Development of a methodology for numerical reconstruction of real-world pedestrian accident

Les piétons sont considérés comme les usagers les plus vulnérables de la route et représentent à eux seuls 13 % des tués lors d'accidents de la route en France. Depuis plusieurs années, afin d'améliorer la sécurité des piétons, un premier pas a été de comprendre les relations entre la conception du véhicule et les mécanismes de lésion du piéton. Des modèles mathématiques multicorps de piétons et de véhicules ont été développés dans le but de simuler la cinématique de la victime lors d'impact avec le véhicule. Ce sont ces efforts de modélisation qui doivent conduire à la définition des conditions initiales de la tête à l'impact pour la simulation du traumatisme crânien au moyen d'une modélisation par éléments finis. Dans ce contexte, l'objectif est de développer une méthodologie de reconstruction de l'accident réel de piéton, afin de déterminer sa cinématique puis à terme de simuler le traumatisme crânien. Cette dernière étape permettra in fine d'extraire des critères de blessure de la tête plus précis que les critères actuellement en vigueur. Il est ainsi nécessaire de définir des modèles mathématiques de véhicule et de piéton. Une évaluation de différents modèles multicorps de coups ainsi que des conditions aux limites de la tête a été réalisée à l'aide d'une analyse modale multidirectionnelle. Puis la thèse se portera sur le développement d'une méthode de reconstruction automatisée de la cinématique du piéton par la modélisation multicorps. Une application de l’outil développé est réalisée sur une base de données de 8 accidents réels piéton/véhicule.Pedestrians are considered the most vulnerable road users and alone account for 13% of killed in road accidents in France. For several years, to improve pedestrian safety, the first step was to understand the relationship between vehicle design and mechanisms of pedestrian injuries. Mathematical multibody models of pedestrians and vehicles have been developed to simulate the kinematics of the victim during impact with the vehicle. These are the modeling efforts that should lead to the definition of the initial conditions of the head at impact for the simulation of head injury using a finite element modeling. In this context, the objective is to develop a methodology for the reconstruction of real pedestrian accident to determine its kinematics and to simulate the head injury. This last step will ultimately extract head injury criteria more accurate than the criteria currently used. It is thus necessary to define mathematical models of vehicle and pedestrian. An evaluation of different models of multibody neck models and head boundary conditions was performed using a multi-modal analysis. Then the thesis will be on developing an automated method of reconstruction of the pedestrian kinematics with multibody modeling. An application of the developed tool is performed on a database of 8 real accidents of pedestrian vs. vehicle