SINGAPOUR : Des chercheurs de l’Université technologique de Nanyang (NTU) ont mis au point un casque de vélo qui, selon eux, réduira les risques de blessures graves pour le porteur.
Non seulement ce casque – fait d’un nouveau matériau plastique – est plus facile à produire, mais il offrira également le même niveau de protection qu’un casque haut de gamme, mais coûtera autant qu’un casque de milieu de gamme, a déclaré l’équipe NTU.
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Le prototype de casque – développé par une équipe dirigée par le professeur agrégé Leong Kah Fai de l’École de génie mécanique et aérospatial de NTU – absorberait plus d’énergie, réduisant ainsi la quantité d’énergie transférée à la tête d’un cycliste en cas d’accident.
Les casques de vélo conventionnels comprennent généralement une coque extérieure en polycarbonate, avec une couche de mousse de polystyrène expansé en dessous – similaire au matériau utilisé dans l’emballage du produit.
La coque extérieure est conçue pour se fissurer lors de l’impact afin de dissiper l’énergie sur toute la surface du casque, la couche de mousse absorbant la majeure partie de l’énergie d’impact afin que moins d’énergie soit transférée à la tête.
Dans un communiqué de presse publié jeudi 22 juillet, NTU a déclaré que le casque développé par ses chercheurs remplace la coque en polycarbonate par une coque en Elium – une nouvelle résine thermoplastique développée par le fabricant français de matériaux Arkema.
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Les chercheurs de l’université ont travaillé avec des ingénieurs d’Arkema pour développer un procédé de moulage permettant à Elium de fabriquer des casques de vélo plus solides.
L’Elium est renforcé avec de la fibre de carbone, ce qui le rend plus résistant et moins cassant que ceux des casques conventionnels tout en augmentant le temps total pendant lequel le casque subit la charge de l’impact.
Ces propriétés permettent à la coque d’absorber plus d’énergie d’impact sur une plus longue période, tout en la dissipant uniformément dans tout le casque.
Cela se traduit par moins de force globale atteignant la tête, réduisant ainsi les risques de blessures graves.
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« Nous voulons que la plus grande quantité d’énergie soit absorbée par la coque extérieure plutôt que par la mousse, qui est directement attachée à la tête humaine », a déclaré jeudi la chercheuse Dr Bhudolia Somen Kumar lors d’un point de presse jeudi.
Environ 75 % de l’énergie est absorbée par la mousse des casques en polycarbonate existants.
En revanche, la coque a absorbé plus de 50 pour cent de l’énergie d’impact dans le prototype de casque, laissant la mousse absorber à peu près 35 pour cent de l’énergie.
Les chiffres de la police de la circulation ont montré une augmentation des accidents liés au cyclisme dans un contexte d’essor du sport inspiré par la pandémie, avec 572 accidents de la circulation impliquant des vélos l’année dernière, en hausse d’environ 25 % par rapport aux 459 accidents de 2019.
L’année dernière, un rapport de l’Organisation mondiale de la santé a révélé que plus de 60 pour cent des décès et des incapacités à long terme liés à la bicyclette sont le résultat d’accidents avec blessures à la tête.
« Il a été prouvé à maintes reprises que les casques jouent un rôle essentiel dans la réduction de la gravité des blessures et du nombre de décès », a déclaré le professeur Assoc Leong.
« Notre prototype de casque a été soumis à un barrage de tests de référence internationale et a démontré sa capacité à offrir une meilleure protection aux cyclistes par rapport aux casques conventionnels », a-t-il ajouté.
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TAUX DE BLESSURES GRAVES RÉDUITS
Les casques ont été testés en les faisant descendre à grande vitesse sur trois types d’enclumes différents – plats, arrondis et en forme de pyramide – pour simuler différentes conditions de route, conformément à la norme US Consumer Product Safety Commission (CPSC 1203), une certification internationale norme de sécurité reconnue pour les casques.
Alors que les prototypes de casques se sont comportés à égalité avec ceux en polycarbonate dans les tests d’enclumes plates, les tests sur les enclumes arrondies et pyramidales ont montré des améliorations substantielles du prototype de casque par rapport aux casques en polycarbonate conventionnels.
L’analyse par l’équipe NTU des résultats du test de l’enclume plate et du critère de blessure à la tête – une mesure de blessure largement utilisée qui calcule la probabilité de blessure grave et de décès – a montré que le remplacement d’un casque en polycarbonate par un casque composite pourrait potentiellement réduire les taux de blessures critiques de 28,7% à 16,7 pour cent.
Pendant ce temps, les taux de blessures mortelles pourraient passer de 6 % à 3 % avec le nouveau casque.
Alors que d’autres coques composites à base de thermoplastique nécessitent un traitement à plus haute température, Elium peut être moulé à température ambiante, permettant une fabrication plus efficace par rapport aux casques conventionnels.
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Bien que le prototype actuel pèse environ 20 % de plus qu’un casque en polycarbonate, les chercheurs travaillent actuellement au développement de casques composites en tissu Elium et polypropylène, qui pourraient potentiellement les rendre aussi légers que les casques en polycarbonate, mais avec une meilleure protection.
L’équipe NTU – dont les recherches sont soutenues par l’Agence pour la science, la technologie et la recherche dans le cadre du plan Research Innovation Enterprise 2020 de Singapour – travaille avec Arkema pour commercialiser le processus de fabrication du casque. Assoc Prof Leong a déclaré que le produit pourrait être sur le marché dans les deux à trois prochaines années.
Il a ajouté que ces casques pourraient offrir la même protection que les casques haut de gamme actuels – qui peuvent coûter jusqu’à 400 $ S – au prix des alternatives de niveau intermédiaire, qui coûtent généralement entre 100 et 150 $ S.
Assoc Prof Leong qu’Elium pourrait être combiné avec des fibres thermoplastiques pour rendre les casques plus recyclables. Il a ajouté que le thermoplastique a une gamme d’applications potentielles, des bâtons de hockey aux cadres de vélo ainsi que le boîtier de protection pour les batteries de véhicules électriques.
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