J’imagine la réunion : Une douzaine d’ingénieurs sont réunis autour d’une table de conférence pour discuter de la sécurité automobile. Comment pouvons-nous protéger les gens lors d’un accident de voiture ? Nous avons déjà ajouté des ceintures de sécurité et des zones de déformation aux voitures. Y a-t-il autre chose que nous pouvons inclure ? Un participant lève la main à contrecœur pour faire une suggestion : « Et si on ajoutait un explosif dans le volant ? » Brillant. C’est exactement ce que nous allons faire. Nous allons mettre une bombe dans la voiture et cela sauvera des vies.
Ils avaient raison. Les airbags sont des explosifs et les airbags sauvent des vies – mais c’est quand même une idée folle.
L’idée originale de l’airbag automobile remonte au début des années 1950. Ce n’était pas exactement un dispositif fonctionnant à l’explosif. Il s’agissait d’un gaz comprimé qui se libérait pour remplir une sorte de vessie. Cette conception ne fonctionnait pas très bien – elle n’était pas assez rapide. Il s’avère que le seul moyen de faire en sorte qu’un airbag se gonfle suffisamment vite pour être utile est d’utiliser un explosif. OK, techniquement, c’est une réaction chimique qui produit du gaz pour remplir le sac – mais c’est essentiellement une explosion.
Donc, à quelle vitesse exactement l’airbag doit-il se gonfler ? Faisons une estimation grossière pour obtenir le temps de gonflage minimum.
Voici la situation. C’est une belle journée pour un pique-nique. Allons faire un pique-nique, d’accord ? Je vais apporter de la nourriture et vous pouvez apporter la couverture. On monte dans la voiture et je conduis. On roule et tout à coup, un chevreuil sur la route ! On fait une embardée ! On s’écrase contre un arbre. Blam.
La voiture ne roulait qu’à 35 miles par heure (15,6 mètres par seconde) et quand elle s’écrase contre l’arbre, elle s’arrête instantanément (ce qui n’est pas vrai – mais assez proche). Il y a une autre chose importante à estimer, la distance entre le conducteur et le volant. Je vais être généreux et mettre cette valeur à 0,5 mètre ; elle est probablement inférieure à cela.
Voici ce qui se passe. L’humain se déplace à 15,6 m/s à l’intérieur d’une voiture qui vient de s’arrêter instantanément. L’airbag doit se déployer avant que l’humain n’entre en collision avec le volant arrêté. Maintenant, un peu de physique. Si nous supposons qu’aucune force ne s’exerce sur l’homme (oublions la ceinture de sécurité pour l’instant), l’homme aura une vitesse constante. Avec cette vitesse constante, nous pouvons calculer le temps jusqu’à l’impact en utilisant uniquement la définition de la vitesse moyenne dans une dimension:
En utilisant les valeurs de 15,6 m/s pour la vitesse et une distance de 0,5 mètre, j’obtiens un temps de collision de 0,032 seconde. C’est un temps super court, comme le clignement d’un œil. OK, en fait c’est moins que le « clignement d’œil » qui semble prendre environ 0,1 seconde. Mais attendez ! C’est encore pire. Ce temps calculé correspond au temps qu’il faudrait à l’humain pour toucher le volant. Mais l’idée est que l’homme heurte un airbag à la place. Cela signifie que non seulement l’airbag doit se gonfler pendant ce temps, mais aussi que la distance que la personne peut parcourir est réduite. Disons que la distance est réduite de moitié – ce qui réduit également le temps de gonflage de moitié, à environ 0,016 seconde.
Essayez de gonfler un ballon en moins d’un dixième de seconde. C’est à peu près impossible. Essayez maintenant de faire la même chose pour un sac plus grand en encore moins de temps. Vous ne pouvez pas le faire avec de l’air. La seule réponse est une explosion qui produit un gaz pour remplir l’airbag.
C’est encore plus fou que vous ne le pensez. Imaginons ce qui doit se passer pour cette collision (qui se produit juste à 35 mph).
- La voiture heurte l’arbre.
- Quelque chose dans la voiture doit détecter une collision. Il doit y avoir un accéléromètre qui dit « oh hé – je pense que nous nous écrasons ».
- Ce capteur envoie alors un signal à l’airbag. L’airbag allume alors « l’explosif » à l’intérieur.
- L’explosion se dilate et gonfle le sac.
Tout cela doit se produire avant que l’humain ne frappe le sac. C’est fou. OK, c’est vrai que la ceinture de sécurité ralentit aussi l’humain pendant la collision. Cela donne à l’airbag un peu plus de temps pour se déployer. C’est aussi pourquoi vous devez porter votre ceinture de sécurité, même si votre voiture est équipée d’un airbag. Ou mieux encore, faites simplement attention aux cerfs sur la route et conduisez prudemment.
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