La physique de : comment le dispositif HANS sauve des vies

À l'âge sombre du sport automobile, des accidents relativement mineurs étaient souvent mortels. Exemple : la collision frontale de Patrick Jacquemart en 1981 dans un banc de terre à Mid-Ohio alors qu'il testait sa Renault 5 Turbo IMSA GTU. Même si les dommages à la voiture étaient mineurs, Jacquemart est décédé d'une fracture de la base du crâne - une fracture des os à la base du crâne entraînant un grave traumatisme cérébral.

De tels accidents étaient généralement attribués à la malchance ou au coût de la course, mais cet accident était différent. L'ami et compagnon de course de Jacquemart, Jim Downing, s'est demandé ce qui pouvait être fait pour éviter de telles tragédies. En réponse, Downing et son beau-frère, le Dr Bob Hubbard, qui a obtenu son doctorat. en ingénierie étudiant les propriétés mécaniques des os du crâne, a inventé le "support de tête et de cou" maintenant connu et commercialisé sous le nom de dispositif HANS.

Le HANS fonctionne essentiellement comme un airbag. Mais au lieu de gonfler un coussin pour arrêter le mouvement des occupants en cas de collision, il utilise un col surélevé et deux attaches en tissu de polyester pour fixer la tête du conducteur. Les ceintures d'épaule du conducteur maintiennent solidement en place le col haut et rigide. Les attaches relient les côtés du casque du conducteur aux points d'ancrage du collier. Lorsque les charges g s'accumulent lors d'un impact vers l'avant, le dispositif HANS garantit que la tête casquée du conducteur bouge avec son torse afin que les os vulnérables du cou et du crâne ne soient pas surchargés.

Les dessins d'essai sur traîneau ci-dessus montrent le HANS au travail. Avec seulement un cou pour le retenir, une tête casquée de 15 livres se précipite vers l'avant à 107 g lors d'une collision frontale de 40 g. Les charges de "cisaillement" (deux forces opposées perpendiculaires à l'axe du cou) et de "tension" (force de traction le long de l'axe du cou) qui en résultent dépassent largement le seuil de blessure, ce qui rend la mort plus probable.

La retenue fournie par le dispositif HANS réduit la tension du cou de 81 %, le cisaillement de 72 % et la charge totale du cou de 78 %. La tête éprouve un poids tolérable de 62 g. Étant donné que le mouvement de la tête et du cou du conducteur est maintenant synchronisé avec le mouvement de son torse, les forces g de la poitrine augmentent légèrement, bien que la compression de la poitrine soit réduite.

Downing portait un prototype HANS lors d'une course en 1986. Trois ans plus tard, la Wayne State University, à Detroit, dans le Michigan, a testé l'appareil sur un traîneau, le premier test de ce type de tout équipement de sécurité de course en Amérique, selon Hubbard. Les ventes ont commencé en 1991, après quoi GM, Ford et Mercedes-Benz ont apporté leur aide au développement. Le CART a rendu l'appareil obligatoire en 2000.

Malheureusement, ce n'est qu'après une tragédie sensationnelle que HANS a été largement accepté. Hubbard rappelle que tout au long des années 1990, seulement 250 unités environ ont été vendues. Mais après la mort de Dale Earnhardt lors du Daytona 500 2001, 250 appareils HANS ont été vendus en une semaine. Aujourd'hui, la plupart des organisations de sanction de course exigent que les conducteurs portent ces gilets de sauvetage, et plus de 140 000 ont été vendus dans le monde.

De nos jours, heureusement, la sécurité en sport automobile est prise au sérieux. Aucun pilote dont le cerveau mérite d'être protégé n'envisagerait de courir sans un appareil HANS.

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