WO2006016053A2 - Capot multicouches - Google Patents

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WO2006016053A2
WO2006016053A2 PCT/FR2005/001780 FR2005001780W WO2006016053A2 WO 2006016053 A2 WO2006016053 A2 WO 2006016053A2 FR 2005001780 W FR2005001780 W FR 2005001780W WO 2006016053 A2 WO2006016053 A2 WO 2006016053A2
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WO
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hood
multilayer
layer
outer layer
mpa
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PCT/FR2005/001780
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WO2006016053A3 (fr
Inventor
Rémy Willinger
Original Assignee
Universite Louis Pasteur, U.L.P.
Centre National De La Recherche Scientifique-Cnrs
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Publication date
Application filed by Universite Louis Pasteur, U.L.P., Centre National De La Recherche Scientifique-Cnrs filed Critical Universite Louis Pasteur, U.L.P.
Publication of WO2006016053A2 publication Critical patent/WO2006016053A2/fr
Publication of WO2006016053A3 publication Critical patent/WO2006016053A3/fr

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/34—Protecting non-occupants of a vehicle, e.g. pedestrians
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/34—Protecting non-occupants of a vehicle, e.g. pedestrians
    • B60R2021/343—Protecting non-occupants of a vehicle, e.g. pedestrians using deformable body panel, bodywork or components

Definitions

  • Multilayer hood with frangible outer skin and reduced aggression in the event of a collision with a pedestrian
  • the present invention relates to a multilayer hood, intended to equip motorized road vehicles, whose aggressiveness is greatly reduced in the event of collision with a pedestrian or any other user of the road whose head is not protected, in order to reduce for the latter the severity of the injuries caused by the shock.
  • airbags such as those described for example in patents US 6,415,883, EP 1,350,692 or EP 1,319,559.
  • These air bags are active safety devices that require shock detection and are therefore complex and particularly expensive. Moreover, they generally only protect the periphery of the hood. Active hoods are also known which rise up to ten centimeters in the event of an impact in order to allow more deformation. Examples are found in WO 03/095273, US 6,439,330 or EP 1,302,388. This is again an active system that requires shock detection. In addition, these devices give disappointing results since the mass effect of the hood remains unchanged and therefore the course of the first moments of shock is still critical.
  • the outer layer remains mostly metallic or has a too high density, which causes a mass effect at the beginning of the impact and a rise in critical force in the first four to eight the
  • a risk of skull fracture exists with a cranial deformation energy of the order of 3 ⁇ 1 J for adults and 2 ⁇ 1 J for the child;
  • the object of the invention is to provide a new hood structure which effectively reduces the aggressiveness of the hood of motorized road vehicles vis-à-vis the unprotected head of pedestrians or other road users.
  • the cover according to the invention has a precise optimization of its mechanical properties based not on HIC values, but on biomechanical criteria related to the new tolerance limits mentioned above and relating to the human head of the adult and of the child.
  • the hood according to the invention is of a design leading to a reliable and inexpensive embodiment, and a simple implementation, fast and easy to adapt to any type of vehicle. Designed to equip all kinds of vehicles, for all countries, this hood is adaptable to all types of vehicles and has a reliable and stable composition regardless of the conditions of use. In addition, all materials used are designed to withstand perfectly the thermal conditions encountered under a hood.
  • the invention provides a multilayer hood for equipping a motorized road vehicle, including an automobile, a van, a truck, a bus or other, optimized to reduce its aggression in the event of collision with a pedestrian or other road user whose head is not protected.
  • This cover has a thin outer layer, light and frangible, which enters plasticity or breaks quickly in case of cranial impact allowing the the
  • the hood according to the invention is preferably divided into two areas specifically optimized according to the criteria, HIC and / or other, relating to the child for the front area and the adult for the rear area.
  • the hood according to the invention further comprises an inner layer similar to the outer layer may break in case of contact with the rigid motor block.
  • This inner layer may be provided only at the level of the adult zone.
  • Figure 1 is a partial perspective view of the front of a vehicle equipped with a hood according to the invention
  • Figure 2 is a schematic side view illustrating the two areas, adult and child, a hood according to the invention
  • Figure 3 is a schematic longitudinal sectional view of a multilayer hood according to the invention.
  • the multilayer hood 1 of the invention is mainly intended to be mounted on a motorized road vehicle 2, such as for example an automobile
  • the hood 1 is formed of several superimposed layers and adopts a so-called “sandwich” structure. It thus comprises a damping layer 4, coated with an outer layer 5 in the manner of a skin, these two layers being able to be completed by an optional inner layer 6.
  • this application will define the notions of interior and exterior as corresponding to the side facing inwards or outwards of the vehicle 2 when the hood 1 according to the invention is mounted on the vehicle and is located in closed position. Similarly, it will qualify the front or rear elements based on the orientation adopted by the hood in the various figures. It is obvious however that this orientation is not necessarily retained by the hood once it is in place.
  • the multilayer hood 1 is divided into two distinct zones: a child zone 7 located in its front part and an adult zone 8 located in its rear part as illustrated schematically in FIG. 2, each of these corresponding zones to the part of the hood in which the head of a child or an adult comes respectively to type.
  • These two areas have dimensions and relative area that vary depending on the vehicle model on which the cover 1 is mounted. They can be delimited using the notion of WAD (Warp Around Distance) which corresponds to a curvilinear abscissa defined from the ground.
  • the child zone 7 thus preferably has a WAD substantially between 1 m and 1.5 m and the adult zone 8 substantially between 1.5 m and 2.1 m.
  • Each of these areas can thus be independently optimized with respect to biomechanical criteria related to tolerance limits established specifically for adults and children.
  • the materials used to make the child area 7 may for example be less thick, have a lower density or have fewer reinforcing fibers than the materials of the zone Adult 8.
  • the transition between the two zones can be done gradually. However, for reasons of compliance with the norm, it is rather discontinuous at the level of a delimitation.
  • the outer layer 5, also called outer skin, is thin, light and frangible. Its function is to enter plasticity or to break quickly to let work the cushioning material of layer 4 in case of cranial impact.
  • the limited density and the low thickness of this outer layer 5 avoid the adverse mass effect during the first milliseconds of the impact and thus limit the risk of skull fracture not taken into account by the current HIC criterion.
  • a significant part of the shock energy can be dissipated by the destruction of the outer layer 5, this destruction also avoiding any springback.
  • the maximum force that this layer must withstand in the event of impact is approximately 10 ⁇ 5 kN for an impact caused by a sphere of about 15 cm radius in adult zone 8 and 5 ⁇ 2 kN for an impact caused by a sphere about 13 cm radius in the child area 7.
  • This outer skin 5 may for example be made from polycarbonate siloxane (PCS) which is light and very stable in temperature as up to - 60 ° C.
  • PCS polycarbonate siloxane
  • the material constituting the outer layer 5 must have the following mechanical properties, within plus or minus 50% per cent:
  • its thickness is small and preferably of the order of 1 mm.
  • the damping layer 4 is made from a lightweight damping material which has a low modulus of elasticity and a large plasticity tray for the purpose of decelerating the head of the pedestrian. It may optionally comprise cellular parts, for example honeycomb.
  • the damping material must have the following mechanical properties, within plus or minus 50% per cent:
  • the damping layer 4 being disposed near the vehicle engine, the damping material used 9 must be able to withstand a constant temperature of 9O 0 C while maintaining its mechanical properties and not be altered by a rise in temperature point that can go up to 135 ° C.
  • a "Noryl" type material with a density preferably between 20 and 80, which is very stable in temperature since it is a mixture of expanded polystyrene and polyphenylene oxide, which keeps mechanical properties almost constant up to 90 0 C and is not affected by a rise in temperature point of 190 0 C.
  • the thickness of the damping layer 4 must be sufficient to perform its function properly, but is also limited by the space available under the hood of the vehicle which is currently of the order of 70 mm and will probably be of the order of 100 mm in the future.
  • a damping layer 4 with a thickness of between 10 and 50 mm is therefore quite possible, which leaves in addition a space available for a possible additional safety device and in particular for an active windshield cover plate stored under the hood in normal driving situation.
  • the hood 1 of the invention may further comprise an optional inner layer 6 whose role is to limit the risks generated by contact with the rigid engine block.
  • This layer 6 made like a skin, is preferentially similar to the outer layer 5. It is therefore also thin, light and frangible.
  • the deformation of the hood can lead to an aggravating shock against the rigid engine block located above.
  • the destruction of the inner layer 6 against the engine block then leads to the dissipation of part of the resulting energy.
  • the inner layer 6 may be limited to the adult zone 8.
  • This layer may consist for example of a resin, based on vinyl esters or other, reinforced with glass fibers or a carbon-Kevlar fabric.
  • the orders of magnitude of the mechanical properties of the material to be retained are within plus or minus 50% per cent: density: 1400 kg / m 3
  • the thickness of the inner layer 6 is low and preferably of the order of 2 mm.
  • the outer layer 5 and the damping layer 4 of the cover 1 according to the invention can advantageously be optimized with respect to biomechanical criteria related to specific tolerance limits to neurological lesions, subdural or extra-dural hematomas and to fracture of the skull.
  • This optimization process is carried out using computer, mechanical or numerical models of the human head, considering the new tolerance limits mentioned above with impact speeds of the order of 40 km / h.
  • the child zone 7 is distinguished from the adult zone 8 when carrying out this optimization process.
  • a very interesting improvement consists in combining the passive protection offered by the multilayer hood according to the invention with an active safety device for covering the windshield 10 of the vehicle and in particular with a damping protection plate. and flexible, stowed under the hood of the vehicle in retracted position of rest in normal driving situation, and quickly ejected from this position and placed on the windshield 10 in the extended safety position in case of detection or prediction of shock by a detection device.
  • the thickness of the movable protection plate and that of the different layers of the hood according to the invention are adapted according to the space available under the hood of the vehicle.
  • Another improvement consists in combining the hood according to the invention with a mechanism for lifting the hood in the event of an impact, which reduces its stiffness in terms of its binding limit conditions and provides more space between the the
  • the skilled person may also consider applying the multilayer structure of the hood according to the invention to other parts of the vehicle likely to be struck by the unprotected head of a pedestrian to make them less dangerous for him.
  • the lateral wings of the vehicle can thus be advantageously made in the same way as the hood.
  • This multilayer protection structure of an unprotected head could also find applications in many other fields, such as for example the creation of internal walls for trains or aircraft, or the development of protection zones in the field of protection. sport or game

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Superstructure Of Vehicle (AREA)

Abstract

Le capot (1) selon l'invention comporte une couche extérieure (5) fine, légère et frangible, qui entre en plasticité ou se rompt rapidement en cas d'impact crânien permettant ainsi de dissiper une partie de l'énergie du choc. Sous cette couche extérieure, se trouve une couche (4) plus épaisse de matériau amortissant, léger et présentant un module d'élasticité faible et un important plateau de plasticité dans le but de décélérer la tête de façon optimale. Le capot est préférentiellement divisé en deux zones (7, 8) optimisées spécifiquement pour l'enfant et l'adulte. Le capot peut également comporter une couche intérieure (6) pouvant se rompre en cas de contact avec le bloc moteur. Cette invention intéresse les fabricants de véhicules et d'équipements pour ces véhicules.

Description

Capot multicouches à peau extérieure frangible et à agressivité réduite en cas de collision avec un piéton.
La présente invention concerne un capot multicouches, destiné à équiper les véhicules routiers motorisés, dont l'agressivité est fortement diminuée en cas de collision avec un piéton ou tout autre usager de la route dont la tête n'est pas protégée, afin de réduire pour ce dernier la gravité des blessures engendrées par le choc.
Les accidents de la circulation entre un véhicule routier motorisé et un piéton conduisent très souvent à un choc de la tête non protégée du piéton contre la partie avant du véhicule. Ce choc a souvent lieu contre la jonction capot/pare-brise ou contre le capot du véhicule, notamment lorsque le piéton est un enfant ou un adulte de petite taille.
Malheureusement, ces impacts crâniens entraînent fréquemment la mort du piéton ou sont la cause de très graves lésions cérébrales.
Pour lutter contre ce fléau, de nouvelles normes de protection entreront en vigueur en 2005 et demanderont aux constructeurs automobiles de garantir un niveau d'amortissement de la tête acceptable en cas d'impact crânien sur le capot. Ainsi, à l'heure actuelle, divers efforts sont en cours pour limiter l'agressivité du capot.
Parmi ceux-ci, on peut citer des sacs de sécurité gonflables (airbags) tels que ceux décrits par exemple dans les brevets US 6.415.883, EP 1.350.692 ou EP 1.319.559. Ces sacs gonflables sont des dispositifs de sécurité actifs qui nécessitent une détection du choc et qui de ce fait sont complexes et particulièrement onéreux. Par ailleurs, ils ne protègent généralement que la périphérie du capot. On connaît aussi des capots actifs qui se relèvent d'une dizaine de centimètres en cas d'impact afin de permettre plus de déformation. On en trouve des exemples dans les brevets WO 03/095273, US 6.439.330 ou EP 1.302.388. Il s'agit là encore d'un système actif qui nécessite une détection des chocs. De plus, ces dispositifs donnent des résultats décevants puisque l'effet de masse du capot reste inchangé et de ce fait le déroulement des premiers instants du choc est toujours aussi critique.
En effet, en cas de choc, trois paramètres sont à prendre en compte pour évaluer l'agressivité d'un capot qui sont la masse, la raideur et l'amortissement. Ce type de dispositif joue uniquement sur la raideur du capot et laisse sa masse, qui représente 20 kg en moyenne, inchangée. Cette masse trop importante doit être allégée pour qu'un effet positif puisse être constaté.
On connaît également, par exemple d'après les demandes DE 10059225, WO 01/98118 et EP 1.364.846, des capots à deux peaux, une peau interne et une peau externe, avec ou sans injection de gaz entre les deux afin de soulever la peau externe. Cependant, ces capots restent métalliques et donc lourds et dangereux. Ils sont de plus très peu amortissants.
On a enfin envisagé de placer une couche ou des structures amortissantes sous la paroi du capot, comme c'est le cas par exemple dans les brevets EP 1.093.980, US 5.124.191, WO 03/047842, WO 03/064221, EP 1.000.821 ou DE 10037628.
Aucun de ces dispositifs n'est encore réellement satisfaisant. En effet, la couche externe reste la plupart du temps métallique ou présente une masse volumique trop élevée, qui entraîne un effet de masse au début de l'impact et une montée en force critique dans les quatre à huit premières l'
millisecondes du choc pouvant conduire à une fracture du crâne même si le HIC est satisfaisant. De plus, aucune dissipation d'énergie n'est prévue à ce niveau. D'autre part, la couche amortissante est généralement trop rigide et sa masse volumique trop importante. En outre, sa résistance à la chaleur n'est jamais prise en compte alors qu'elle est destinée à être placée prés du moteur et donc à être exposée à des températures élevées. Enfin, tous les modèles de capot de l'art antérieur ont été développés et optimisés uniquement par rapport au critère HIC (Head Injury Criteria) présent dans les normes actuelles. Ce critère est très largement critiqué dans la communauté scientifique internationale, car trop simpliste et peu représentatif des risques lésionnels multiples encourus par une tête humaine. De nouvelles limites de tolérance, plus réalistes, sont en cours d'élaboration et permettront dans les futures normes d'évaluer plus fidèlement la dangerosité des impacts crâniens.
A titre d'exemple mais de façon non limitative, ces risques multiples peuvent être évalués par les critères chiffrés suivants :
. un risque de fracture du crâne existe avec des forces de l'ordre de 10 ± 5 kN pour l'adulte et de
5 ± 2 kN pour l'enfant ;
. un risque de fracture du crâne existe avec une énergie de déformation crânienne de l'ordre de 3 ± 1 J pour adulte et de 2 ± 1 J pour l'enfant ;
• un risque d'hématome sous durai existe pour une énergie de déformation de l'espace sous durai de l'ordre de 5 ± 1 J pour l'adulte et de 3,5 ± 1 J pour l'enfant ; et . un risque de lésion neurologique existe pour des contraintes de cisaillement intracérébrales de Von l'
Mieses de 40 ± 10 kPa pour l'adulte comme pour l'enfant.
Le but de invention est de fournir une nouvelle structure de capot qui diminue efficacement l'agressivité du capot des véhicules routiers motorisés vis-à-vis de la tête non protégée des piétons ou autres usagers de la route.
Avantageusement, le capot selon l'invention présente une optimisation précise de ses propriétés mécaniques basées non plus sur des valeurs de HIC, mais sur des critères biomécaniques liés aux nouvelles limites de tolérance évoquées précédemment et relatives à la tête humaine de l'adulte et de l'enfant. D'autre part, le capot selon l'invention est d'une conception conduisant à une réalisation fiable et peu onéreuse, et d'une mise oeuvre simple, rapide et aisée pouvant être adaptée à n'importe quel type de véhicule. Destiné à équiper toute sorte de véhicules, pour tous les pays, ce capot est adaptable à tous les types de véhicule et présente une composition fiable et stable quelles que soient les conditions d'utilisation. En outre, tous les matériaux utilisés sont prévus de manière à résister parfaitement aux conditions thermiques rencontrées sous un capot.
Pour résoudre ce problème technique, l'invention fournit un capot multicouches destiné à équiper un véhicule routier motorisé, notamment une automobile, une camionnette, un camion, un autobus ou autre, optimisé afin de réduire son agressivité en cas de collision avec un piéton ou autre usager de la route dont la tête n'est pas protégée.
Ce capot comporte une couche extérieure fine, légère et frangible, qui entre en plasticité ou se rompt rapidement en cas d'impact crânien permettant l'l'
ainsi de dissiper une partie de l'énergie du choc, sous laquelle se trouve une couche plus épaisse de matériau amortissant, léger et présentant un module d'élasticité faible et un important plateau de plasticité dans le but de décélérer la tête de façon optimale.
Le capot selon l'invention est préférentiellement divisé en deux zones optimisées spécifiquement selon les critères, HIC et/ou autres, relatifs à l'enfant pour la zone avant et à l'adulte pour la zone arrière.
Selon un mode de réalisation préférentiel, le capot selon invention comporte en outre une couche intérieure similaire à la couche extérieure susceptible de se rompre en cas de contact avec le bloc moteur rigide. Cette couche intérieure peut n'être prévue qu'au niveau de la zone adulte.
D'autres caractéristiques et avantages de 1' invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, description faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
. la figure 1 est une vue partielle en perspective de l'avant d'un véhicule équipé d'un capot selon invention ; . la figure 2 est une vue schématique de profil illustrant les deux zones, adulte et enfant, d'un capot selon l'invention ;
. la figure 3 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un capot multicouches selon l'invention.
Le capot multicouches selon la présente invention va maintenant être décrit de façon détaillée en référence aux figures 1 à 3. Les éléments équivalents représentés sur les différentes figures porteront les mêmes références numériques. Dans la suite de ce document, par piéton, nous comprendrons tout piéton ou autre usager de la route dont la tête n'est pas protégée, tel qu'un cycliste ou un cyclomotoriste ne portant pas de casque, un individu utilisant des patins à roulette (rollers), une planche à roulette (skateboard), une trottinette, ou autre.
Le capot multicouche 1 de l'invention est principalement destiné à être monté sur un véhicule routier motorisé 2, tel que par exemple une automobile
3, une camionnette, un camion, un autobus ou analogue.
Le capot 1 selon l'invention est formé de plusieurs couches superposées et adopte une structure dite en « sandwich » . Il comporte ainsi une couche amortissante 4, revêtue d'une couche extérieure 5 à la manière d'une peau, ces deux couches pouvant être complétée par une couche intérieure 6 optionnelle.
Par convention, on définira dans cette demande les notions d'intérieur et d'extérieur comme correspondant au côté dirigé vers l'intérieur ou vers l'extérieur du véhicule 2 lorsque le capot 1 selon l'invention est monté sur le véhicule et se trouve en position fermée. De même, on qualifiera les éléments d'avant ou d'arrière en se basant sur l'orientation adoptée par le capot sur les différentes figures. Il est évident néanmoins que cette orientation n'est pas forcément conservée par le capot une fois celui-ci mis en place.
De préférence, le capot multicouches 1 selon l'invention est divisé en deux zones distinctes : une zone enfant 7 située dans sa partie avant et une zone adulte 8 située dans sa partie arrière comme illustré schématiquement sur la figure 2, chacune de ces zones correspondant à la partie du capot dans laquelle la tête d'un enfant ou d'un adulte vient respectivement taper. Ces deux zones ont des dimensions et une superficie relative qui varient en fonction du modèle de véhicule sur lequel le capot 1 est monté. Elles peuvent être délimitées en utilisant la notion de WAD (Warp Around Distance) qui correspond à une abscisse curviligne définie à partir du sol. La zone enfant 7 présente ainsi de préférence un WAD compris sensiblement entre I m et 1,5 m et la zone adulte 8 sensiblement entre 1,5 m et 2,1 m. Chacune de ces zones peut ainsi être optimisée de façon indépendante vis-à-vis de critères biomécaniques liés aux limites de tolérance établies spécifiquement pour l'adulte et pour l'enfant.
La tête de l'enfant étant moins lourde que celle de l'adulte, les matériaux utilisés pour réaliser la zone enfant 7 peuvent par exemple être moins épais, présenter une densité plus faible ou comporter moins de fibres de renfort que les matériaux de la zone adulte 8. La transition entre les deux zones peut se faire progressivement. Cependant, pour des raisons de respect de norme, elle a plutôt lieu de façon discontinue au niveau d'une délimitation 9.
Selon une caractéristique essentielle de l'invention, la couche extérieure 5, également appelée peau externe, est fine, légère et frangible. Sa fonction est d'entrer en plasticité ou de rompre rapidement pour laisser travailler le matériau amortissant de la couche 4 en cas d'impact crânien. La masse volumique limitée et l'épaisseur faible de cette couche extérieure 5 évitent l'effet de masse néfaste durant les premières millisecondes de l'impact et limitent ainsi le risque de fracture du crâne non pris en compte par le critère HIC actuel. En outre, une part importante de l'énergie du choc peut être dissipée par la destruction de la couche extérieure 5, cette destruction évitant par ailleurs tout retour élastique.
La force maximum que cette couche doit supporter en cas de choc correspond sensiblement à 10 ± 5 kN pour un impact causé par une sphère d'environ 15 cm de rayon en zone adulte 8 et de 5 ± 2 kN pour un impact causé par une sphère d'environ 13 cm de rayon dans la zone enfant 7.
Cette peau extérieure 5 peut être par exemple réalisée à partir de polycarbonate siloxane (PCS) qui est léger et très stable en température car pouvant aller jusqu'à - 60 °C. On peut également envisager par exemple l'utilisation d'aluminium ou de résines, à base d'esters vinyliques ou autre, renforcées de fibres de verre ou de tissu carbone/kevlar.
Pour pouvoir convenir à cette application, le matériau constitutif de la couche extérieure 5 doit présenter les propriétés mécaniques suivantes, à plus ou moins 50% pour cent près :
. masse volumique : 1200 à 3000 kg/m3
. module d'élasticité : 3000 à 69000 MPa
. limite de plasticité ou de rupture : 75 MPa.
D'autre part, son épaisseur est faible et préférentiellement de l'ordre de 1 mm.
La couche amortissante 4 est réalisée à partir d'un matériau amortissant léger qui présente un module d'élasticité faible et un important plateau de plasticité dans le but de décélérer la tête du piéton. Elle peut éventuellement comporter des parties alvéolaires, par exemple en nid d'abeille.
Pour pouvoir convenir à cette application, le matériau amortissant doit présenter les propriétés mécaniques suivantes, à plus ou moins 50% pour cent près :
. masse volumique : 50 à 200 kg/m3 . module d'élasticité : 25 à 200 MPa
. limite de plasticité ou de rupture : 0,7 à 7 MPa.
En outre, la couche amortissante 4 étant disposée à proximité du moteur du véhicule, le matériau amortissant utilisé 9 doit pouvoir résister à une température constante de 9O0C en conservant ses propriétés mécaniques et ne pas être altéré par une montée en température ponctuelle pouvant aller jusqu'à 135°C. Pour fabriquer cette couche amortissante 4, on peut envisager de préférence l'utilisation d'un matériau de type « Noryl » de densité préférentiellement comprise entre 20 et 80, qui est très stable en température puisqu'il s'agit d'un mélange de polystyrène expansé et d'oxyde de polyphénylène, qui garde des propriétés mécaniques quasiment constantes jusqu'à 900C et qui n'est pas altéré par une montée en température ponctuelle de 1900C. L'épaisseur de la couche amortissante 4 doit être suffisante pour pouvoir remplir correctement sa fonction, mais est par ailleurs limitée par l'espace disponible sous le capot du véhicule qui est actuellement de l'ordre de 70 mm et sera probablement de l'ordre de 100 mm dans le futur. Une couche amortissante 4 d'épaisseur comprise entre 10 et 50 mm est donc tout à fait envisageable, ce qui laisse en plus un espace disponible pour un éventuel dispositif de sécurité complémentaire et notamment pour une plaque active de recouvrement du pare-brise rangée sous le capot en situation normale de roulage.
Comme indiqué précédemment, le capot 1 de l'invention peut comporter en plus une couche intérieure 6 optionnelle dont le rôle est de limiter les risques engendrés par le contact avec le bloc moteur rigide. Cette couche 6, réalisée comme une peau, est préférentiellement similaire à la couche extérieure 5. Elle est donc également fine, légère et frangible.
En cas d'impact important, la déformation du capot peut conduire à un choc aggravant contre le bloc moteur rigide situé en dessus. La destruction de la couche intérieure 6 contre le bloc moteur conduit alors à la dissipation d'une partie de l'énergie en résultant. La tête de l'enfant étant généralement trop légère pour provoquer un tel enfoncement, la couche intérieure 6 peut être limitée à la zone adulte 8.
Cette couche peut être constituée par exemple d'une résine, à base d'esters vinyliques ou autre, renforcée de fibres de verre ou d'un tissu de carbone-kevlar.
Les ordres de grandeur des propriétés mécaniques du matériau à retenir sont à plus ou moins 50% pour cent près : . masse volumique : 1400 kg/m3
. module d'élasticité : 5000 MPa
. limite de plasticité ou de rupture : 100 MPa.
Comme pour la peau extérieure 5, l'épaisseur de la couche intérieure 6 est faible et préférentiellement de l'ordre de 2 mm.
La couche extérieure 5 et la couche amortissante 4 du capot 1 selon l'invention peuvent avantageusement être optimisées vis-à-vis de critères biomécaniques liés à des limites de tolérance spécifiques aux lésions neurologiques, aux hématomes sous-duraux ou extra-duraux et à la fracture du crâne. Ce processus d'optimisation s'effectue en utilisant des modèles informatiques, mécaniques ou numériques de la tête humaine en considérant les nouvelles limites de tolérance évoquées précédemment avec des vitesses d'impact de l'ordre de 40 km/h. Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, on distingue la zone enfant 7 de la zone adulte 8 lors de la réalisation de ce processus d'optimisation. En revanche, il n'est pas nécessaire de prévoir une telle optimisation vis-à-vis des critères biomécaniques pour la couche intérieure 6.
L'homme du métier pourra imaginer de nombreuses variantes des modes précédents de réalisation sans s'écarter de la portée de 1" invention.
Il pourra ainsi par exemple modifier la forme et la taille du capot selon l'invention de manière à l'adapter aux différents modèles et aux différents types de véhicule à équiper.
Pour avoir un système de protection complet, un perfectionnement très intéressant consiste à combiner la protection passive offerte par le capot multicouches selon l'invention à un dispositif de sécurité actif de recouvrement du pare-brise 10 du véhicule et notamment avec une plaque de protection amortissante et flexible, rangée sous le capot du véhicule en position escamotée de repos en situation normale de roulage, et rapidement éjectée de cette position et mise en place sur le pare-brise 10 en position déployée de sécurité en cas de détection ou de prévision d'un choc par un dispositif de détection.
Dans ce cas, l'épaisseur de la plaque de protection mobile et celle des différentes couches du capot selon l'invention sont adaptées en fonction de l'espace disponible sous le capot du véhicule.
Un autre perfectionnement consiste à combiner le capot selon l'invention avec un mécanisme de soulèvement du capot en cas d'impact, ce qui diminue sa raideur au niveau de ses conditions aux limites de fixation et procure plus d'espace entre le l'
capot et le bloc moteur. Un tel perfectionnement pourrait diminuer encore l'agressivité du capot en cas d'impact avec un piéton.
L'homme du métier peut également envisager d'appliquer la structure multicouches du capot selon l'invention à d'autres parties du véhicule susceptibles d'être heurtées par la tête non protégée d'un piéton afin de les rendre moins dangereuses pour lui. Les ailes latérales du véhicule peuvent ainsi être avantageusement réalisées de la même façon que le capot.
Cette structure multicouches de protection d'une tête non protégée pourrait également trouver des applications dans de nombreux autres domaines, tels que par exemple la réalisation de parois internes pour les trains ou les avions, ou l'élaboration de zones de protection dans le domaine du sport ou du jeu.
De manière évidente, l'invention ne se limite pas aux modes de réalisation préférentiels décrits précédemment et représentés sur les différentes figures, l'homme du métier pouvant y apporter de nombreuses modifications et imaginer d'autres variantes sans sortir du cadre et de la portée de invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Capot multicouches ( 1) destiné à équiper un véhicule routier motorisé (2) , notamment une automobile (3), une camionnette, un camion, un autobus ou autre, optimisé afin de réduire son agressivité en cas de collision avec un piéton ou autre usager de la route dont la tête n'est pas protégée, caractérisé en ce qu'il comporte une couche extérieure (5) fine, légère et frangible, qui entre en plasticité ou se rompt rapidement en cas d'impact crânien, sous laquelle se trouve une couche (4) plus épaisse de matériau amortissant, léger et présentant un module d'élasticité faible et un important plateau de plasticité.
2. Capot multicouches (1) selon la revendication précédente caractérisé en ce qu'il est divisé en deux zones optimisées spécifiquement selon les critères relatifs à l'enfant pour la zone enfant (7) située à l'avant et à l'adulte pour la zone adulte (8) située à l'arrière du capot.
3. Capot multicouches (1) selon la revendication précédente caractérisé en ce que la zone enfant (7) présente un WAD (Warp Around Distance) compris sensiblement entre I m et 1,5 m et la zone adulte (8) sensiblement entre 1,5 m et 2,1 m.
4. Capot multicouches (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte en outre une couche intérieure (6) fine, légère et frangible.
5. Capot multicouches (1) selon les revendications 2 et 4 caractérisé en ce que la couche intérieure (6) est limitée à la zone adulte (8).
6. Capot multicouches (1) selon l'une quelconque des revendications précédente caractérisé en ce que la couche extérieure (5) est réalisée à partir de polycarbonate siloxane (PCS).
7. Capot multicouches (1) selon l'une quelconque des revendications précédente caractérisé en ce que l'une au moins parmi la couche extérieure (5) et l'éventuelle couche intérieure (6) est réalisée à partir d'une résine renforcée de fibres de verre ou d'un tissu de carbone-kevlar.
8. Capot multicouches (1) selon la revendication précédente caractérisé en ce que la résine renforcée est à base d'esters vinyliques.
9. Capot multicouches (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le matériau utilisé pour réaliser la couche extérieure (5) présente les propriétés mécaniques suivantes à plus ou moins 50% pour cent près : . masse volumique : 1200 à 3000 kg/m3 . module d'élasticité : 3000 à 69000 MPa . limite de plasticité ou de rupture : 75 MPa.
10. Capot multicouches (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la couche extérieure (5) présente une épaisseur sensiblement égale à 1 mm.
11. Capot multicouches (1) selon l'une quelconque des revendications précédente caractérisé en ce que la couche amortissante (4) est réalisée à partir d'un mélange de polystyrène expansé et d'oxyde de polyphénylène de type « Noryl » .
12. Capot multicouches (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le matériau utilisé pour réaliser la couche amortissante (4) présente les propriétés mécaniques suivantes à plus ou moins 50% pour cent près :
. masse volumique : 50 à 200 kg/m3 . module d'élasticité : 25 à 200 MPa
. limite de plasticité ou de rupture : 0,7 à 7 MPa.
13. Capot multicouches (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la couche amortissante (4) présente une épaisseur comprise entre 10 et 50 mm.
14. Capot multicouches (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la couche extérieure (5) et la couche amortissante (4) sont optimisées vis-à-vis de. critères biomécaniques liés à des limites de tolérance spécifiques aux lésions neurologiques, aux hématomes sous-duraux ou extra-duraux et à la fracture du crâne.
15. Capot multicouches (1) selon l'une quelconque des revendications 4 à 14 caractérisé en ce que le matériau utilisé pour réaliser la couche intérieure (6) présente les propriétés mécaniques suivantes à plus ou moins 50% pour cent près : . masse volumique : 1400 kg/m3 . module d'élasticité : 5000 MPa . limite de plasticité ou de rupture : 100 MPa.
16. Capot multicouches (1) selon l'une quelconque des revendications 4 à 15 caractérisé en ce que la couche intérieure (6) présente une épaisseur sensiblement égale à 2 mm.
17. Capot multicouches (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il est combiné avec une plaque de protection amortissante et flexible, rangée sous le capot (1) du véhicule (2) en position escamotée de repos en situation normale de roulage, et rapidement éjectée de cette position et mise en place sur le pare-brise (10) en position déployée de sécurité en cas de détection ou de prévision d'un choc par un dispositif de détection.
18. Capot multicouches (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il se soulève en cas d'impact.
19. Aile latérale destinée à équiper un véhicule routier motorisé (2), notamment une automobile (3), une camionnette, un camion, un autobus ou autre, optimisée afin de réduire son agressivité en cas de collision avec un piéton ou autre usager de la route dont la tête n'est pas protégée, caractérisée en ce qu'elle comporte la même structure multicouches que le capot (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 16.
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