L`énergie cinétique

SERVICE DEPARTEMENTAL
D’INCENDIE ET DE SECOURS
Cinétique et cinématique
des accidents
Lois de l’énergie et du mouvement
Première Loi de Newton
« Un corps au repos reste au repos
un corps en mouvement reste en
mouvement,
… sauf s’il subit une force extérieure ».
Inertie = Tendance d'un corps à maintenir
indéfiniment invariable son mouvement.
L’énergie cinétique
Tout «objet» en mouvement possède de l’énergie appelée:
énergie cinétique (Ec).
Ec = ½ m.v²
James Prescott Joule
1818‐1889
Ec: énergie cinétique en Joule (J)
m : masse du mobile en kilogramme (kg)
v : vitesse du mobile (voiture) en mètre par seconde (m/s)
L’énergie cinétique
Relation entre énergie cinétique et vitesse:
Ec = ½ m.v²
augmentation de vitesse  une augmentation d’énergie cinétique.
Si la vitesse double, l’énergie cinétique est multipliée par 4.
Si la vitesse triple, l’énergie cinétique est multipliée par 9.
L’énergie cinétique
Ec = ½ m.v²
Chaque organe poursuit son mouvement à la vitesse initiale
 notion de « poids apparent »
Poids réel (kg)
Poids apparent (kg)
36 km/h
72 km/h
108 km/h
Cerveau
1,5
15
60
Cœur
0,35
3,5
14
31,5
Rate
0,25
2,5
10
22,5
Foie
1,8
18
72
162
70
700
2 800
6 300
Corps entier
Physiopathologie et biomécanique : Médecine d'urgence 2002, p. 7-20.
2002 Éditions scientifiques et médicales Elsevier SAS, et SFAR.
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Lois de l’énergie et du mouvement
Deuxième Loi : conservation de l’énergie
CHOC
Objet en mouvement
E >> 0
Objet à l’arrêt
E=0
Transformation de E
l’énergie ne disparait pas, elle se conserve et de plus, elle se propage
Lois de l’énergie et du mouvement
Deuxième Loi : conservation de l’énergie
CHOC
Objet en mouvement
E >> 0
Objet à l’arrêt
E=0
Transformation de E
Lors d’un choc entre deux objets en mouvement,
il y a modification des mouvements et déformation des objets.
L’amortissement du choc
Où passe l’énergie cinétique lors d’un accident?
Déformation des véhicules impliqués
E véhicule
Déformation de l’obstacle
E obstacle
« Déformations » des victimes
E humain
L’amortissement du choc
BLESSURE!!!
=
Résultat d’événements lésionnels survenant lors
de la libération de formes spécifiques d’énergie
ou à la mise en place d’obstacles à la diffusion de l’énergie
Lois de l’énergie et du mouvement
Plus la densité des tissus sera élevée et leur élasticité faible,
plus le transfert d'énergie sera important:
• structures osseuses
– les plus denses de l'organisme
– haut transfert d'énergie  possibilité de fracas complexes.
• organes à haute teneur en eau,
– denses et peu élastiques (organes pleins: foie, rate…)
– siège de lésion à type d'éclatement et de broiement.
• organes à haute teneur en air
– peu denses et élastiques (organes creux: vessie, estomac…)
– faible transfert d'énergie
Cinématique des traumatismes
Cinématique est la discipline de la mécanique
qui étudie le mouvement des corps, en faisant
abstraction des causes du mouvement
Cinématique des traumatismes
3 collisions :
véhicule / obstacle
passager / véhicule
organes / passager
Cinématique des traumatismes
AVP collision frontale
1. Bascule vers le haut « Up and Over »

tête heurte le parebrise,
tronc heurte le volant
2. Bascule vers le bas «Down and Under»

impact des membres inférieurs,
percussion du bassin
Cinématique des traumatismes
AVP collision frontale
1. Bascule vers le haut = « Up and Over »
 tête heurte le parebrise: trauma crânien, contusion
du cou
 tronc heurte le volant: compression thorax et
abdomen, rupture d’aorte
Cinématique des traumatismes
AVP collision frontale
2.
Bascule vers le bas = « Down and Under »
 impact des membres inférieurs: luxation
et fracture du genou
 percussion du bassin: fracture du bassin
Cinématique des traumatismes
AVP collision par arrière
Mouvements cervicaux +++
Cinématique des traumatismes
AVP collision par arrière
Intérêt majeur des appuis-tête
Cinématique des traumatismes
AVP Impact latéral
LE PLUS DANGEREUX
3 mécanismes lésionnels:
impact avec les structures du véhicule
impact possible avec les autres passagers
impact par projection des portières dans l’habitacle
Cinématique des traumatismes
AVP Impact latéral
La compression latérale du tronc peut causer
des fractures de côtes et des lésions du foie,
de la rate et des reins
Fracture de clavicule possible après
une compression de l’épaule.
Phénomène identique possible au niveau du bassin
Cinématique des traumatismes
AVP Impact latéral
Intérêt de l’Air-bag latéral
Cinématique des traumatismes
AVP Impact Rotatoire
Lésions combinées : frontales + latérales
Cinématique des traumatismes
AVP « Tonneaux »
Lésions multiples et non prédictives
 Si victime non ceinturée  Éjection + Écrasement
 Si port de la ceinture de sécurité  Lésion de cisaillement
Profil lésionnel: AVP Moto
Le motocycliste n’a ni ceinture, ni airbag, il n’a que son casque et ses
vêtements.
Au moins 71% des motocyclistes sont
accidentés lors d’un impact contre un
autre véhicule motorisé
Profil lésionnel: AVP Moto
•Impact
frontal:
La moto bascule autour de l’axe de la roue avant et le motard vient heurter
le guidon avec la tête, le thorax, l’abdomen ou le bassin.
 Des fractures des fémurs sont possibles si les pieds restent coincés sur
les pédales.
 A 60 km/h le tronc subit un impact équivalent à une chute d’un 3°étage
Profil lésionnel: AVP Moto
• Impact
latéral
Le motard est écrasé entre la moto et l’objet heurté.
Le choc est à l’origine de lésions des membres et de l’abdomen.
Profil lésionnel: AVP Moto
•
Impact avec éjection
Le motocycliste poursuit sa trajectoire (conservation de l’énergie cinétique)
jusqu’à heurter un obstacle.
Les lésions s’observent au point d’impact, mais aussi dans le reste du corps.
Dans cette situation, le risque de lésions graves est très élevé,
le motard n’étant pratiquement pas protégé.
Profil lésionnel: Piéton renversé
Adulte:
Enfant:
1° impact direct
bassin
2° impact
après bascule sur capot atteinte
Crâne, Thorax, Abdomen, Bassin
membres inférieurs
Profil lésionnel: Piéton renversé
Adulte:
Enfant:
3° impact lors de la chute au sol
 atteinte Crâne et Rachis
+ Lors de la chute au sol
L’enfant roule sous le véhicule
4° impact = autre VL, atteinte secondaire …..
Profil lésionnel: Piéton renversé/vélo
Piéton = impact au niveau du genou ou 1/3 inf du fémur
Vélo = Impact au niveau du bassin ou du fémur (1/3 sup)
Coefficient de Dangerosité Relative
Auto / Vélo / Piéton
CDR dépend de:
• Energie cinétique d’un objet en mouvement:
E = ½ x (M x V²) (M=Masse, V=Vitesse)
• Vitesse moyenne (hypothèses):
Piéton : 5 km/h ( 5 )
Vélo : 15 km/h (3 x 5)
Auto : 50 km/h (10 x 5)
• Coefficients de pondération additionnels:
Equilibre stable / instable,
Dureté, résistance aux chocs,
(site Ma vie à vélo – Vélo’v Lyon Monplaisir)
Profil lésionnel en fonction du traumatisme
7 Questions importantes à se poser:
1)
2)
3)
4)
5)
Quelles sont les circonstances ?
Quelle a pu être la cinétique au moment de l'impact ?
Où se situe le point d'impact sur la victime ?
Quel est le type de véhicule impliqué ?
Notion de “crossing”: la victime s'est-elle fait rouler dessus par le
véhicule ?
6) Notion de “dragging”: la victime a-t-elle été traînée par le véhicule ?
7) Notion de “throwing”: la victime a-t-elle été projetée ?
Profil lésionnel en fonction du traumatisme
Questions importantes à se poser:
Les impacts
* Quel type d’accident: frontal, latéral, …éjection ?
* A quelle vitesse l’accident a eu lieu ?
* Quelle était la distance de freinage?
* Les victimes portaient-elles des vêtements de sécurité ?
* Comment sont les victimes les plus gravement atteintes ?
* Quelles furent les forces impliquées ?
* Quelle fut la trajectoire de l’énergie ?
* Quels organes peuvent être lésés ?
* La victime est un enfant? un adulte?