Casques du futur : la technologie qui nous protégera de tout impact

Gianluca Riccio

Technologie

Une nouvelle technologie pourrait révolutionner la sécurité dans plusieurs secteurs, des casques de vélo aux rembourrages automobiles.

Casques. Symboles de protection, défis d'ingénierie, emblèmes de courage. Leur histoire est intimement liée à celle de l’humanité, depuis la protection des guerriers dans des batailles épiques jusqu’aux conducteurs de voitures et de motos dévalant à des vitesses supersoniques.

Le défi n’est jamais terminé. Les chocs, les chutes et les accidents restent une menace constante. Et la question qui se pose spontanément est la suivante : comment rendre les casques encore plus sûrs ? La réponse pourrait venir de la géométrie.

Les casques du futur ? Six fois plus sûr

Vous connaissez ces matériaux à bulles couramment utilisés dans les emballages ? Les ingénieurs les repensent pour développer une protection de pointe contre les impacts. Non seulement pour sauvegarder les objets fragiles, mais aussi pour les casques du futur.

Une collaboration entre l'Université du Colorado à Boulder et Sandia National Laboratories cela pourrait en fait transformer nos idées sur la sécurité. Une géométrie interne innovante est en effet capable d'absorber des impacts jusqu'à six fois plus puissants que les systèmes traditionnels. Je lie l'étude complète ici. Mais comment s’opère cette révolution en matière de protection ?

Squash! Le pouvoir d’absorption des chocs

Imaginez l’intérieur d’une éponge : plein de petits espaces vides. En l'écrasant, ces espaces se ferment, absorbant de l'énergie ; c'est le principe de base sur lequel repose la protection contre les chocs.

L'équipe d'ingénierie est allée au-delà de ce concept de base en proposant un rembourrage composé de géométries hexagonales en nid d'abeille qui s'effondrent dans les vagues. C'est un moyen incroyablement plus efficace de disperser l'énergie d'un impact à l'intérieur des casques.

Casques
Lors des tests en laboratoire, la nouvelle conception du rembourrage (à droite) a surpassé les technologies plus conventionnelles telles que la mousse (à gauche) fabriquée à partir du même matériau élastique. 

Le matériau utilisé pour absorber les impacts est important, mais ce qui compte vraiment, c'est la géométrie.

Robert McCurdy, premier auteur de l'étude

Casques à géométrie flexible

Le projet a évolué vers l’objectif le plus ambitieux : une configuration capable d'absorber non seulement beaucoup de force, mais aussi des forces de différentes ampleurs avec la même efficacité. Comme la protection idéale d'un casque : l'impact violent d'un accident de voiture, ou l'impact plus « doux » d'une chute de vélo doivent être absorbés de la même manière.

La solution? Retravaillez la géométrie interne de ces structures jusqu'à des tailles d'environ un millimètre. L'insertion de quelques « nœuds », plis semblables à un accordéon, guide l'effondrement de ces « nids d'abeilles », le rendant fluide et constant. Le résultat? Un niveau d'absorption des chocs uniforme tout au long de la compression.

Lors d'expériences en laboratoire, les ingénieurs de CU Boulder ont imprimé en 3D de nouveaux modèles pour les tampons, puis les ont écrasés avec une machine puissante. 
Les créations de l'équipe ont résisté aux impacts, absorbant beaucoup plus d'énergie que les conceptions traditionnelles ou les mousses fabriquées à partir du même matériau.

Une preuve d'urto

Les coussinets innovants ont été imprimés en 3D à partir d’un matériau élastique de type polyuréthane et mis à l’épreuve. Résultat? Elles sont capables, comme mentionné, d'absorber environ six fois plus d'énergie que les mousses standards (fabriquées avec le même matériau), et jusqu'à 25 % de plus que les autres technologies.

Mais les améliorations ne s'arrêtent pas là : les chercheurs perfectionnent leurs géométries. Les « nids d'abeilles » modifiés pourront peut-être un jour nous protéger, avec diverses adaptations, en casques de vélo, ou en casques anti-accidents. Les matériaux pouvant être utilisés vont du plastique à l'aluminium, en fonction des besoins spécifiques.

Voici ce que l'avenir nous réserve : un monde protégé contre les impacts inattendus de la vie. Pouvoir de la géométrie.