05/12/2024

Le moment d'inertie de chaque objet a été calculé pour examiner son influence sur l'énergie générée. Au total, 880 coups ont été réalisés par 11 volontaires, permettant d'estimer les énergies moyennes produites.

Les hommes :

• Clé à molette : 51,1 J

• Tuyau : 74,4 J

• Club de golf : 93,5 J

• Pelle : 166,7 J

Les femmes :

• Clé à molette : 33,0 J

• Tuyau : 41,0 J

• Club de golf : 56,5 J

• Pelle : 76,8 J

Ces données peuvent être comparées aux seuils d'énergie nécessaires pour provoquer certaines fractures ou blessures à la tête, aidant ainsi à déterminer si un impact donné est compatible avec une lésion observée dans un contexte médico-légal.

L’analyse des données révèle des différences significatives entre hommes et femmes, particulièrement marquées pour la pelle, l’objet le plus lourd, où les valeurs énergétiques moyennes des hommes étaient 2,2 fois supérieures à celles des femmes.

Cela s'explique par les limites physiologiques de certaines femmes, pour qui la pelle approchait la masse maximale manipulable.

Pour les autres objets :

• Clé à molette : valeurs masculines 1,6 fois supérieures.

• Tuyau : 1,8 fois supérieures.

• Club de golf : 1,7 fois supérieures.

La vitesse d’impact, davantage influencée par les caractéristiques physiologiques masculines, joue un rôle plus important dans l'énergie que la masse de l’objet.

Bien que les femmes aient produit des masses d’impact supérieures, cet avantage était limité par des vitesses moindres. L’origine de ces masses d’impact plus élevées chez les femmes reste inexpliquée.

La pelle montre une distribution énergétique plus large que les autres objets, tandis que la clé à molette présente la plus étroite.

Concernant le centre de masse, une différence de 22,5 cm entre le tube en aluminium et le club de golf a conduit à une augmentation d’énergie de 20,4 % pour les hommes et 27,4 % pour les femmes.

Toutefois, les masses des deux objets n’étant pas identiques, l’effet du centre de masse ne peut être complètement isolé.

Le moment d'inertie, prenant en compte le bras de levier, montre une corrélation claire : un moment d'inertie plus élevé entraîne une énergie d’impact supérieure, bien que la limite maximale de cet effet n'ait pas été atteinte avec les objets utilisés.

Enfin, bien qu’une corrélation meilleure que prévue entre les caractéristiques corporelles et l’énergie ait été observée, cette relation ne permet pas de prédire avec précision l’énergie générée par une personne donnée.

L'évaluation biomécanique des risques de blessure repose traditionnellement sur des analyses qualitatives et l'expérience pratique.

Cette étude (2) visait à fournir des données de référence pour évaluer la force maximale exercée lors d'impacts à la tête à l'aide d'instruments rigides et relativement longs.

Des tests ont été menés avec un impacteur modifiable conçu pour mesurer la relation entre ses propriétés inertielles et sa masse effective lors d'un impact.

La masse effective a été définie comme la quantité de masse ponctuelle nécessaire pour générer la même surface sous la courbe force-temps que celle produite par l'impacteur, sous le même changement de vitesse à son extrémité de frappe.

Variation de la masse effective :

• Elle diminue d'environ 100 % de la masse corporelle totale pour les impacteurs très courts à environ 50 % pour des impacteurs plus longs (~70 cm).

Influence de la force de la main/poignée :

• Lorsqu'il est utilisé comme un marteau, la force appliquée par la main n'affecte pas la masse effective.

• D'autres techniques de frappe peuvent augmenter significativement la masse effective en raison de l'apport de la force de la main.

Cette recherche aura fournit une base objective pour évaluer les risques associés à différents scénarios d'impact, avec des implications pour la conception et l'utilisation d'outils rigides dans des contextes variés.

Sources :

(1) Impact energy of everyday items used for assault. Lea Siegenthaler, Florian D Sprenger, Beat P Kneubuehl, Christian Jackowski  https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28963580/
(2) Estimation of effective mass of longish rigid instruments in head impacts Jiri Adamec  1 , Norbert Praxl, Klaus Schneider, Matthias Graw https://link.springer.com/article/10.1007/s00414-010-0490-0

Sources complémentaires :

- Analysis of head impacts causing neck compression injury. David C Viano, Chantal S Parenteau.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18398778/
- How hard is hard enough? An investigation of the force associated with lateral blunt force trauma to the porcine cranium. Calvin Gerald Mole, Marise Heyns, Trevor Cloete. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1344622314001059?via%3Dihub
- Are full or empty beer bottles sturdier and does their fracture-threshold suffice to break the human skull ?Stephan A. Bolliger, Steffen Ross, Lars Oesterhelweg, Michael J. Thali, Beat P. Kneubuehl. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1752928X08001728?via%3Dihub