La protection des occupants dans les autobus : Un survol de la documentation actuelle

PMG Technologies

Par : Mark Cohen
Pour : Suzanne Tylko
3/30/2017

Table des matières

• Introduction
• L'environnement réglementaire du Canada
• Types de collision et recherche sur la résistance à l'impact
• Examen chronologique de la recherche expérimentale trouvée dans la documentation
  • LaBelle, 1963
  • Kruger, 1986
  • Dal Nevo et al., 1991
  • Dickison and Buckley, 1996
  • Berg and Niewohner, 1998
  • Mitsuishi et al., 2001
  • Elias et al., 2001 and Hinch et al., 2002
  • Legault, 2004
  • Tylko and Charlebois, 2010
  • Li et al., 2013
• Conclusion

Introduction

Selon des données de 2011, plus de 1,1 million de Canadiens se déplacent en autobus urbains pour se rendre au travail ^{Note de bas de page 1}. Jumelés avec les près de 2 millions d'enfants canadiens qui se déplacent en autobus scolaire tous les jours, ces 3,1 millions de navetteurs représentent un peu moins de 10 % de la population canadienne ^{Note de bas de page 2}. Cette statistique pourrait sembler relativement basse comparativement aux 12,27 millions de Canadiens qui effectuent la navette soit comme conducteurs, soit comme passagers dans un véhicule privé, ou les 23,5 millions d'enfant qui se rendent à l'école en autobus scolaire chaque jour aux États-Unis, mais elle représente quand même une partie importante de personnes à risque de collisions automobiles ^{Note de bas de page 1}, ^{Note de bas de page 3}.

Le 18 septembre 2013, un train de voyageurs de VIA Rail Canada Inc. (VIA) a été impliqué dans une collision avec un autobus à deux étages d'OC Transpo à un passage à niveau de la subdivision Smith Falls d'Ottawa, en Ontario ^{Note de bas de page 4}. L'autobus roulait à environ 8 km/h, les freins serrés, lorsqu'il a heurté le train. Sous le choc, la partie avant de l'autobus a été complètement arrachée ^{Note de bas de page 4}. Aucun membre de l'équipage et aucun passager de VIA n'a été blessé; cependant, parmi les occupants de l'autobus, six personnes ont péri, neuf ont été grièvement blessées et environ 25 ont subi des blessures mineures. Cinq des six personnes qui ont subi des blessures mortelles avaient été éjectées de l'autobus ^{Note de bas de page 4}. Les blessures non mortelles les plus communes incluaient des fractures, des lacérations et des contusions. Selon le Bureau de la sécurité des transports (BST), les personnes blessées étaient des passagers éjectés de l'autobus, tombés de leur siège ou de leur position debout, heurtés par un autre passager ou par divers objets ou une combinaison de ces situations ^{Note de bas de page 4}. À la suite d'une enquête, le BST a recommandé que : « le ministère des Transports élabore et mette en œuvre des normes de résistance à l'impact applicables aux autobus commerciaux de passagers afin de réduire le risque de blessures » ^{Note de bas de page 4}. En réponse à ces recommandations, la Division de la résistance à l'impact a élaboré un plan de recherche triennal dans le but d'étudier des contre-mesures d'atténuation des situations d'éjection et des blessures pour les passagers qui ne portent pas de ceinture à bord des autobus routiers, de navette et urbains.

Le présent examen de la documentation représente la première étape du plan de la Division de la résistance à l'impact, dans le but d'établir un cadre qui aidera à orienter les études sur des contre-mesures éventuelles de protection des occupants et des techniques d'atténuation des blessures. Ce rapport présente un sommaire de la recherche pertinente sur la résistance à l'impact et la protection des occupants dans les autobus, en mettant l'accent sur l'analyse et les essais expérimentaux.

L'environnement réglementaire du Canada

L'environnement réglementaire actuel a des exigences différentes pour les autobus selon leur poids nominal brut du véhicule (PNBV) ou leur utilisation prévue (p. ex., autobus urbain ou autobus scolaire). Par exemple, au Canada, il existe 18 normes de sécurité des véhicules automobiles du Canada (NSVAC) qui s'appliquent aux autobus en fonction de leur catégorie, dont trois visent uniquement les autobus scolaires. Les autobus ayant un PNBV de plus de 4 536 kg doivent se conformer à sept normes seulement, alors que les autobus plus âgés ou les autobus qui traversent la frontière à destination du Canada ne sont tenus de satisfaire à aucune norme ^{Note de bas de page 5}. Bien que ces normes applicables incluent des secteurs comme la résistance à l'impact de la carrosserie et du châssis, et la protection intérieure de l'occupant, les normes sont, à la base, fondées sur d'anciennes données, et leur champ d'application est limité selon la classification d'un autobus ^{Note de bas de page 6}. De plus, il y a des normes de niveau provincial et territorial qui pourraient avoir une incidence sur la sécurité des occupants, quoique celles-ci mettent principalement l'accent sur l'utilisation du véhicule et non sur la fabrication ^{Note de bas de page 5}.

Au Canada, les autobus ayant un PNBV inférieur à 4 536 kg sont tenus, en vertu de la NSVAC 208, d'avoir des installations de ceintures de sécurité de type 1 ou de type 2; c'est-à-dire, des ceintures sous-abdominales seulement (type 1) ou une retenue standard à trois points (type 2). Inversement, les autobus dont le PNBV est supérieur à 4 536 kg, comme les autobus urbains, ne sont pas tenus d'avoir de ceintures de sécurité à aucune place, sauf celle du conducteur ^{Note de bas de page 5}, ^{Note de bas de page 7}. Les règlements actuels ne prévoient aucune forme de protection de l'occupant pour les passagers d'autobus urbains, quoique les fabricants doivent se conformer aux règlements fédéraux applicables s'ils choisissent d'installer de l'équipement non obligatoire comme des ceintures de sécurité ^{Note de bas de page 5}, ^{Note de bas de page 7}.

Il faut noter que les fabricants d'autobus urbains et d'autocar peuvent choisir de satisfaire aux spécifications techniques de l'American Public Transportation Association (APTA), s'ils le désirent. Ces spécifications, présentées dans les « Standard Bus Procurement Guidelines » de l'APTA, contiennent des exigences pour les autobus urbains lourds et les autocars de navette ^{Note de bas de page 8}. Ces lignes directrices incluent des spécifications techniques pour l'intégrité structurelle et contiennent des exigences pour la résistance à l'impact en cas de collision frontale et arrière à vitesse réduite ^{Note de bas de page 8}.

En comparaison, les autobus scolaires ne sont pas tenus d'avoir de retenues pour les passagers, mais ils sont conçus autour du concept de protection de l'occupant appelé compartimentage, présenté dans la NSVAC 222 ^{Note de bas de page 9}. Cette caractéristique en est une qui offre une protection passive aux occupants en cas de collision frontale au moyen de sièges déformables qui absorbent l'énergie, ainsi qu'un espacement entre les sièges et une hauteur de dossier optimalisés ^{Note de bas de page 10}. Autrement dit, les sièges ou les barrières devant les occupants, sauf le conducteur qui doit avoir une ceinture de sécurité de type 2, servent à absorber l'énergie en cas de collision frontale.

Contrairement au Canada, selon les Federal Motor Vehicle Safety Standards (FMVSS) des États-Unis, les autobus scolaires ayant un PNBV inférieur à 4 536 kg sont tenus d'avoir des ceintures de sécurité sous-abdominales et baudriers pour tous les sièges ^{Note de bas de page 11}. Ces normes obligent également des ceintures de type 2 à tous les sièges d'autobus « au-dessus de la route (les autobus qui ont un étage surélevé au-dessus d'une soute à bagages) et tout autobus ayant un PNBV de plus de 11 793 kg, à l'exception des autobus urbains, des autobus scolaires et des autobus munis de sièges en périmètre ^{Note de bas de page 11}, ^{Note de bas de page 12}. Des modifications ont été proposées par le ministère des Transports du Canada afin de mettre en œuvre des changements réglementaires qui harmoniseraient le Règlement canadien sur la sécurité des véhicules automobiles avec les FMVSS des États-Unis en ce qui concerne les ceintures dans les autobus, mais ces changements n'ont pas encore été acceptés et adoptés ^{Note de bas de page 12}.

Types de collision et recherche sur la résistance à l'impact

Quatre configurations de collision suscitent un intérêt dans les discussions sur la résistance à l'impact des autobus : la collision frontale, la collision latérale, la collision arrière et le capotage. Bien que tous les types de collisions soient destructifs à leur façon et présentent un risque de blessure pour les occupants du véhicule, leurs différents fonctionnements exigent des considérations différentes sur le plan de la conception. ^{Note de bas de page 6}.

M. Matolcsy définit six catégories de sujets liées aux impacts frontaux, latéraux et arrière : le pare-chocs, la résistance des sièges des passagers et de leur ancrage, la rétention des passagers, la protection du conducteur, l'intégrité d'importants éléments structurels et l'aménagement intérieur ^{Note de bas de page 13Note de bas de page 14Note de bas de page 15}. Le pare-chocs sert de barrière déformante élastique dans les collisions à vitesse très réduite, et une barrière déformable semi-élastique à plastique aux vitesses faibles à élevées dans le but exprès de limiter la décélération en ayant recours à une zone déformable ^{Note de bas de page 13Note de bas de page 14Note de bas de page 15}. Les conceptions mettent l'accent sur la limitation de la décélération tout en ayant des pièces faciles à remplacer. Les sièges de passagers et leurs ancrages, ainsi que les ensembles de rétention (ceintures de sécurité) servent à ancrer l'occupant à une surface qui permet la dissipation et la redistribution des charges. Ainsi, la conception doit envisager de limiter la décélération, les forces et les déflexions sur le corps ^{Note de bas de page 5}, ^{Note de bas de page 13}, ^{Note de bas de page 16}. La protection du conducteur est différente de celle des passagers réguliers. Étant donné la position exposée à l'avant du véhicule, le compartiment du conducteur doit être conçu, non seulement pour contenir des systèmes de protection des occupants comme des sacs gonflables et des ceintures de sécurité, mais aussi pour limiter les intrusions structurelles qui peuvent blesser le conducteur ^{Note de bas de page 13}. Enfin, les éléments structurels doivent être conçus pour permettre à l'autobus de se déformer de telle façon à réduire le risque de blessure pour les occupants, alors que l'aménagement de l'intérieur devrait viser à atténuer la possibilité de blessures par l'optimisation du positionnement des structures comme les poteaux, les poignées et les coussins ^{Note de bas de page 13}.

M. Matolcsy définit trois accents importants pour les cas de capotage : avoir un toit suffisamment résistant pour servir d'abri aux passagers, atténuer l'éjection de passagers de leurs sièges ou de l'autobus même, et éviter le mouvement non contrôlé à l'intérieur du compartiment ^{Note de bas de page 13Note de bas de page 14Note de bas de page 15}.

Examen chronologique de la recherche expérimentale trouvée dans la documentation

On a décidé de chercher et d'étudier des publications qui mettent l'accent sur des essais en laboratoire et sur le terrain, plutôt que sur des simulations numériques ou une analyse statistique. La section suivante donne un résumé des publications pertinentes par ordre de date de publication.

LaBelle, 1963

En commençant par une enquête sur l'utilisation des ceintures de sécurité dans les autobus interurbains, ce document décrit un essai de collision frontale sur barrière qui en résulte à 40 km/h avec 26 mannequins adultes et enfants. Certains des sièges s'étaient détachés en raison du soulèvement du plancher et de la défaillance des dispositifs de fixation. Les résultats de l'essai initial ont servi à guider une série d'essais frontaux sur catapulte avec 10 g de décélération. Dans cet essai, les dispositifs de fixation des sièges avaient été améliorés par rapport aux fixations précédentes. L'auteur conclut que des décélérations de 10 g sont suffisantes pour mettre les sièges à l'essai ^{Note de bas de page 17}.

Kruger, 1986

L'auteur, dans son ouvrage ^{Note de bas de page 16}, traite de la façon dont la vulnérabilité statistique des aînés et des enfants sert de point central des efforts plus poussés pour développer des autobus et des autocars plus résistants à l'impact. Formulant l'hypothèse que les sièges d'autobus peuvent servir de système de retenue, l'auteur a effectué des essais sur catapulte à une vitesse de 24 km/h avec des distances de rangées entre 700 et 1 000 mm. Après 18 essais avec une pulsation de 5 g et une durée de 90 ms, les réactions des mannequins représentant le 50^e percentile de sexe masculin et des enfants âgés de six ans ont été examinées. Les résultats ont démontré que les charges en tête des mannequins d'enfants et le risque global de blessure diminuaient progressivement avec l'augmentation de la distance avec le siège avant, alors que les mannequins adultes démontraient le moins grand risque de blessure à une distance de rangées de 800 mm. L'auteur conclut que la distance optimale pour favoriser tant les enfants que les adultes se trouve dans la fourchette de 800 à 850 mm. En outre, l'auteur note que le caractère approprié des sièges devant servir d'ensemble de retenue en raison de leur grande taille, de leur proximité aux passagers et des dispositifs de fixation solides à la carrosserie du véhicule, tout en maintenant la sécurité des passagers, est déterminé par la capacité d'absorption de l'énergie et les caractéristiques de déformation des sièges.

Une deuxième série d'essais ont été menés et son décrit dans le document ^{Note de bas de page 16} afin d'observer la réaction des dispositifs de fixation des sièges sous des charges de décélération. Les essais simulaient une décélération de 10 g dans une collision frontale, maintenant les sièges dans la fourchette optimale retenue dans le cadre de la première série d'essais. Dans ces essais, les dispositifs de fixation originaux des sièges se sont détachés au moment de la collision; un incident détecté dans des accidents réels mettant en cause des autocars et des autobus à deux étages. Les essais ont démontré que ces défaillances diminuaient gravement l'efficacité des sièges comme systèmes de protection des occupants, alors que d'autres essais avec des dispositifs de fixation renforcés ont de nouveau démontré leur caractère approprié pour réduire le risque de blessures ^{Note de bas de page 16}.

Dal Nevo et coll., 1991

Inspirés par les deux pires collisions de l'histoire de l'Australie, une collision entre un autocar et un camion à 200 km/h où 19 personnes ont péri et une collision entre deux autocars à 200 km/h où 35 personnes ont péri, les auteurs ont comparé les conclusions des enquêtes sur ces accidents et d'autres collisions à une série d'essais menés conformément au Règlement 80 de la CEE ^{Note de bas de page 18}. On a conclu que la méthode d'essai prévue dans le règlement de la CEE ne reproduisait pas les dommages dans une collision réelle, et que la protection passive de 10 g n'offrirait pas une protection adéquate. Les auteurs ont conclu d'un système de sécurité à plusieurs facettes était nécessaire, incluant la résistance accrue de la carrosserie du véhicule en cas de capotage, des sorties de secours et des retenues des occupants de type 2. Un siège a été élaboré, intégrant un harnais de type 2 qui offrait une protection suffisante à une décélération de 20 g ^{Note de bas de page 18}.

Dickison et Buckley, 1996

Dickison et Buckley ^{Note de bas de page 19} présentent un système innovateur qui permet d'installer des sièges de substitution avec ceintures de sécurité intégrées dans des minibus. Au moment de la publication, la majorité des minibus et des autocars sur la route n'avaient pas de système de retenue ou avaient de simples ceintures sous-abdominales de type 1. Étant donné la demande du public pour accroître la sécurité des occupants, les fabricants adaptaient leurs sièges avec des ceintures ou développaient de nouveaux sièges avec des ceintures intégrées. Des essais effectués à la Motor Industry Research Association (MIRA) en Angleterre ont démontré que la fixation de nouvelles ceintures de sécurité sur les sièges existants était insuffisante puisque les dispositifs de fixation des sièges ne pouvaient pas résister à la charge accrue qui était appliquée, provoquant le détachement du siège du plancher ou son effondrement sur le passager. De plus, même si l'intégration des ceintures de sécurité accroissait la sécurité des occupants, la structure du plancher des autobus n'était pas conçue pour résister aux charges nouvellement accrues, et échouait les essais de charge statique ^{Note de bas de page 19}. L'équipe de la MIRA a développé un système de renforcement sous le plancher qui a permis l'installation des sièges de substitution avec des ceintures de sécurité intégrées dans des minibus. L'équipe a conclu que la conversion des autobus préexistants simplement du point de vue des sièges est généralement inadéquate, et qu'un programme de développement minutieux était nécessaire pour assurer le renforcement approprié de la structure du plancher ^{Note de bas de page 19}.

Berg et Niewohner, 1998

Berg et Niewohner ont effectué trois essais de collision grandeur réelle, un capotage et deux collisions frontales pour observer les causes des blessures pour les occupants. Dans l'essai de capotage, des mannequins Hybrid III (HIII) du 50^e percentile, deux retenus par des ceintures de sécurité sous-abdominales et trois sans ceintures de sécurité, en tant que passagers (tous les mannequins étaient munis d'instruments sauf le troisième mannequin sans ceinture). Un câble de traction a permis l'accélération de l'autobus à une vitesse de 40 km/h, lequel a été relâché lorsque l'autobus a grimpé la rampe jusqu'à ce qu'il renverse alors qu'il atteignait une vitesse soutenue de 30 km/h. Les auteurs ont signalé que les valeurs des critères de blessures mesurées étaient considérablement plus bas pour les mannequins attachés par rapport à ceux qui ne l'étaient pas, les différences les plus importantes étant pour les indices de blessures à la tête et de l'accélérant résultante de la tête. On a conclu que les ceintures de sécurité empêchaient que les passagers soient propulsés dans l'aire centrale de l'autobus, ce qui réduirait l'incidence de blessures graves ^{Note de bas de page 20}.

Deux essais de collision frontale ont été effectués. Dans le premier essai, un mannequin portait une ceinture et l'autre n'en portait pas. Le deuxième essai a repris le nombre et la configuration de l'essai de capotage. Le premier essai a été effectué à 40 km/h avec un chevauchement de 70 % sur l'arrière d'un camion de 16 tonnes stationnaire dont les freins étaient engagés. Le deuxième essai a été effectué à 31 km/h avec un chevauchement de 30 % avec un obstacle rigide. Les auteurs ont conclu que même si le conducteur et les personnes qui l'entourent sont à risque accru en raison des intrusions structurelles possibles dans la zone, la flexibilité de la structure avant de l'autobus menait à un niveau relativement faible de décélération dans la zone des passagers, ce qui voulait dire que les passagers avec et sans ceintures avaient un risque relativement faible de blessure ^{Note de bas de page 20}.

Mitsuishi et coll., 2001

Mitsuishi et coll. dans le document ^{Note de bas de page 21} ont mené des essais de collision sur catapulte à des vitesses de 25 km/h et de 35 km/h avec trois mannequins Hybrid III munis d'instruments dans deux rangées. Deux mannequins étaient retenus à l'aide de ceintures sous-abdominales à deux points (type 1) (un par rangée) alors que le mannequin de la deuxième rangée avant a été laissé sans ceinture. La rangée avant se trouvait à une distance de 360 mm d'une boîte de service d'autobus simulée et la deuxième rangée se trouvait à une distance 860 mm de la rangée avant. Dans leurs conclusions, les auteurs ont discuté des limitations des ceintures sous-abdominales pour empêcher les impacts à la tête et la possibilité de réduire les blessures aux occupants en variant la distance entre les rangées ^{Note de bas de page 21}.

Elias et coll., 2001 et Hinch et coll., 2002

Les deux documents présentaient des recherches menées par la National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) afin d'évaluer le potentiel des retenues de sécurité à bord des grands autobus scolaires, au moyen de deux essais dynamiques pleine grandeur (une collision frontale et une collision latérale) et une série d'essais dynamiques sur catapulte à l'aide d'ensembles de retenue de rechange. Elias et coll. ont publié un document préliminaire ^{Note de bas de page 22} dans le cadre de la 18^e Conférence internationale technique sur l'amélioration de la sécurité des véhicules, alors que les travaux de Hinch et coll. ^{Note de bas de page 6} ont été présentés dans un rapport au Congrès américain à la conclusion de leurs recherches ^{Note de bas de page 6}, ^{Note de bas de page 22}.

La première collision était un impact frontal entre un autobus scolaire conventionnel de classe C et une barrière rigide à 48 km/h. Des mannequins Hybrid III munis d'instruments étaient présents dans le véhicule, représentant deux hommes adultes du 50^e percentile, deux femmes adultes du 5^e percentile, et deux mannequins de la taille d'un enfant de six ans. Les mannequins ont été placés en position assise le plus loin possible vers l'arrière du coussin du siège. Les observations après l'impact démontraient un mouvement avant net de l'occupant de la cabine en raison de la construction standard de l'autobus, dont la carrosserie était fixée aux rails du châssis par une série de brides; une caractéristique qui, selon les auteurs, a mené à des niveaux réduits d'accélération. Les valeurs de l'indice de blessures à la tête, de l'indice de blessures au cou et de l'accélération du torse ont été calculées pour tous les dispositifs d'essais anthropomorphiques (DEA) ^{Note de bas de page 6}, ^{Note de bas de page 22}.

L'essai de collision latérale était un impact entre un camion à cabine avancée de 11 406 kg et le côté d'un autobus scolaire stationnaire de style urbain de classe D à 72,4 km/h. Le point d'impact a été choisi pour le camion frappe directement derrière l'essieu avant de l'autobus. Sept mannequins munis d'instruments ont été utilisés : un mannequin Hybrid III le 50^e percentile du sexe masculin muni d'un seul accélérateur triaxial dans la tête, deux femmes HIII du 5^e percentile et deux mannequins Hybrid III/SID du 50^e percentile du sexe masculin. Les observations après impact ont démontré que presque la moitié du camion a pénétré la carrosserie de l'autobus. L'indice de blessure à la tête, l'accélération du torse et l'indice de traumatisme au thorax ont été calculés pour tous les DEA ^{Note de bas de page 6}, ^{Note de bas de page 22}.

Les essais sur catapulte ont été conçus pour évaluer la taille des occupants, des stratégies de retenues, des conditions de chargement, l'espacement des sièges et la hauteur des dossiers. Les tailles d'intérêt des occupants étaient les suivantes :

• Un enfant moyen de six ans (représenté par un mannequin Hybrid III de la taille d'un enfant de six ans)
• Un enfant moyen de 12 ans (représenté par un Hybrid III du 5^e percentile du sexe féminin)
• Un grand élève du secondaire (représenté par un mannequin Hybrid II du 50^e percentile du sexe masculin)

Trois stratégies de retenues différentes ont été évaluées :

• Le compartimentage
• Les ceintures sous-abdominales (jumelées au compartimentage)
• Les ceintures baudriers à trois points (sur un siège modifié avec dossier non conforme à la FMVSS 222)

D'autres facteurs d'intérêt comprenaient :

• L'espacement des sièges
• La hauteur du dossier
• La charge arrière de l'occupant

Les mannequins ont été chargés en trois positions de sièges différentes et avec des combinaisons de retenues différentes afin d'évaluer différentes stratégies et différents facteurs en même temps : les occupants retenus sans charge d'occupant derrière eux, les occupants retenus avec une charge d'occupants non retenus derrière eux (compartimentage) et des occupants sans ceinture dans le dossier du siège devant eux (compartimentage). Les données cinématiques et des instruments ont été analysés, et les conclusions suivantes ont été tirées :

Compartimentage :

Des valeurs faibles de blessure à la tête ont été observées pour les mannequins de toutes les tailles, sauf dans les cas où ils sont passés par-dessus le siège. Des valeurs élevées de blessure à la tête étaient présentes lorsque le mannequin du 50^e percentile du sexe masculin a passé par-dessus le siège devant lui, alors que les sièges à dossier élevé empêchaient cela. Environ la moitié des mannequins enfants et du 5^e percentile ont enregistré des valeurs de blessure au cou élevées. Le compartimentage est sensible à la hauteur du siège, ne semble pas être sensible aux conditions de charge arrière et semble être influencé modérément par l'espacement des sièges.

Ceintures sous-abdominales :

Les ceintures de type 1 ont retenu les DEA dans leurs sièges. Les valeurs de l'indice de blessure à la tête étaient faibles pour tous les mannequins. Les valeurs de l'indice de blessure au cou étaient généralement plus élevées que pour ceux des essais de compartimentage. Le potentiel de blessure au cou est très sensible à l'espacement des sièges et à la taille de l'occupant, un grand nombre d'essais produisant des valeurs de blessure au cou de plus de deux fois le seuil désiré.

Ceintures sous-abdominales et baudrier

Les ceintures de type 2 ont été efficaces pour retenir les DEA dans leurs sièges et les valeurs de l'indice de blessure à la tête étaient faibles pour tous les mannequins. L'indice de blessure à la tête était dramatiquement plus faible que pour les deux autres types d'ensembles de retenue. Lorsque les ensembles de retenue étaient bien placés, les valeurs de l'indice de blessure au cou étaient inférieures à 1,0 pour tous les mannequins. On a noté qu'il y a une grande possibilité de produire des résultats indésirables si les ensembles de retenue sont mal utilisés.

En modifiant le dossier pour tenir compte de la charge accrue appliquée par la ceinture de sécurité, le dossier devient plus rigide et réduit l'effet d'atténuation des blessures du compartimentage. Les conceptions plus rigides pourraient être surmontées en reconfigurant la conception des sièges ou en modifiant les exigences de la FMVSS 222.

Legault, 2004

La Division des normes et règlements de Transports Canada a mené une étude afin d'évaluer la sécurité relative des enfants voyageant à bord d'autobus scolaires au moyen du compartimentage et des ensembles de retenue pour enfants. Des essais ont été menés sur un chariot d'accélération HyGe en utilisant des mannequins différents pour représenter l'anthropométrie variée des enfants, dans des conditions d'essai conformes à la méthode d'essai 213 – Ensembles de retenue pour enfants (delta-v de 48 km/h, régime de décélération de 20 g) ^{Note de bas de page 10}. Deux essais ont été effectués avec un mannequin CRABI représentant un enfant de 18 mois en utilisant le compartimentage et un ensemble de retenue pour enfant, deux essais ont été effectués avec des mannequins Hybrid III représentant des enfants de 3 ans et de 6 ans en utilisant le compartimentage seulement, et trois essais ont été effectués avec le mannequin représentant un enfant de 3 ans en utilisant des ensembles de retenue pour enfants. Les résultats de l'étude ont permis à l'équipe de conclure que les enfants dont le poids est de 18 kg ou moins, ou jusqu'à l'âge d'environ 4 ans ½ bénéficieraient de l'utilisation d'un ensemble de retenue d'enfant installé convenablement en fonction de leur taille lorsqu'ils voyagent en autobus scolaire, et que les enfants plus vieux continueraient d'être bien protégés par le compartimentage ^{Note de bas de page 10}.

Tylko et Charlebois, 2010

En 2010, la Division de la résistance à l'impact de Transports Canada a enquêté sur la protection des enfants à bord des autobus scolaires au moyen d'un programme d'essai de collision qui comprenait des essais de collision frontale et latérale, jumelé à des essais sur catapulte pour évaluer des contre-mesures éventuelles ^{Note de bas de page 2}.

Un essai de collision frontale avec barrière rigide a été effectué avec un autobus scolaire Ford E350 Girardin Futura 2006 heurté par une barrière rigide à 48 km/h. Des mannequins de tailles différentes munis d'instruments en différentes positions assises et utilisant différents ensembles de retenue des occupants ont servi à évaluer le niveau de blessure pour toutes les combinaisons respectives. L'analyse des auteurs a démontré que la gravité de la collision dépassait les limites de protection du compartimentage et que l'on devrait envisager de rehausser la hauteur de la demi-barrière à l'avant de l'autobus et d'ajouter du rembourrage d'absorption d'énergie pour améliorer le confinement des mannequins occupants et potentiellement réduire les résultats de blessure à la tête ^{Note de bas de page 2}.

Deux essais de collision latérale ont été effectués, un avec un autobus scolaire Thomas SAF-T-Liner 2009 heurté par une barrière rigide en mouvement, et l'autre avec un autobus scolaire Ford E350 Girardin Futura 2006 heurté par une camionnette Dodge Ram 1500. Dans le premier essai, l'autobus a été heurté par la barrière à une vitesse de 48 km/h. Les résultats pour la tête, le cou, l'épaule, le thorax l'abdomen et le pelvis des mannequins de choc latéral du 5^e percentile féminin, du 50^e percentile masculin, représentant des enfants de trois ans et des enfants de six ans, étaient inférieurs à leurs limites de blessure respectives ^{Note de bas de page 2}.

Dans le deuxième essai, la camionnette a heurté l'autobus stationnaire à 60 km/h, un impact beaucoup plus grave, non seulement en raison de la vitesse, mais en raison des similarités de masse des véhicules (4 355 kg par rapport à 2 461 kg). La collision a provoqué l'éjection d'un mannequin de la taille d'un adolescent sur le choc, et l'éjection d'un mannequin de la taille d'un adolescent au rebond. Les résultats ont démontré que le compartimentage n'avait pas réussi à contenir les mannequins occupants dans leurs sièges, et que dans l'absence de rembourrage d'absorption d'énergie, surtout à proximité de la fenêtre, peut avoir causé un risque accru de blessure à la tête. Les auteurs ont conclu que les mesures de protection actuelle en utilisant le compartimentage ne sont pas suffisantes pour les collisions à impact latéral parce que la conception actuelle des sièges d'autobus ne peut pas prévenir l'éjection ^{Note de bas de page 2}.

D'autres travaux ont été effectués afin d'étudier les contre-mesures de protection des occupants possibles afin de traiter des limitations observées du compartimentage et optimiser la protection en cas de collision des autobus scolaires. Ils s'appuyaient sur les impératifs d'un système de protection optimal :

• Assurer une réduction globale du risque de blessure en cas de collisions frontales, latérales et de capotage;
• Convenir à tous les groupes d'âge, toutes les tailles et tous les comportements;
• Être pratique pour tous les utilisateurs;
• Être abordable.

Les ceintures de sécurité à trois points d'ancrage (type 2) ont été les premières contre-mesures étudiées. Étant donné la charge accrue causée par les ensembles de retenue des occupants pendant une collision, les auteurs ont comparé des sièges d'autobus réguliers aux sièges renforcés pour composer avec les charges accrues, en utilisant la méthode d'essai de la NSVAC 222. Les résultats des essais de comparaison ont démontré que les sièges réguliers et les sièges renforcés de contreplaqué avaient produit des valeurs de l'indice de blessure au cou bien en deçà de la limite de 1 000; toutefois, ils indiquent des accélérations de la tête de plus du double de la magnitude de 80 g considérée comme la limite acceptable. Ces résultats laissent entendre que l'indice de blessure à la tête peut ne pas être une mesure suffisante du risque de blessure à la tête dans les sièges munis de ceintures de sécurité pour occupant à trois points d'ancrage ^{Note de bas de page 2}.

Des essais sur catapulte ont ensuite été menés pour étudier davantage les ceintures de sécurité à trois points d'ancrage. Les résultats ont démontré que même dans une collision de moindre gravité, les occupants sans ceinture dans des sièges munis de ceintures de sécurité à trois points d'ancrage peuvent être exposés à un risque accru de blessures à la tête et aux jambes ^{Note de bas de page 2}.

Les ceintures sous-abdominales sont les deuxièmes contre-mesures étudiées. Des essais sur catapulte avec des mannequins Hybrid III représentant des enfants de six ans et de 10 ans et des femmes du 5^e percentile assis dans des sièges d'autobus scolaire réguliers modifiés pour recevoir des ceintures sous-abdominales ajustables à deux points d'ancrage différents ont été effectués. Les résultats ont indiqué que la majorité des mesures de blessure étaient inférieures au seuil de blessures, quoique la tête des mannequins avait tendance à tourner vers l'arrière lorsqu'ils heurtaient le dossier du siège devant eux. Une observation a été notée concernant la biofidélité du mannequin Hybrid III représentant un enfant de six ans; il s'agit de la discontinuité entre la chair du pelvis et la partie supérieure des jambes, jumelée à la posture inflexible du pelvis en position assise, ce qui confond les mesures enregistrées pour le mannequin parce que la partie supérieure du corps et la tête se comportent comme un pendule ^{Note de bas de page 2}.

Les dernières contre-mesures étudiées étaient le rembourrage d'absorption d'énergie et les technologies de rideau gonflable. Le rembourrage d'absorption d'énergie s'est révélé efficace pour réduire les mesures de blessures à la tête et au thorax pour les mannequins représentant des enfants et des adolescents, alors que les rideaux gonflables jumelés au rembourrage des cadres de fenêtres réduisaient considérablement les valeurs de l'indice de blessure à la tête pour les mannequins de la taille d'un adolescent ^{Note de bas de page 2}.

Li et coll., 2013

Li et coll. ^{Note de bas de page 23} étudient les blessures au cou, au thorax et au fémur chez les enfants, dans différentes conditions de retenue au moyen d'une série d'essais sur catapulte en laboratoire. Cinq essais ont été menés en utilisant deux baquets différents, et différents DEA munis d'instruments. Des critères de blessure pour les parties du corps susmentionnées ont été calculés, et bien que les résultats pour la tête, le thorax et le fémur se trouvaient dans les limites acceptables prévues par les FMVSS 208, les seuils de blessure au cou étaient dépassés dans les essais où le compartimentage et les ceintures abdominales étaient les seuls ensembles de retenue utilisés. Les auteurs ont conclu ce qui suit ^{Note de bas de page 23} :

• Le cou est la partie du corps la plus susceptible d'être blessée dans les collisions frontales en autobus scolaire en utilisant des ensembles de retenue réguliers pour les occupants.
• Le compartimentage et les ceintures sous-abdominales ne suffisent pas à protéger le cou, bien que ces mesures soient acceptables pour protéger la tête, le thorax et le fémur.
• Il faudrait développer des dossiers améliorés si l'on prévoit de n'utiliser que le compartimentage et les ceintures sous-abdominales.
• Les ceintures à trois points d'ancrage offrent une protection acceptable pour toutes les parties du corps étudiées ^{Note de bas de page 23}.

Conclusion

Bien qu'il s'agisse d'un sujet d'intérêt depuis plus de cinquante ans, les enquêtes sur des méthodes acceptables pour améliorer la sécurité des occupants et atténuer le risque de blessures dans différents types d'autobus sont peu nombreuses ^{Note de bas de page 5}. Chaque type d'autobus est assujetti à des normes fédérales différentes et est donc assujetti à des niveaux et des formes de protection variables. La documentation actuelle met principalement l'accent sur les ceintures de sécurité et le compartimentage, et n'étudie pas les contre-mesures de rechange de protection contre les blessures ^{Note de bas de page 2}, ^{Note de bas de page 5}, ^{Note de bas de page 6}, ^{Note de bas de page10}, ^{Note de bas de page16},^{Note de bas de page17},^{Note de bas de page18},^{Note de bas de page19},^{Note de bas de page20},^{Note de bas de page21},^{Note de bas de page22},^{Note de bas de page23}. Des recherches plus approfondies sont nécessaires pour concevoir convenablement des formes de protection des occupants nouvelles ou améliorées, dans le but de réduire le potentiel de blessure pour les occupants, non seulement en cas de collision frontale, mais aussi pour toutes les configurations de collisions. Il semble également y avoir un préjugé net en faveur des autobus scolaires dans la documentation, ce qui existe d'autres enquêtes sur la protection des occupants dans d'autres types d'autobus courants comme les autobus urbains.