Contribution à la compréhension du comportement de l'abdomen lors d'un chargement dynamique frontal par une ceinture de sécurité

According to accident analysis, the abdomen has moved to the first body part to protect during a frontal car crash for 3-point belted occupants. In that case, abdominal injuries can be attributed to the submarining phenomena. Besides, a lap belt out of position (OOP) can also generate abdominal injuries during the belt pretensionning. These two phenomena imply a dynamic belt loading of the abdomen. Penetration rates are between 4 and 8 m/s. The purpose of that study is to bring a deeper insight on abdominal behavior and injury mechanisms in order to build an injury predictive model useful to develop and improve safety devices. In order to investigate abdominal response to dynamic belt loading, eight experimental tests were performed on eight Post Mortem Human Surrogates (PMHS). Four were tested in a submarining configuration and four in OOP. Belt and back forces, belt displacement, 3D external deformations of the abdomen, CT scans and pressures were recorded. Based both on previous studies and experimental results obtained, a lumped parameter model was developed. This model reproduces abdominal responses and highlights the non-linear, inertial and viscous comportment of the abdomen. Injury outcomes associated to measures provide validation methods of finite element models of the human abdomen and allow the global improvement of the HUMOS2 FE abdominal modelLes études d'accidents montrent que l'abdomen est devenu le segment prioritaire à protéger pour un occupant ceinturé lors d'un choc automobile frontal, les lésions étant imputables au phénomène de sous marinage. Par ailleurs, un mauvais positionnement de la ceinture de sécurité peut également être à l'origine de lésions lors du déclenchement des prétensionneurs. Ces deux phénomènes entrainent un chargement dynamique de l'abdomen par la ceinture, les vitesses pouvant aller de 4m/s à 8m/s. Le but de cette étude est d'accroitre notre compréhension du comportement de l'abdomen et des mécanismes lésionnels afin d'élaborer un modèle prédictif du risque lésionnel utilisable pour le développement et l'amélioration des systèmes de protection de l'occupant. Pour étudier la réponse de l'abdomen face à un chargement dynamique par une ceinture huit essais sur huit Sujets Humains Post Mortem (SHPM) ont été réalisés. Quatre essais simulaient le phénomène de sous marinage et quatre celui de la prétension de la ceinture. Des bilans d'efforts complets, des mesures de déplacement, de déformées externes de la paroi abdominale, des radiographies et des mesures de pressions ont été réalisés. Les essais disponibles dans la littérature et les résultats expérimentaux ont conduit à développer un modèle masse-ressort-amortisseur reproduisant les principes pilotant le comportement de l'abdomen. Ce modèle souligne le caractère viscoélastique, non linéaire et inertiel de l'abdomen. L'exploitation des mesures réalisées associées aux bilans lésionnels a permis d'apporter des méthodes de validation des modèles numériques par éléments finis et d'améliorer la formulation du modèle être humain HUMOS