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Systèmes de Transports

Influence du Jerk sur le rattrapage d’équilibre

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publié le 13 mars 2015

Pilotage : STRMTG
Réalisation : IFSTTAR- Laboratoire de BioMécanique des Chocs
Juin – Décembre 2014

Cette étude a pour objectif de comprendre l’influence du Jerk (dérivée temporelle de l’accélération) sur l’équilibre des personnes ainsi que l’adéquation des exigences de la norme NF EN 13 452-1 « Systèmes de freinage des transports publics urbains et suburbains ».

L’objectif étant d’identifier l’impact d’une forte variation du Jerk sur le déséquilibre, un modèle mécanique simple est utilisé. Il représente l’aptitude de l’homme à se rattraper selon trois stratégies : stratégie de cheville, de hanche et réalisation d’au plus un pas de rattrapage utilisées à leur capacité maximale (temps de préparation du pas court, longueur maximale du pas etc). A noter qu’aucun point d’appui (ex : barre de maintien) n’est pris en compte.

1ère phase

Le modèle est soumis à une perturbation correspondant à un profil de décélération d’un tramway. L’ensemble des pas de rattrapage est ensuite analysé pour déterminer le % de pas permettant de se rattraper. Ce % de pas sert d’indicateur de comparaison de profils de décélération (indicateur à n’utiliser qu’en relatif) vis-à-vis du déséquilibre engendré.

La relation « variation du jerk » et « variation du % de pas permettant de se rattraper » n’est pas linéaire : diminuer le jerk entre 4 et 8 m/s3 n’apporte pas un gain important, tandis que sous 4 m/s3, le gain est tout de suite intéressant.
L’étude permet par ailleurs de confirmer que le seuil de 8 m/ s3 de la norme est effectivement un maximum à ne pas dépasser.

2nde phase

Dans un second temps, l’étude a eu pour objectif de définir un profil de décélération « idéal » à distance d’arrêt équivalente et de définir le gain à réaliser des freinages maximaux de service (FU1) plutôt que des FU3.

Concernant le profil de décélération « idéal », les paramètres fixés par la norme ne laissent pas de marge pour limiter le jerk dans le respect de la distance d’arrêt maximale. De plus, une diminution du jerk implique une décélération sur un temps plus long et donc une vitesse d’impact potentiel plus élevée.

Lors d’un non acquittement de la veille, la demande de réaliser un FU1 au lieu d’un FU3 permet de réduire significativement le % de rattrapages impossibles en un pas.

Lors d’un freinage réalisé en zone de dégagement de quai (tramway en phase d’accélération), le modèle est penché vers l’avant : à temps de montée constant de la décélération, l’effet de cette accélération initiale du tramway sur le déséquilibre est fort. L’usage d’un FU1 à la place d’un FU3 dans cette zone permet bien de réduire sensiblement le risque de déséquilibre.