Schumacher : La solidité des casques à l’épreuve

S’il est obligatoire de porter un casque en F1, ce n’est pas le cas sur les pistes de ski. Selon les médecins du CHU de Grenoble au chevet de Michael Schumacher (gravement accidenté après une chute de ski dimanche matin à Méribel), le casque que portait le pilote allemand l’a protégé, même si la violence du choc a causé de sérieux dommages : “Etant donné que malgré son casque, il est arrivé chez nous avec des lésions graves, le choc a dû se produire à une très grande vitesse”, a expliqué lundi le professeur Jean-François Payen. Certaines sources rapportent que le casque se serait brisé sous le choc. En nous rappelant que deux des derniers accidents graves en F1 (celui de Felipe Massa en 2009 et celui de Maria de Villota en juillet 2012) ont mis en cause cet équipement de protection, nous avons voulu savoir comment les pilotes de Grand Prix étaient protégés contre les conséquences d’un traumatisme crânien.

Les casques de ski sont certes homologués (selon la norme européenne EN 1077), mais il s’agit de modèles ouverts, qui ne sont pas soumis à des normes aussi draconiennes que celles en vigueur pour les modèles autorisés sur les Grands Prix : les normes Snell SA2010 et FIA 8860-2010 (qui se fonde en grande partie sur les standards fixés par Snell, fondation américaine à but non lucratif qui, depuis 1957, établit des normes de résistance de casques). Pour satisfaire ces standards, les casques doivent subir une batterie de tests.

Le premier comporte une dizaine d’essais de choc linéaire. Le casque est posé sur une tête métallique d’un mannequin de crash-test (de 5 kg) puis est lâché d’une hauteur de 4,8 mètres sur une tige d’acier effilée présentant différentes formes (plate, bombée, en rouleau, en arrête) reproduisant plusieurs types de chocs, à une vitesse pouvant aller jusqu’à 9,5 m/s. À l’impact, la surface externe doit rester pratiquement intacte et, à l’intérieur du casque, l’accélération due à l’impact ne doit pas excéder les 300 G, soit 300 fois la force de la gravité (le chiffre, énorme, peut être supporté par le cerveau mais pendant quelques millisecondes seulement). On vérifie aussi l’énergie du choc au niveau de la mentonnière.

Un test de pénétration est ensuite mené : une pointe de 4 kg est lâchée sur le casque depuis une hauteur de 3 mètres, et ne doit pas traverser ce dernier. On procède également à des tests d’écrasement latéraux et longitudinaux, car les blessures sont le plus souvent dues aux forces d’écrasement qui s’exercent sur le crâne (avec une limite de 10 000 N). Le casque doit par ailleurs passer des tests de frottement, y compris ses éléments saillants, alors que la résistance du système de retenue frontal de la tête (HANS) est calculée : les deux points d’attache sur le casque doivent résister à une traction de 1,4 t lors des tests en laboratoire (un peu comme si on accrochait de chaque côté du casque une petite voiture). Enfin, il doit résister à une flamme de propane portée à 830 °C pendant 30 secondes : à l’intérieur, la chaleur ne doit pas dépasser les 70 °C.

Pour réussir ces tests, la coque externe, très fine et profilée en soufflerie, est constituée de dix-neuf couches de carbone et de fibre hybride de carbone et d’aramide. Ces lamelles de carbone sont découpées et disposées à l’intérieur d’un moule en creux. On badigeonne ensuite les tissus avec de la résine, avant de cuire le moule dans un four autoclave pour le faire durcir. Sous la coque se trouve l’enveloppe interne, épaisse de deux à trois centimètres. Réalisée en polystyrène expansé, cette gaine est chargée d’absorber un maximum d’énergie lors d’un choc. Sur cette enveloppe est ensuite déposée une mousse intérieure, destinée à caler la tête du pilote (cette mousse est découpée sur mesure à partir d’une image scannée en trois dimensions de la tête du pilote). Cette solidité ne doit toutefois pas augmenter le poids du casque, qui malgré a cinquantaine de pièces qui le composent doit rester le plus léger possible (chez Bell – qui équipe Romain Grosjean, Esteban Gutiérrez, Pastor Maldonado, Daniel Ricciardo et Jean-Eric Vergne –, un casque de Grand Prix pèse entre 1 430 et 1 485 grammes).

Outre la structure du casque, la solidité de la visière est aussi mise à l’épreuve. Point le plus vulnérable du casque, celle-ci est fabriquée en polycarbonate d’environ 3 mm d’épaisseur et réputée à l’épreuve des balles. Avec une carabine à air comprimé, on tire une bille de plomb d’environ 1 gramme à une vitesse de 500 km/h sur plusieurs points de la visière, qui ne peut se briser. Et depuis 2011, à la suite de l’accident de Massa en 2009, une pièce de carbone (un élément de zylon entre deux feuille de carbone, plus précisément) est fixée en haut de la visière, à la jointure avec le casque (soit là où était entré le ressort qui avait blessé puis assommé le Brésilien au Grand Prix de Hongrie il y a trois ans et demi).

Plusieurs exemplaires de chaque casque (selon les tailles, les options, etc.) sont envoyés par les fabricants dans l’un des trois laboratoires de certification agréés par la FIA (Snell en Californie, TRL (Transport Research Laboratory) en Grande-Bretagne et Newton – Dynamic Testing Center en Italie).

C’est à ce prix que ces véritables miracles d’ingénierie offrent aux pilotes la meilleure protection possible à ce qui reste la partie la plus vulnérable du corps humain, comme l’a tristement rappelé l’accident du champion allemand.

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