Protéger nos têtes : l'expérience MIPS
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Protéger nos têtes : l'expérience MIPS

Comment augmenter la protection des casques ?
Texte Loïc Giaccone
Photos Loïc Giaccone
Comment augmenter la protection des casques ?
Texte Loïc Giaccone
Photos Loïc Giaccone
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Cet article est une production skipass.com, réalisée avec le soutien de Bollé.

Au mois de septembre dernier, nous avons participé à un voyage de presse de la marque Bollé, spécialiste en optiques et protections. L'invitation était originale et permettait de faire un article différent d'un lancement produit "classique" : nous avons été conviés dans la capitale suédoise, Stockholm, pour visiter le siège de ce qu'on appelle dans le jargon une "marque ingrédient" : MIPS

Un petit logo jaune sur certains casques, ça vous parle ? Dans l'industrie, certains fabricants ne font pas des produits complets destinés à la vente mais fournissent des technologies aux marques, qui les intègrent à leurs modèles avant de les commercialiser (comme les membranes Gore Tex ou les semelles Vibram, pour citer les plus connues). C'est le cas de cette solution de protection développée par les suédois de MIPS, que vous retrouverez sur le nouveau modèle de casque de Bollé, l'Instinct. 

Alors, comment ça marche ce système ? Quel intérêt ?

Notre tête est fragile

Nous avons commencé la visite par un cours magistral de médecine, en lieu et place des habituelles présentations de gammes par un responsable marketing. L'enseignant ? Le professeur émérite Hans von Holst, neurochirurgien à l'institut Karolinska et à l'origine de l'idée derrière le système MIPS. Il part d'un constat simple : notre tête est fragile. Dans les années 90, il est surpris du nombre de patients, pourtant casqués, qu'il reçoit sur sa table d'opération suite à des traumatismes crâniens.

Dans les cas les plus graves de traumas (TBI, Traumatic Brain Injury), l'hémorragie est telle qu'il doit ouvrir la boite crânienne du patient pour réduire la pression sur les parties non endommagées des deux lobes cérébraux, afin de limiter les dégâts. Une opération nécessaire pour la survie des victimes, mais aux conséquences lourdes.

Le neurochirurgien nous explique également que les personnes ayant subi un traumatisme crânien sont plus susceptibles de développer une démence ou un Alzheimer. A la fin de la présentation (avec photos...), plus personne ne s'imagine prendre le vélo en ville ou aller skier sans casque... 


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Types d'impacts

En 1996, il s'associe avec Peter Halldin et Svein Kleiven du KTH (Royal Institute of Technology), dans le but d'améliorer les performances des casques lors d'accidents et ainsi diminuer la gravité des blessures. 

Leur analyse leur montre que ceux-ci sont développés selon le même principe que la boite crânienne : une couche de protection qui absorbe l'impact avant que celui-ci n'atteigne le cerveau. Lors des tests de normalisation, les casques sont lâchés sur une surface plane, et on mesure les forces transférées à la fausse tête qu'il contient, bardée de capteurs. En-dessus d'un certain niveau d'absorption, le casque est normé.

Cette conception marche dans le cas d'un impact linéaire direct, sans mouvement de la tête. Malheureusement en pratique, c'est un peu plus compliqué : la plupart des chocs se font avec un angle qui provoque une rotation du crâne. Tout se joue lors de l'impact, en quelques millisecondes : le vif mouvement entraine un déplacement de la matière qui compose le cerveau (de plusieurs millimètres, Kleiven and Hardy, Stapp Car Crash Journal 2002), en compression d'un côté et extension de l'autre. A gauche un impact sans rotation, à droite un impact sur une surface inclinée provoquant une rotation indiquée par la flèche rouge (Kleiven, Enhanced Safety of Vehicles 2007) :

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Donc au-delà de l'impact lui-même (bien absorbé par l'ensemble boite crânienne + casque), c'est le mouvement de rotation provoqué par celui-ci dans le cas d'une chute sur une surface tangentielle qui peut provoquer des lésions cérébrales, potentiellement graves (hématomes sous-duraux et commotions cérébrales essentiellement)

L'idée commence à prendre forme : leur casque idéal devrait continuer de protéger contre les chocs directs, mais aussi réduire l'effet de rotation de la tête. Entre 1996 et 1998, ils vont accumuler les études et modélisations leur permettant de développer le concept. 


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Lors des études, ils observent les angles d'impact au moment des accidents (et les vitesses correspondantes). Dans la pratique sportive, le résultat est clair : la plupart ont lieu avec un angle réduit et non pas à la perpendiculaire (cas linéaire). En moyenne, en vélo cet angle est de 45°, 37° en équitation, moins de 30° en moto et autour de 21° en ski de descente (étude de la FIS, voir ci-dessous à droite)


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Multi-directional Impact Protection System (MIPS)

C'est à partir des résultats de ces travaux que les trois hommes vont développer le système MIPS. L'idée du système est de laisser la possibilité à la partie externe du casque de suivre le mouvement avec une sorte d'élasticité. L'équipe ajoute donc un niveau d'interface entre la partie en mousse protectrice et le liner, le tissu au contact de la tête du pratiquant. Ce système permet à la partie extérieure de bouger de 10 à 15mm lors de l'impact par rapport au liner (et donc au crâne de la victime), réduisant ainsi l'effet de rotation (ci-dessous à gauche).

Pour pouvoir tester son efficacité, ils modifient les bancs d'essais classiques pour simuler ces chutes avec angles d'impact (leur protocole décrivant des angles différents selon les disciplines de destination des casques étudiées, en fonction des études précédemment citées). Ce sont les tests qu'on observe ci-dessous à droite, l'un avec une surface d'impact en mouvement, l'autre avec une surface d'impact inclinée :


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Le résultat est concluant, les casques intégrant le MIPS transfèrent moins de mouvement de rotation au crâne grâce au déplacement de la coque, ce qui réduit (mais n'annihile pas, attention) les effets de pression et compression sur le cerveau, et donc les risques d'hématomes :

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La marque MIPS sera créée en 2001, et le système validé par des organismes indépendants de plusieurs pays (Suède, Etats-Unis et Canada). En 2009 le premier casque en collaboration avec une marque sera commercialisé, et à partir de 2010 MIPS se place en tant que solution à destination des fabricants. Ce sera un succès : huit ans plus tard, la marque compte 5,4 millions d'unités vendues, intégrées dans plus de 300 modèles de casques, chez une soixantaine de marques. 

L'espace de tests :

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Intégrer le système : l'exemple de Bollé

Bollé fait partie de ces marques convaincues par MIPS et, après l'avoir intégré sur des modèles de vélo, ils ont voulu l'avoir sur un casque de ski, l'Instinct. Le processus prend une quinzaine de semaines, avec des aller-retours entre les ingénieurs des deux entreprises pour adapter le système en fonction des caractéristiques du casque : la géométrie spécifique du modèle, les éventuelles ventilations, les différentes tailles, etc. 

Le modèle final est ensuite testé dans les locaux de MIPS. Pour des raisons juridiques, la marque conserve d'ailleurs des exemplaires de chaque modèle de chaque marque qui a intégré le MIPS (et dans chaque taille). Avec l'augmentation de leur production ces dernières années, ils vont devoir bientôt trouver un nouvel emplacement de stockage... 

Le protocole de test est précis, et pour recevoir l'approbation MIPS la réduction d'impact sur le cerveau doit être supérieure à 10%. Ici, l'exemple d'un test en rotation latérale, où la réduction de la rotation est visible en bleu :


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Nous avons pu assister à une démonstration du test d'impact en chute sur plan incliné. Le casque est placé sur un support qui est mené à une hauteur correspondant à l'impact souhaité.


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Et boum

Sur l'enregistrement ralenti, on voit bien que le moment critique d'impact et d'action du système ne dure que quelques millisecondes :

https://www.zapiks.fr/mips-test-bolle-instinct.html

A gauche ci-dessous, les différentes "couches" inférieures d'un casque Instinct : en bleu le casque avec coque et mousse rigide, puis au milieu avec en plus le MIPS en jaune, et enfin le casque complet avec le liner. A droite, des casques de vélo (avec plus d'aérations) :


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L'Instinct

Le casque de ski de Bollé existait déjà en version normale depuis deux saisons. A partir de l'année prochaine, il sera disponible en version MIPS à 149€.

Le casque pèse 420 g (une prise de poids de 30g, celui du MIPS), possède un système de serrage Boa et une mousse à double densité. Cette technologie appelée AViD Progressive EPS consiste en un savant alliage de deux mousses de densités différentes, l'une rigide pour les impacts à haute énergie, l'autre plus souple pour les impacts mois forts. Leur forme et disposition permet une absorption maximale tout en conservant une bonne aération (visible sur la photo ci-dessus à gauche, dans le casque bleu) et un poids limité. 

A gauche en noir la version homme, en bleu la version femme :


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8 commentaires

le roy
Statut : Expert
inscrit le 29/03/00
Stations : 1 avis
Super intéressant, merci !
J'avais vu passer la dénomination du côté des casques de vélo mais n'avait pas tout compris et pris ça pour un argument marketing parmi tant d'autres... là c'est clair et précis, parfait !
Des articles comme ça on en redemande (à part la vidéo qui ne marche pas... j'essaierai sur un autre PC pour voir si ça vient de moi)
le roy
Statut : Expert
inscrit le 29/03/00
Stations : 1 avis
C'est bon, c'était juste sur le PC du boulot que ça marchait pas ;)
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Cricket.Scott

inscrit le 21/12/17
Merci pour ce cours.
Je comprend ce système comme un amortisseur multi-angles
Manque juste la vidéo comparative avec un casque sans MIPS.
on ne pourra pas ne pas y penser lors du choix d'un casque, bien joué ;)
 

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Marco7512
Statut : Confirmé
inscrit le 10/12/06
Matos : 6 avis
Très intéressant, j'utilise depuis 4 ans un casque pourvu de ce système c'est un vrai plus, et je viens de le remplacer par le même modèle toujours muni de ce système.
 

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skattom1969
Statut : Gourou
inscrit le 16/04/09
Matos : 6 avis
Merci pour ce cours bien expliqué à la skips comme je les aime!
Un brevet que je connaissais depuis quelques années mais sans en savoir plus que ça ;)
 

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olivier21
Statut : Confirmé
inscrit le 14/01/04
Toujours retissent à porter un casque en ski, très bon article.
Technologie à suivre et pourquoi pas essai de ce casque dans le futur...
 

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