Les collab' | #7 Domaines Skiables de France & le LBA

Comment rendre nos pistes de ski plus sûres ? Focus sur les matelas de protection

Que vous soyez plutôt team Piou Piou ou le roi de la glisse fraîchement décoré de votre Étoile d’or, vous avez déjà certainement croisé lors de vos descentes en ski ces matelas de protection, souvent de couleur orange, qui étreignent sapins, pylônes et obstacles artificiels en tout genre, afin de sécuriser les pistes.

Dans cette nouvelle collab’, lumière sur les travaux de recherche de Marine Dorsemaine, portant sur les enjeux de sécurité des matelas de protection (et de leur pose) dans les stations de ski. Marine est doctorante à l’Université Aix-Marseille et effectue sa thèse depuis 2018 au Laboratoire de Biomécanique Appliquée - LBA (Aix-Marseille Université / Gustave Eiffel) en collaboration avec les Domaines Skiables de France.

La genèse du projet

Sur les pistes de ski, de nombreux matelas sont actuellement installés sur différents obstacles afin de réduire la gravité des blessures en cas de collision. Ces équipements sont soumis à une norme de fabrication (norme AFNOR NF S52-105 de 2003) qui définit les caractéristiques des matelas en termes de capacités d’absorption, d’étanchéité, et de résistance de l’enveloppe. Néanmoins il est apparu que les performances des matelas et la représentativité de cette norme étaient insuffisamment documentées. C’est ainsi qu’a été défini le sujet de thèse CIFRE porté par Marine. 

La problématique scientifique

Ce projet de recherche vise à évaluer les performances des matelas à protéger des blessures, au regard des conditions d’accidents et de la réalité des usages afin de les améliorer. En d’autres termes, les travaux ont pour but de comprendre comment se comportent les matelas, dans quelles conditions ils atteignent leurs limites de performances ou perdent en efficacité, mais aussi quels paramètres vont affecter (ou non) leur comportement/performances, pour in fine proposer des améliorations.

La démarche scientifique

Le projet d’étude comprend 4 étapes de recherche :

1. Caractériser la traumatologie suite à des collisions contre des obstacles

Force est de constater que peu d'informations sur les collisions étaient disponibles. Une analyse épidémiologique a été menée en collaboration avec l’Association des Médecins de Montagne et le Système National d’Observation de la Sécurité en Montagne (SNOSM). Les données collectées ont permis de mieux comprendre les collisions contre obstacles et de caractériser les victimes de ces accidents, les blessures induites mais également les facteurs de risque de ces accidents.

2. Caractériser les conditions d’impact lors de nombreux scénarios de collisions contre des obstacles

Par la suite, 910 simulations numériques reproduisant des collisions contre des obstacles non protégés ont été réalisées, afin d'identifier les zones du corps impactées par l’obstacle en fonction de différents scénarios d’accidents avec notamment des vitesses initiales variables. Ces modélisations doivent être les plus représentatives possibles des accidents sur piste afin de déterminer dans quelles conditions sont sollicités les matelas. Ces simulations ont mis en évidence l’importance de protéger en particulier la tête et le torse, zones du corps fréquemment impactées avec des vitesses importantes lors des collisions.

3. Évaluer les performances des matelas selon la réalité des usages

Les résultats des simulations numériques ont été utilisés pour définir les conditions des essais expérimentaux en station de ski sur des matelas. Plus de 670 impacts d’une tête métallique ou d’un torse en résine ont été réalisés sur 75 matelas. Ces essais ont montré l’influence de la vitesse d'impact, de l’épaisseur de matelas ou de l’air contenu sur ses capacités d’amortissement.

4. Évaluer les performances des matelas de protection selon la diversité des accidents

L’analyse des performances des matelas a été poursuivie en évaluant les risques de blessures à la tête et au thorax lors de simulations numériques de collisions contre des obstacles. Les obstacles étaient alors protégés par des matelas de différentes épaisseurs. Les 3692 simulations réalisées ont permis de mettre en évidence leurs performances en termes de protection contre les blessures graves, mais aussi leurs limites en cas d’impact à forte vitesse.

Les résultats et perspectives du projet

Grâce à ces travaux, des recommandations pour la révision de la norme de fabrication actuelle des matelas ont été élaborées, ainsi que des propositions pour la création d’un standard d’usage et de gestion des matelas durant de leur cycle de vie. Un prototype de banc d’auto-évaluation a également été développé, et devrait permettre à terme aux stations de ski d’estimer, de manière autonome et sans connaissance scientifique particulière, les performances des matelas au cours du temps.

“Nous avons eu des retours très positifs des Domaines Skiables de France. Les travaux réalisés jusqu’alors ont permis une meilleure compréhension des collisions contre des obstacles et fournissent des données pour la mise en place de campagnes de prévention spécifiques, pour le dimensionnement des secours et pour l’aménagement des pistes. Ces résultats serviront aussi pour l’évolution des standards (de fabrication et d’usage), la conception et l’évaluation des matelas d’aujourd’hui et de demain.”, précise Marine.

Enfin, au vu de la réussite de ce projet, la collaboration entre le LBA et Domaines Skiables de France se poursuit avec le recrutement de Marine pour poursuivre les travaux ! Félicitations à elle 👏 !

Publications :

Article publié (journal indexé JCR, facteur d’impact de 4,32 en 2020). Dorsemaine, M., Bailly, N., Riveill, S., Faucheur, T., Perretier, C., Masson, C., & Arnoux, P.-J. (2021). About some factors influencing safety mattress performances in head impact collisions: A pilot study. Journal of Science and Medicine in Sport, 24(10), 1067‑1072. https://doi.org/10.1016/j.jsams.2021.02.015