Sécurité active - Définition

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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, 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...) des pneus sur la route, vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface...), 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...) par le bon sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but...) 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...).
Il s'agit de trouver les meilleurs compromis pour harmoniser les différents éléments, tout en étant capable de " typer " un véhicule (Un véhicule est un engin mobile, qui permet de déplacer des personnes ou des charges d'un...) (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...) (barres de torsion (La torsion est la déformation subie par un corps soumis à l'action de deux couples opposés...), 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...) 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...) 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...) 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...) ou basse adhérence. Cette utilisation est recommandée dans certains pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue...), 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...) 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...) radio. Les signaux une fois décodés permettent de connaître en temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...) réel (plusieurs fois par minute) la pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée...) 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),...) et signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe...) 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...) 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...).
    • 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 (Un détecteur est un dispositif technique (instrument, substance, matière) qui change...) 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...) 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...) 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...)

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...) 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...) Autocruise control ACC : à l'aide d'un radar (Le radar est un système qui utilise les ondes radio pour détecter et déterminer la...) 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...) 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...). 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...) 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...).
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....) (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...), 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...) bloquée ne pouvant en effet plus passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques...) 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...)

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...) (adhérence,...)
  • Limiteur / régulateur de vitesse (Le régulateur de vitesse est un système qui équipe les véhicules et qui est destiné à...)
  • Différentiel (Un différentiel est un système mécanique qui a pour fonction de distribuer une vitesse de...) commandable (véhicules à 4 roues motrices)

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

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 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 (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 (Une boîte de vitesse est le second maillon de la chaîne de transmission du couple d'un moteur au...)

La boîte de vitesse automatique (L'automatique fait partie des sciences de l'ingénieur. Cette discipline traite de la...) 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...), et d'autre part du passage des vitesses à la main (La main est l’organe préhensile effecteur situé à...).
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...) 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...) 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....)
  • 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...)
    • 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...)
    • vibrations : l'AFIL par exemple
    • avertissements sonores

Systèmes de sécurité active (La sécurité active ou sécurité primaire est l'ensemble des éléments...)

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