Chapitre 4 – Vitesse et accélération | Terminale Bac Pro ERA-MA | Physique-Chimie | ⏱ 50 min
Dernière mise à jour : 4 mai 2026, 13:00
Lors d'un crash test Euro NCAP, une berline percute un mur rigide à 50 km/h. La caisse de la voiture se déforme de 50 cm avant l'arrêt complet. Le corps de l'occupant, retenu par la ceinture, subit la même décélération.
📚 Cette activité réinvestit les notions du cours §3 (relation v² = v₀² − 2ad) et §5 (sécurité passive automobile).
Calculer la décélération a (en m/s²) lors du choc, à partir de v₀ = 13,9 m/s, v = 0, d = 0,50 m.
v² = v₀² − 2ad → 0 = 13,9² − 2 × a × 0,50
a = 13,9² / (2 × 0,50) = 193,2 / 1,0 = 193 m/s².
En g (= 9,81 m/s²) : 193 / 9,81 ≈ 20 g.
Comparer cette valeur au seuil supportable (50 g). Conclure sur la survie de l'occupant ceinturé.
20 g < 50 g → l'occupant ceinturé peut survivre. Avec une voiture moderne dotée d'airbags (qui réduisent la décélération supplémentaire), la décélération effective au niveau du thorax est encore plus faible.
Le crash test est validé pour cette voiture.
Sans la déformation contrôlée (caisse rigide), d serait quasi nulle (~ 5 cm) → a = 1 933 m/s² = 197 g. Mortel à coup sûr.
Que se passe-t-il si l'occupant ne porte PAS de ceinture ? Pourquoi est-ce mortel ?
Sans ceinture : la voiture s'arrête en 0,5 m, mais le corps continue à 13,9 m/s par inertie (1ère loi de Newton).
Le corps percute alors le pare-brise et le tableau de bord (rigides) et s'arrête en environ 5 cm.
a = 13,9² / (2 × 0,05) = 1 933 m/s² ≈ 197 g.
Bien au-dessus du seuil de 50 g → décès quasi certain. La ceinture solidarise le corps avec la déformation de la caisse, c'est sa fonction clé.
Statistiques : la ceinture sauve ~ 2 000 vies/an en France. Multiplier le risque de décès par 4 sans ceinture.
Calculer la décélération si le choc avait eu lieu à 90 km/h (avec la même déformation 0,50 m).
v = 90 / 3,6 = 25 m/s.
a = 25² / 1,0 = 625 m/s² ≈ 64 g.
Au-dessus du seuil supportable (50 g) → risque de décès même ceinturé.
Conclusion : la vitesse au moment du choc est le facteur le plus important de la sécurité. Un choc à 90 vs 50 km/h n'est pas 1,8× plus violent — il est 3,2× plus violent (proportionnel à v²).
Pourquoi les voitures sont-elles « molles » à l'avant et « rigides » au niveau de la cabine ?
Architecture moderne :
C'est la stratégie « sacrifier l'avant pour sauver les passagers ». Réparation chère après accident, mais vies sauvées.
Cette architecture (Crash Box, Side Impact Bars, etc.) est née dans les années 1960 et a réduit drastiquement la mortalité routière.
L'airbag : pourquoi est-il efficace seulement en complément de la ceinture, pas à la place ?
L'airbag se déploie en 30 ms et offre un « coussin » qui ralentit la tête sur ~ 30 cm.
Mais : sans ceinture, le corps arrive à pleine vitesse sur l'airbag → il l'écrase et continue jusqu'au tableau de bord.
Pire : un airbag qui se déploie sans ceinture peut tuer (la membrane se déploie à 300 km/h, choc violent au visage).
Avec ceinture : le corps est déjà ralenti, l'airbag absorbe le reste (notamment la tête qui ne peut pas être retenue par la ceinture seule).
Marquage automobile en France : « SRS Airbag — utilisez votre ceinture ». Synergie obligatoire des 2 dispositifs.
Pourquoi les motos n'ont pas de zone de déformation ? Quelle conséquence ?
Une moto n'a pas de structure entourant le pilote. En cas de choc, c'est directement le corps qui prend l'impact.
Conséquences :
Solutions partielles : casque (réduit décélération crâne), équipement (combinaison renforcée, dorsale, gants), airbags moto (en développement).
Ces équipements n'égalent pas la sécurité d'une voiture, mais réduisent la mortalité significativement.
Rédiger en 5 lignes une note pour un livreur de menuiserie : sécurité passive et sa propre vigilance.
Sécurité du livreur — fiche rapide
1. Toujours boucler la ceinture — sans elle, en cas de choc à 50 km/h, votre corps subit 197 g (mortel). Avec : 20 g (survivable).
2. La voiture est conçue pour se déformer à l'avant et préserver la cabine. Ne pas s'inquiéter si les longerons s'écrasent : c'est leur rôle.
3. L'airbag complète la ceinture, ne la remplace pas.
4. Limiter la vitesse : à 90 km/h, le choc est 3,2× plus violent qu'à 50 km/h. Garder de la marge.
5. Si motard/cycliste : casque, équipement complet, distance avec les voitures.
Les Formule 1 modernes survivent à des chocs à 300 km/h. Comment ? Calculer la décélération équivalente.
Une F1 dispose de plusieurs niveaux d'absorption :
Calcul à 300 km/h (= 83 m/s) avec d = 1 m de déformation totale :
a = 83² / 2 = 3 444 m/s² ≈ 351 g.
Énorme, mais survivable car réparti sur tout le corps grâce au HANS et harnais 6 points.
Records modernes : Robert Kubica (2007) a survécu à un choc estimé à 75 g. Romain Grosjean (Bahrain 2020) a survécu à 67 g et incendie.
Sans toutes ces innovations technologiques + médicales : ces chocs étaient mortels en F1 jusqu'aux années 1990.