) de sécurité pour le noyau Linux créé en 2000. Il utilise une approche qui permet aux programmes informatiques de faire seulement...).
    • Le pneu autoporteur : ce sont les flancs du pneu, plus épais, qui portent le véhicule et non pas l’air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est nécessaire de pressuriser les cabines des avions et autres...) présent à l’intérieur. En cas de perte de pression, le détecteur (Un détecteur est un dispositif technique (instrument, substance, matière) qui change d'état en présence de l'élément ou de la situation pour lequel il a été...) de pression fait apparaître un signal sur le tableau (Tableau peut avoir plusieurs sens suivant le contexte employé :) 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 (On distingue :) 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 (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne lieu à un paiement ou un bénéfice non pécuniaire...) et guider le véhicule à pression nulle. Celui-ci garantit la tenue de route (La tenue de route est une expression mal définie, décrivant le comportement routier d'un véhicule (automobile ou motocyclette essentiellement).) et la mobilité du véhicule jusqu'à 200 km à 80 km/h. Ce type de pneus est exclusivement fabriqué par Michelin

Suspension ( Le fait de suspendre des particules En chimie, la suspension désigne une dispersion de particule. En géomorphologie, la suspension est un mode de transport des sédiments. Le fait de...)

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 (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) d'assiette

Freinage

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

  • Amélioration de la réaction du conducteur :
    • les systèmes de régulation (Le terme de régulation renvoie dans son sens concret à une discipline technique, qui se rattache au plan scientifique à l'automatique.) Autocruise control ACC : à l'aide d'un radar (Le radar est un système qui utilise les ondes radio pour détecter et déterminer la distance et/ou la vitesse d'objets tels que les avions,...) 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 (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale « cardinale » équivalent au...) de freinage lors d'un freinage d'urgence en fonction de différents critères, notamment la vitesse d'appui sur la pédale de frein (Un frein est un système permettant de ralentir, voire d'immobiliser, les pièces en mouvement d'une machine ou un véhicule en cours de déplacement.). 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 (A supprimer) électronique de freinage EBD (appelé aussi EBV ou REF) permet d'optimiser la répartition de freinage entre le train (Un train est un véhicule guidé circulant sur des rails. Un train est composé de plusieurs voitures (pour transporter des personnes) et/ou de plusieurs wagons...) 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 (En géométrie, le mot courbe, ou ligne courbe désigne certains sous-ensembles du plan, de l'espace usuels. Par exemple, les droites,...).
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 (Dans son sens courant, le mot de bruit se rapproche de la signification principale du mot son. C'est-à-dire vibration de l'air pouvant donner lieu à la création d'une sensation auditive.) (contrairement à une régulation ABS (ABS est un sigle qui désigne :) par exemple)
    • le système d'anti-blocage de roues ABS (ou ABR) évite le trop fort glissement des roues. Il agit en tant que régulateur pour optimiser la force de freinage en fonction de différents critères (vitesse des différentes roue (La roue est un organe ou pièce mécanique de forme circulaire tournant autour d'un axe passant par son centre.), adhérence, etc.) afin de pouvoir garder le contrôle du véhicule. Une roue (La roue est un organe ou pièce mécanique de forme circulaire tournant autour d'un axe passant par son centre.) bloquée ne pouvant en effet plus passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques Brisson (1723-1806) en 1760.) de force latérale, le véhicule n'est plus manœuvrable et peut à tout moment partir en tête-à-queue

Aide à la conduite (Une aide à la conduite est un système de sécurité active d'information ou d'assistance du conducteur pour éviter l'apparition d'une situation dangereuse risquant d'aboutir à l'accident.)

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

  • TCS (appelé aussi ASR ou ASC) : système anti-patinage
  • 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 (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens...) (adhérence,...)
  • Limiteur / régulateur de vitesse (Le régulateur de vitesse est un système qui équipe les véhicules et qui est destiné à stabiliser une vitesse automatiquement et/ou à fixer une vitesse maximale limite (on parle alors de limitateur de...)
  • Différentiel (Un différentiel est un système mécanique qui a pour fonction de distribuer une vitesse de rotation de façon adaptative aux besoins d'un ensemble mécanique.) commandable (véhicules à 4 roues motrices)

Sécurité de commande (Commande : terme utilisé dans de nombreux domaines, généralement il désigne un ordre ou un souhait impératif.)

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 (La mécatronique est la combinaison synergique et systémique de la mécanique, de l'électronique et de l'informatique temps réel. L'intérêt de ce domaine d'ingénierie interdisciplinaire est de concevoir des systèmes...), 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 pneumatique 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 (En géographie, la situation est un concept spatial permettant la localisation relative d'un espace par rapport à son environnement proche ou non. Il inscrit...) (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 (La trajectoire est la ligne décrite par n'importe quel point d'un objet en mouvement, et notamment par son centre de gravité.), 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 (Une boîte de vitesse est le second maillon de la chaîne de transmission du couple d'un moteur au roues d'un véhicule. La boîte de vitesses propose plusieurs rapports entre...)

La boîte de vitesse automatique (L'automatique fait partie des sciences de l'ingénieur. Cette discipline traite de la modélisation, de l'analyse, de la commande et, de la régulation des systèmes dynamiques. Elle a pour...) permet de s'affranchir d'une part de la pédale d'embrayage (L'embrayage est un dispositif d'accouplement temporaire entre un arbre dit moteur et un autre dit récepteur. Du fait de sa transmission par adhérence, il offre...), et d'autre part du passage des vitesses à la main (La main est l’organe préhensile effecteur situé à l’extrémité de l’avant-bras et relié à ce dernier par le poignet. C'est un...).
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 (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif qui déplace de la matière en apportant de la puissance. Il effectue ce travail à...) au moment du changement de rapport
  • les boîtes à automatisme ( Techniquement, un automatisme est un sous-ensemble ou un organe de machine(s) destiné à remplacer de façon automatisée une action ou décision habituelle et...) 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 (En mathématiques, la continuité est une propriété topologique d'une fonction. En première approche, une fonction est continue si, à des variations infinitésimales de la variable x,...)
  • 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 de vitesses,...).
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 (En mécanique céleste, l'inclinaison est un élément orbital d'un corps en orbite autour d'un autre. Il décrit l'angle entre le plan de l'orbite et le plan de référence (généralement le plan de l'écliptique, c'est-à-dire le plan...)
    • l' " angle mort "
  • dispositifs " actifs ":
    • aide à la conduite de nuit : rétroprojection d'images sur le pare-brise (Un pare-brise est une vitre située à l'avant d'un véhicule qui permet de protéger les passagers du vent tout en assurant une bonne visibilité au conducteur.)
    • vibrations : l'AFIL par exemple
    • avertissements sonores

Systèmes de sécurité active (La sécurité active désigne tous les éléments mis en jeu dans une automobile afin d'éviter les accidents. Elle est à comparer avec la sécurité passive, dont le rôle...)

Source: Wikipédia publiée sous licence CC-BY-SA 3.0.

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