CASAUX Marjorie, GRUY Vincent, RIEUBON Ludovic
Optimisation du volume et du placement de la mousse dans un gilet de sauvetage
Innotex développe un nouveau produit destiné aux marins pêcheurs. En effet, ils n'utilisent que très rarement leur gilet de sauvetage (tempête...), qu'ils trouvent incommodant dans leur mouvement. Innotex développe donc un vêtement de travail sous forme de combinaison qui intègrerait un gilet de sauvetage.
Sur le marché actuel, on trouve principalement deux types de gilet de sauvetage: gonflable ou utilisation de mousse permettant la flottaison. Notre étude portera sur le second cas.
Depuis le 1er juillet 1995, les aides à la flottabilité et les gilets de sauvetages doivent répondre aux normes européennes CEN. Ces gilets sont marqués par le sigle CE apposée sur l’étiquette, preuve que le gilet satisfait à tous le tests et que tous les matériaux entrant dans sa composition sont également conformes à la directive Européenne.
La norme européenne définis les gilets en fonction de leur flottabilité, exprimée en Newton : gilet de 50 (EN 393), 100 (EN 695), 150 (EN 396) et 275 N (EN 399). Dans le cadre de la norme CE, la flottabilité « référence » est exprimée pour un porteur-type de 70kg.
Ci-dessous le tableau des normes:
La norme adapte le seuil de flottabilité suivant les différentes morphologies du corps humain. En effet, elle incrémente la force de poussée requise (la flottabilité) avec le poids de l’utilisateur. C'est-à-dire, la valeur de la flottabilité des différentes normes (EN 393, 395, 396 et 399) est exprimée pour un utilisateur type de +70kg, et elle diminue avec le poids: .
En étudiant les différents gilets de sauvetages, combinaisons de flottaison et autre vêtement assurant la flottabilité, il ressort un placement de la mousse type: quelque soit la classe du gilet la majeur partie de la mousse (ou de l'air) se situe au niveau du torax de l'utilisateur. Aussi, pour des gilets devant assurer le retournement (à partir de la norme EN395) une certaine quantité de mousse est nécessaire autour du cou.
Le corps humain dispose d'une densité environnant les 1. En effet, pour la densité de la graisse vaut 0,9 tandis que celle des os avoisine 1,1. Ainsi le corps a une tendance naturelle à flotter dans l'eau pure et d'autant plus dans l'eau de mer. Notre calcul de la quantité de mousse se basera donc sur la norme choisie, principale contrainte. Pour le placement de la mousse il convient donc de se référer à l'existant.
Calcul: La quantité de mousse est déterminée suivant le principe d'Archimède. Notre mousse a pour flottabilité spécifique (20 mm, eau fraîche, 20°C) f, avec f=8,8kN/m3 La norme impose une valeur de flottabilité k.
Nous trouvons pour chacune des normes la quantité de mousse satisfaisant celles-ci:
- EN 393 (50N): 5,7L de mousse
- EN 395 (100N): 11,4L de mousse
- EN 396 (150N): 17L de mousse
Nous disposons d'un prototype de la combinaison de flottaison (simple combinaison de marin), ainsi qu'une quantité suffisante de mousse d'une épaisseur de 20mm. En collaboration avec le chef produit nous déterminons l'optimisation du placement en fonction du confort du marin et en respect de la normes. La répartition de la quantité de mousse, son placement est déterminé de manière empiérique sur un manequin ayant la corpulence "marin". En raison du confort requis par l'utilisation de la combinaison, la norme EN 396 est rejetée. Celle-ci impose une quantité de mousse trop importante qui encombre les mouvements de notre manequin. Nous choisissons donc de développer deux prototypes, l'un satisfaisant la norme EN 393 et l'autre la norme EN 395:
Les diverses parties de mousse suivent la découpe du patronnage du vêtement. Ainsi lors de la confection, la mousse est glissée entre la combinaison et la doublure. La doublure "partielle" (seulement sur les parties de la combinaison où se trouve la mousse) a un patronnage identique à celui de la combinaison. Les prototypes sont ainsi confectionnés par une entreprise extérieure.
Le prototype est confectionné depuis le 07 mars. Des tests non-officiel ont été fait en piscine, il sont concluants. Maintenant l'étape déterminante est la normalisation du produits.