Modélisation du corps humain pour le confort du siège – HBM4SEAT

Lors d'un trajet en train, en voiture ou en avion, le siège, en contact direct avec le corps, joue un rôle clé dans l'expérience de confort des passagers. Mais concevoir un siège unique capable de satisfaire toute une population voyageuse est un défi car l’anthropométrie et les activités des voyageurs varient considérablement. Aujourd'hui, pour évaluer un siège, les fabricants de sièges s'appuient principalement sur des volontaires : ils ne peuvent tester qu'un nombre très limité de prototypes, en phase de conception tardive, limitant ainsi le choix d'alternatives techniques. Afin de réduire les délais de commercialisation, ils souhaitent effectuer des tests virtuels avec des modèles de corps humain (HBM) représentant une population de voyageurs dès le début du processus de conception. Cependant, les outils de simulation existants sont encore loin de répondre à leurs attentes.
Il existe seulement quelques modèles de corps humain (HBM) pour évaluer le confort d’assise. Ils représentent généralement quelques tailles corporelles et décrivent mal la variabilité des voyageurs. De plus, ces HBM ne sont que partiellement validés et se concentrent sur les paramètres liés à la pression, dans des conditions d'assise simplifiées ou spécifiques. Les réponses corporelles qui sont cruciales pour l'évaluation de l'inconfort, telles que la déformation des tissus mous, peuvent être simulées. Cependant, il manque des critères objectifs les liant au confort et, plus généralement, des réponses biomécaniques adaptées pour la validation du HBM.
Le projet de Chaire Industrielle HBM4SEAT vise donc à structurer les efforts de recherche autour d'une plateforme d'évaluation du confort d'un siège, depuis le développement des HBM jusqu'à la proposition des critères d'évaluation biomécaniques. Une famille de HBM diversifiée sera validée dans différentes conditions d'assise, en termes de pression de contact et de déformation des tissus mous. Les configurations de sièges préférées seront étudiées expérimentalement avec un siège reconfigurable. Les variables biomécaniques mesurées (e.g. forces de contact, répartition de la pression) et prédites (e.g. déformation des tissus mous, pression intra-discale, angle articulaire) seront utilisées pour développer des critères objectifs. L'approche open source garantira la disponibilité à long terme des résultats et leur large diffusion. Au cours du projet, les partenaires industriels appliqueront les outils développés à des sièges génériques et commerciaux, garantissant ainsi le transfert des connaissances et des technologies.
La Chaire s'appuie sur les besoins communs de deux fabricants de sièges (Safran Seat France et Forvia) et d'un intégrateur ferroviaire (Alstom), leaders mondiaux dans les domaines respectifs de l'aéronautique, de l'automobile et du ferroviaire. Le laboratoire de recherche d'accueil LBMC (Laboratoire de Mécanique et Biomécanique des Chocs) est une unité mixte de recherche de l'Université Gustave Eiffel (Univ Eiffel) et de l'Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL). Altair, un leader en simulation numérique, contribuera au transfert des HBM dans ses solveurs d'éléments finis open source et commerciaux. LBMC possède une longue expérience dans la modélisation du corps humain pour des applications de confort et de sécurité dans les transports. LBMC a récemment développé le premier HBM open source pour la simulation du confort d'assise, appelé PIPER confort adulte. LBMC a également développé un siège expérimental reconfigurable unique pour étudier les configurations de sièges préférées.
Le futur porteur de cette chaire, Xuguang WANG, est directeur de recherche à l'Univ Eiffel. Depuis 1992, il travaille sur la modélisation numérique du corps humain pour la conception ergonomique des produits. Il a été responsable de l’équipe « Ergonomie et Biomécanique » du LBMC de 2007 à 2017. Il est actuellement co-responsable de l'axe de recherche « confort et sécurité des véhicules automatisés » au LBMC.