Étude biomécanique des chutes à trottinette électrique

Résumé

La démocratisation des trottinettes électriques, comme nouveau mode de micromobilité en ville, a entraîné une hausse majeure du nombre de blessés. Les chutes individuelles sont courantes et la tête est fréquemment lésée lors des accidents. En parallèle, les casques restent très peu portés. La nouveauté de la pratique conduit à un manque de connaissance sur la cinématique et les conditions d’impact lors des accidents. Ainsi, l’objectif de ce travail est de simuler des chutes à trottinette électrique afin d’évaluer les conditions d’impact et les risques de blessures à la tête. Dans ce but, un modèle multicorps de chutes à trottinette contre un trottoir a été construit sur MADYMO puis validé à l’aide de chutes expérimentales utilisant un mannequin Hybrid III. Un modèle numérique de casque a été intégré en se basant sur des propriétés de contact déterminées expérimentalement. À partir d’un plan d’expérience, il a été déterminé l’effet des conditions de chute (vitesse initiale, orientation de l’obstacle, type d’usager, inclinaison de la trottinette) et du port du casque sur la cinématique d’impact de la tête (vitesse et accélération d’impact) et sur les risques de blessures. Au total, 162 scénarios de chutes ont été simulés. Pour 62 % d’entre eux, la tête impacte le sol par l’avant (front ou visage). Les vitesses d’impact normale et tangentielle sont respectivement de 3,5 m/s et 4,8 m/s en moyenne. Le pic moyen d’accélération linéaire est de 571 g et celui d’accélération rotationnelle de 25 580 rad/s2. Presque 100 % des simulations identifient un risque de commotion cérébrale (pic d’accélération linéaire>82 g et pic d’accélération rotationnelle>6 383 rad/s2) et 90 % des simulations suggèrent des risques de blessures sévères à la tête (HIC>700). Pour des configurations d’impact précises, le port du casque réduit jusqu’à 76 % le pic d’accélération linéaire et jusqu’à 73 % celui d’accélération rotationnelle. Finalement, ce travail fournit des données préliminaires pour l’évaluation et la conception de dispositifs de protection.

Date	18 mai 2022
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Yvan Petit (Directeur(-trice)) & Nicolas Bailly (Codirecteur(-trice))