Brevet FR2885440A1 — publié le 20061110

La présente invention concerne un outil expérimental de prédiction des lésions crâniennes et intracrâniennes pouvant survenir en cas de choc sur une tête humaine. Plus particulièrement, la présente invention se rapporte à une tête de mannequin qui reproduit de façon plus fidèle et réaliste le comportement mécanique d'une tête humaine en cas de choc et qui est équipée d'une instrumentation permettant d'enregistrer expérimentalement les contraintes subies par la tête au cours d'un choc de manière à pouvoir prédire après analyse les risques de lésions, tant crâniennes qu'intracrâniennes, qu'un tel choc aurait provoquées sur une vraie tête humaine. Le but de l'invention est de fournir un outil expérimental permettant de simuler un choc sur une tête humaine et de décrire le type de blessures en résultant. Les chocs sur la tête sont très fréquents et conduisent la plupart du temps à des blessures très graves et souvent mortelles. Les accidents de la circulation sont bien évidemment la cause la plus fréquente de ces impacts crâniens. En cas d'accident, il arrive souvent que la tête des occupants d'un véhicule, que ce soit celle du conducteur ou des passagers, vienne heurter une surface dure ou qu'un corps étranger vienne la frapper. De même, les conducteurs ou passagers de motos, cyclomoteurs, scooters et autres engins motorisés sont particulièrement exposés en cas de chutes ou de collisions contre un autre véhicule ou un obstacle de nature quelconque. Les piétons, cyclistes et tous les autres usagers non motorisés de la route sont également concernés par ce problème. En effet, une collision avec un véhicule routier conduit très souvent à un choc de la tête de cet usager contre la partie avant du véhicule, notamment contre son capot ou son pare-brise. Malheureusement, comme la tête de ces usagers n'est généralement pas protégée, un tel impact crânien entraîne fréquemment la mort ou est la cause de très graves lésions cérébrales. Bien que majoritaires, les accidents de la circulation ne sont évidemment pas les seules causes possibles d'impacts crâniens. On peut citer également les accidents du travail, notamment dans les chantiers, les usines, les lieux de manutention ou autres, que l'impact soit lié à une chute du travailleur ou plus fréquemment à la chute d'un objet ou au choc d'un objet contre la tête du travailleur. Les accidents domestiques ou sportifs peuvent également conduire à ce type de chocs, de même que les activités militaires. Du fait de leur diversité, tous ces chocs ne présentent pas les mêmes caractéristiques notamment en ce qui concerne leur intensité et leur durée. Ils ne provoquent donc pas le même type de lésions. Des courbes illustrant l'impédance mécanique enregistrée sur une tête humaine in vitro et in vivo ont été représentées sur la figure 3 de la présente demande. Sur ces courbes, deux fréquences de résonances apparaissent, l'une vers 100 Hz, liée au découplage du cerveau par rapport au crâne, l'autre vers 700 Hz due à la vibration de la boîte crânienne. A partir de cette analyse du comportement dynamique vibratoire de la tête humaine, on a pu classer ces chocs en trois catégories qui correspondent à trois grandes familles de lésions. La première de ces catégories est celle des chocs mous et amortis qui induisent des vibrations à basses fréquences. Lorsqu'elle reçoit un tel choc, la tête humaine est uniformément accélérée, le crâne et le cerveau bougeant ensemble. Ce type de chocs conduit à des lésions cérébrales profondes et diffuses liées à des efforts de pression et de cisaillement. A l'autre extrémité, la troisième catégorie rassemble les chocs durs et courts qui génèrent des vibrations à hautes fréquences et entraînent une déformation de la boîte crânienne. Cette déformation peut être la cause de fractures du crâne et/ou d'hématomes extraduraux liés à la rupture des vaisseaux sanguins solidaires de la boîte crânienne. Entre les deux, dans les fréquences intermédiaires, la deuxième catégorie de chocs induit un phénomène de découplage entre le cerveau et le crâne avec apparition d'un mouvement relatif entre les deux. Ce type de chocs provoque l'apparition d'hématomes sous-duraux par la rupture des veines en pont et est responsable de lésions hémorragiques focales et localisées. Qu'ils provoquent la mort de l'individu ou une lésion cérébrale souvent handicapante, ces impacts crâniens ont tous de graves conséquences humaines, sociales et économiques. Pour tenter de lutter contre ce fléau ou du moins d'en réduire les conséquences, des normes de sécurité à respecter ont été établies, notamment dans le domaine de l'automobile et des transports, et sont susceptibles d'être complétées ou modifiées dans le futur. De la même façon, de nombreux équipements de protection de la tête, par exemple des casques de motos, de vélos, de chantier, militaires, sportifs ou autres, ont été développés pour tenter de limiter les blessures occasionnées par un choc sur la tête. Pour établir ces normes de sécurité et ensuite vérifier si un matériel ou un véhicule respecte ces normes, de même que pour pouvoir mettre au point et améliorer ces équipements de protection, il est indispensable d'avoir un moyen de simulation de ces impacts crâniens. Il existe actuellement des modèles éléments finis du crâne et des structures intracrâniennes qui ont été développés en laboratoire dans le but de simuler par voie informatique le comportement d'un crâne humain. Ces modèles éléments finis sont des modèles mathématiques et numériques basés sur une décomposition du crâne au moyen d'un maillage en un nombre fini d'éléments auxquels on a affecté individuellement des propriétés spécifiques. Grâce à l'informatique, on peut ensuite étudier le comportement individuel de chacun de ces éléments lorsqu'une contrainte d'intensité connue est appliquée sur une zone particulière du crâne, puis extrapoler une simulation globale du comportement du crâne face à une telle contrainte. Ces modèles éléments finis existent depuis un certain nombre d'années et ont été affinés sur des accidents réels. Des limites de tolérance ont été définies pour chaque type de lésions, qui permettent à ces modèles de prédire la survenue ou non de lésions en cas d'application d'une contrainte particulière. Cependant, pour pouvoir prédire la survenue de ces lésions avec ce genre d'outils numériques, les caractéristiques particulières des contraintes exercées sur le crâne au moment d'un choc doivent être connues. Il est donc indispensable de disposer en outre d'un dispositif expérimental permettant préalablement d'enregistrer et de mesurer les paramètres particuliers des sollicitations qui s'exercent sur une tête lors d'un choc donné. Dans le cadre des normes existantes, on utilise expérimentalement une tête de mannequin constituée d'une coque creuse en aluminium à paroi rigide et épaisse, revêtue extérieurement d'une peau et qui renferme en son centre de gravité un accéléromètre tri-axe. Ce dispositif permet de calculer le HIC (Head Injury Criterium) en fonction de l'accélération et de la durée du choc. Lorsque la valeur calculée du HIC est supérieure à 1000, le risque de lésion est supposé important. Bien qu'utilisée dans les normes actuelles, cette fausse tête n'est guère satisfaisante. En effet, elle est trop simpliste et présente un comportement mécanique très différent de celui d'une tête réelle qui est déformable. Seule sa masse est réaliste. Or, pour prédire de manière fiable des lésions réelles, il faut une tête réaliste qui présente un comportement le plus fidèle possible. Pour améliorer la situation, il a été envisagé de tenir compte, en plus de l'accélération linéaire, de l'accélération rotatoire de la tête en cas de choc. On a pu ainsi définir de nouveaux critères, tels que le GAMBIT ou le HIP (Head Injury Power). La demande de brevet DE 195 32 945 donne un exemple de ce type de fausse tête équipée d'accéléromètres rotatoires. Cependant, ce type de tête reste constitué d'une seule masse rigide et n'est toujours pas biofidèle. En outre, si ces modèles expérimentaux basés uniquement sur l'accélération de la tête sont relativement adaptés pour simuler la première catégorie de chocs (les chocs amortis) et ainsi prédire la survenue du premier type de lésions, ils ne prennent pas en compte les autres types de chocs et ne sont de ce fait pas du tout adaptés pour prédire les fractures du crâne ou les hématomes sous-duraux. Le but de l'invention est de fournir un outil expérimental permettant de simuler un choc sur une tête humaine et de décrire le type de blessures occasionnées, qu'il s'agisse de lésions intracrâniennes ou de blessures crâniennes. Pour cela, l'invention fournit une tête de mannequin plus réaliste qui reproduit plus fidèlement le comportement dynamique vibratoire d'une tête humaine 2885440 6 réelle en cas de choc et ce, quelle que soit la catégorie du choc subi. La tête de mannequin selon l'invention est instrumentée de manière à pouvoir enregistrer pendant le choc, des données expérimentales appropriées pouvant être exploitées par la suite pour prédire les différents types de lésions réelles susceptibles d'être provoquées par un tel choc. Elle est adaptée à la fois aux chocs mous et amortis et aux chocs durs et courts. Elle permet ainsi de prédire les lésions intracrâniennes, comme les fractures du crâne. Avantageusement, elle tient également compte du phénomène de découplage entre le cerveau et le crâne. Pour résoudre ce problème technique, l'invention enseigne une tête de mannequin, qui comporte une boîte crânienne artificielle creuse, en forme de crâne humain. Cette boîte crânienne artificielle est remplie d'un gel simulant la matière cérébrale. Le tout est recouvert extérieurement d'une fausse peau. Elle comporte en outre un dispositif d'enregistrement de l'accélération de la boîte crânienne et un dispositif d'évaluation des déformations de la boîte crânienne. Selon l'invention, cette tête de mannequin présente un comportement dynamique proche de celui d'une tête humaine réelle et permet, grâce à une instrumentation appropriée, l'enregistrement en situation expérimentale de chocs, de données accélérométriques globales de la tête de mannequin et de données représentatives de la déformation de la boîte crânienne artificielle. L'invention fournit également un procédé de prédiction d'un risque de blessures crâniennes et/ou intracrâniennes pour une tête humaine subissant un choc, à partir de la simulation expérimentale d'un tel choc sur une tête de mannequin selon l'invention. Ce procédé comporte les étapes suivantes: test expérimental au cours duquel la tête de mannequin subit un choc; 5. enregistrement pendant le choc de l'accélération tridimensionnelle de la boîte crânienne au moyen du dispositif d'enregistrement de l'accélération; enregistrement pendant le choc d'une expression de la déformation de la boîte crânienne au moyen du dispositif d'évaluation des déformations; introduction dans un modèle éléments finis d'une tête humaine de la valeur expérimentale de l'accélération tridimensionnelle enregistrée pendant le choc; prédiction du risque de lésions intracrâniennes au moyen du modèle éléments finis, à partir de la valeur expérimentale de l'accélération tridimensionnelle introduite; introduction dans un modèle éléments finis d'une tête humaine de la valeur expérimentale de l'expression de la déformation de la boîte crânienne enregistrée pendant le choc; prédiction du risque de lésions crâniennes au moyen du modèle éléments finis, à partir de la valeur expérimentale de l'expression de la déformation de la boîte crânienne introduite. Avantageusement, les étapes d'introduction dans un modèle éléments finis d'une tête humaine de la valeur expérimentale de l'accélération tridimensionnelle enregistrée pendant le choc, et de prédiction du risque de lésions intracrâniennes au moyen du modèle éléments finis à partir de la valeur expérimentale de l'accélération tridimensionnelle introduite, peuvent être remplacées par une étape de comparaison de la valeur expérimentale de l'accélération tridimensionnelle enregistrée à une limite de tolérance intracrânienne préalablement établie. De la même façon, les étapes d'introduction dans un modèle éléments finis d'une tête humaine de la valeur expérimentale de l'expression de la déformation de la boîte crânienne enregistrée pendant le choc, et de prédiction du risque de lésions crâniennes au moyen du modèle éléments finis à partir de la valeur expérimentale de l'expression de la déformation de la boîte crânienne introduite, peuvent éventuellement être remplacées par une étape de comparaison de la valeur expérimentale de l'expression de la déformation de la boîte crânienne enregistrée à une limite de tolérance crânienne préalablement établie. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, description faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique en coupe sagittale d'une tête de mannequin selon l'invention; 20. la figure 2 est une vue schématique en coupe sagittale d'une tête de mannequin selon l'invention raccordée à la partie supérieure d'un mannequin de choc; la figure 3 représente les courbes d'impédance mécanique enregistrée sur une tête humaine in vitro et in vivo; et les figures 4 à 6 sont des vues de face, de profil et de dessus d'une boîte crânienne humaine illustrant un exemple de déformée modale pour une fréquence propre de l'ordre de 700 Hz. Le dispositif de tête de mannequin selon la présente invention va maintenant être décrit de façon détaillée en référence aux figures énoncées ci-dessus. Les éléments équivalents représentés sur les différentes figures porteront les mêmes références numériques. Sur les figures 1 et 2, on a représenté schématiquement une tête de mannequin 1 selon l'invention. Pour être la plus réaliste possible, cette fausse tête 1 est constituée de trois parties principales. Elle comporte tout d'abord une coque creuse 2 réalisée en matière synthétique, en forme de crâne humain et formant une boîte crânienne artificielle 3. Cette boîte crânienne artificielle 3 est remplie d'un gel 4 simulant la matière cérébrale. Le tout est recouvert extérieurement d'une fausse peau 5. La coque 2 constituant la boîte crânienne artificielle 3 est de préférence réalisée par moulage à partir de la géométrie d'un vrai crâne humain, par exemple de dimension moyenne. On peut également envisager de réaliser une telle coque 2 en utilisant des dimensions extrêmes, pour se placer dans des conditions expérimentales particulières et notamment des conditions limites. On pourra par exemple choisir de réaliser un crâne de petite taille pour simuler le comportement d'une tête d'enfant. La boîte crânienne artificielle 3 est réalisée de manière à être la plus biofidèle possible. Pour cela, on utilise un matériau dont les propriétés sont relativement proches de celles d'un crâne humain. Pour pouvoir convenir, le matériau retenu doit présenter un module d'élasticité relativement proche du module homogénéisé d'un crâne humain, soit de préférence un module d'élasticité proche de 7GPa 3GPa et un coefficient de Poisson de l'ordre de 0,25. Sa masse volumique doit également être réaliste, c'est-à-dire préférentiellement de l'ordre de 1, 8 0,5 kg/m3. Ces valeurs chiffrées devront bien entendu être adaptées dans le cas d'une application à une tête d'enfant. Même si on recherche le réalisme, le matériau utilisé présente avantageusement une contrainte de limite élastique nettement supérieure, préférentiellement de 50 à 100%, à la contrainte limite de rupture d'une boîte crânienne réelle, afin de ne pas casser lors des tests de chocs. 1l présente ainsi de préférence une contrainte de limite élastique comprise entre 150 et 300 MPa. Grâce à la conception particulièrement inventive de la tête de mannequin selon l'invention, il permet cependant quand même de prédire les fractures du crâne de manière satisfaisante comme décrit plus loin. Bien que cela ne soit pas la solution préférentielle car plus difficile à réaliser, on peut également envisager de réaliser la boîte crânienne artificielle 3 au moyen de plusieurs matériaux différents, répartis au niveau de différentes zones du crâne selon leurs caractéristiques propres. Cette boîte crânienne artificielle peut également être constituée d'une structure de type sandwich pour reproduire la diploë et les tables internes et externes de la boîte crânienne humaine. Avantageusement, le moulage de la boîte crânienne artificielle 3 est suffisamment précis pour respecter les variations d'épaisseur et les poutres de renforcement du crâne humain. Cependant, contrairement à une boîte crânienne réelle, la boîte crânienne artificielle 3 ne présente pas d'orifice. Les orifices réels, orbites et trou occipital, ne sont pas reproduits et sont bouchés de manière à pouvoir contenir le gel 4 à l'intérieur de la boîte crânienne artificielle 3. Le gel 4 est choisi de manière à présenter des propriétés viscoélastiques ou hyperélastiques se rapprochant de la matière cérébrale. A ce titre, il présente de préférence des propriétés mécaniques de l'ordre de 2000 à 20000 Pa pour le module de glissement réel et de 1000 à 20000 Pa pour le module de glissement imaginaire. Le matériau choisi est quasi incompressible et sa masse volumique est préférentiellement voisine de 1000 kg/m3. A titre d'exemple non limitatif, on peut envisager d'utiliser un gel de silicone en tant que gel 4 substitut de matière cérébrale. La boîte crânienne artificielle 3 est revêtue d'une fausse peau 5, réalisée préférentiellement en élastomère et simulant l'effet d'amortissement de la peau humaine. Avantageusement, ses propriétés mécaniques se rapprochent de celles de la peau humaine. Elle présente ainsi de préférence une masse volumique voisine de 1000 kg/m3, un module d'Young d'environ 20 5 MPa et un coefficient de Poisson de l'ordre de 0, 4. Des propriétés visco-élastiques peuvent également être prises en considération pour la simulation de cette fausse peau 5. Avantageusement, la tête de mannequin 1 selon l'invention peut comporter à sa base une pièce de liaison 6 permettant de réaliser la fixation de la tête 1 sur un cou 7 d'un mannequin de choc 8. Cependant, la tête de mannequin 1 selon l'invention peut parfaitement être utilisée seule, par exemple pour réaliser des tests concernant des casques. La partie avant de la tête 1 selon l'invention comporte une face 9 dont la forme reproduit la forme extérieure générale d'une face humaine. Cependant, la face 9 de la tête 1 selon l'invention est de préférence simplifiée par rapport à une face réelle afin de diminuer la complexité de réalisation et le prix de revient de la tête de mannequin. On peut toutefois imaginer une variante comportant une face 9 biofidèle, par exemple comprenant une structure réalisée en un matériau de type nid d'abeilles et calibrée pour se rapprocher d'une face humaine. Cette structure en nid d'abeilles est préférentiellement indépendante du reste de la tête de mannequin 1 et peut être rapportée sur celle-ci par exemple par clipsage avant la réalisation d'un test de choc. Après le choc, on vérifie l'état de la face 9 pour en déduire les lésions qu'aurait subies une véritable face humaine. Cette structure en nid d'abeilles ne comporte aucune instrumentation et présente un coût nettement inférieur à celui du reste de la tête de mannequin 1. Elle peut donc être prévue jetable et devant être remplacée après chaque utilisation. La tête de mannequin 1 selon l'invention est équipée d'une instrumentation qui lui permet de mesurer et d'enregistrer les paramètres des contraintes subies par la tête lorsqu'elle est soumise à un choc. L'analyse de ces contraintes permet ensuite l'évaluation d'un risque de lésion. Pour prédire la survenue de lésions intracrâniennes, la tête de mannequin 1 comporte un dispositif d'enregistrement de l'accélération 10 de la boîte crânienne. De préférence, ce dispositif peut enregistrer à la fois l'accélération linéaire et l'accélération rotatoire tridimensionnelle de la boîte crânienne artificielle 3. Ce dispositif 10 peut ainsi comporter un trièdre d'accéléromètres judicieusement disposés ou tout autre dispositif d'enregistrement approprié tel que par exemple des capteurs de vitesse angulaire. Le dispositif d'enregistrement de l'accélération 10 est solidarisé à un ou plusieurs endroit(s) approprié(s) de la boîte crânienne 3. Avantageusement, il peut, comme représenté, être monté sur la pièce de liaison 6 qui lui sert alors de support. Grâce à ce dispositif d'enregistrement de l'accélération 10, il est possible de prédire la survenue de lésions intracrâniennes, telles que les hématomes sous duraux, les contusions cérébrales 2885440 13 focales et les contusions ou hémorragies intracérébrales focales et diffuses. L'accélération tridimensionnelle enregistrée avec le crâne selon l'invention peut être utilisée pour le calcul de critères normatifs tels que le HIC, HIP ou GAMBIT définis précédemment. Les résultats obtenus sont plus réalistes que ceux obtenus à partir d'une tête rigide classique. En effet, du fait de la présence du gel 4 à l'intérieur de la boîte crânienne 3 simulant le phénomène de découplage entre le cerveau et le crâne, l'accélération tridimensionnelle mesurée pour la tête de mannequin 1 selon l'invention est différente de celle mesurée pour une tête artificielle classique. De plus, la structure impactée par la tête de mannequin 1, de même que l'équipement de protection éventuellement testé ont un comportement différent du fait de ce phénomène. Avantageusement, la réponse accélérométrique mesurée expérimentalement à partir de la tête de mannequin 1 selon l'invention peut ensuite être utilisée avec un modèle numérique de type modèle éléments finis de la tête humaine afin de chiffrer le chargement intracérébral et d'en déduire la réponse intracrânienne à un tel choc expérimental. Pour plus de réalisme, on utilise de préférence un modèle éléments finis d'une tête humaine de même géométrie que celle ayant servi de référence pour la fabrication de la tête de mannequin 1 expérimentale. Dans la mesure où des critères de lésion ont été définis préalablement pour ledit modèle éléments finis par la reconstruction numérique de nombreux traumatismes crâniens réels, cette approche permet de prédire le risque de lésions intracrâniennes pour un impact expérimental donné. Si, à la suite de nombreuses simulations d'accidents réels, la relation entre l'accélération tridimensionnelle de la tête de mannequin 1 et la survenue de lésions est bien établie, il peut être envisagé de prédire ces lésions sans l'étape de calcul numérique à partir du modèle éléments finis, la tête de mannequin 1 selon l'invention étant alors calibrée pour ce type de lésions. Il suffit alors de comparer la valeur expérimentale de l'accélération tridimensionnelle enregistrée à une limite de tolérance intracrânienne préalablement établie. Selon un autre aspect particulièrement original de l'invention, la tête de mannequin 1 permet également de prédire les lésions crâniennes. Pour cela, elle comporte en outre un dispositif d'évaluation des déformations 11 de la boîte crânienne. L'apparition de lésions crâniennes dépend à la fois du lieu et de la surface de l'impact, ainsi que de la forme temporelle de celui-ci. Le dispositif d'évaluation des déformations 11 peut de ce fait comprendre une surface souple, de préférence un film, renfermant une multitude de capteurs de pression. Cette surface souple est appliquée contre et solidarisée à la paroi de la boîte crânienne artificielle 3, sur sensiblement toute sa superficie. Un tel dispositif est ainsi capable d'évaluer localement toutes les contraintes subies par la boîte crânienne 3 lors d'un impact. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le dispositif d'évaluation des déformations 11 est un dispositif d'évaluation de la déformation globale de la boîte crânienne 3. Ainsi, il ne mesure plus chacune des déformations locales particulières, mais permet d'évaluer les déformations globales de la boîte crânienne 3 dans son ensemble. Pour un impact donné, le dispositif d'évaluation des déformations 11 permet de mesurer et de chiffrer les déformations globales de la boîte crânienne 3 et ce, quelle que soit la localisation précise de cet impact. Les déformations enregistrées peuvent ensuite être mises en corrélation avec le risque de fractures ou d'apparition d'hématomes extraduraux provoqués par la déformation du crâne. Selon une variante préférentielle de l'invention, le dispositif d'évaluation des déformations 11 comprend une ou plusieurs jauges extensométriques 12 solidarisée(s) contre la boîte crânienne artificielle 3. De préférence, le dispositif d'évaluation des déformations 11 comprend entre trois et dix jauges extensométriques 12. Selon le mode de réalisation préférentiel de l'invention représenté sur les figures 1 et 2, le dispositif d'évaluation des déformations 11 comprend cinq jauges extensométriques 12, de préférence placées respectivement au sommet de la boîte crânienne 3, à l'avant et à l'arrière de celle-ci, ainsi que sur les deux côtés de la boîte crânienne 3 (jauges 12 représentées en traits interrompus). Les jauges extensométriques 12 sont préférentiellement disposées sensiblement au niveau des ventres de vibration des différents modes de vibration de la boîte crânienne 3. Ces ventres de vibration ont été déterminés préalablement par une analyse modale expérimentale détaillée de ce crâne, mettant en évidence les différentes déformées modales de celui-ci. Un exemple d'une telle déformée modale obtenue vers 700 Hz est donné sur les figures 4 à 6. Grâce à une telle disposition particulièrement avantageuse, un petit nombre de jauges extensométriques 12 suffit à caractériser toutes les déformations pouvant être subies par la boîte crânienne 3 au cours d'un choc, et ce, quelle que soit la localisation de l'impact. Selon les variantes, cette caractérisation de la déformation peut avoir plusieurs formes. La déformation globale peut ainsi être caractérisée par exemple par l'enregistrement de la déformation maximale par l'une des jauges 12, par l'évaluation de la déformation globale pour chaque mode de déformation de la boîte crânienne 3, par évaluation de l'énergie introduite dans la boîte crânienne 3 à chaque fréquence propre en considérant toutes les jauges 12 ou une partie seulement de celles-ci, ou par toute autre expression susceptible de caractériser la déformation de manière appropriée. Les jauges extensométriques 12 peuvent être disposées à l'intérieur ou à l'extérieur de la boîte crânienne 3 sur la paroi de laquelle elles sont de préférence collées. Les jauges 12 sont ensuite préférentiellementprotégées de façon adéquate, par exemple par le dépôt d'une résine adaptée, contre les agressions chimiques ou mécaniques. Lorsqu'elles sont montées à l'extérieur de la boîte crânienne artificielle 3, ces jauges sont en outre protégées par la fausse peau 5 qui les recouvre. Selon une autre variante de l'invention, le dispositif d'évaluation des déformations 11 peut comprendre un ou plusieurs accéléromètre(s) à la place de certaines ou de toutes les jauges extensométriques 12. Ces accéléromètres sont alors exploités dans le domaine fréquentiel de manière similaire aux jauges extensométriques. Selon une troisième variante, un dispositif comprenant des fibres optiques ou tout autre moyen permettant de mesurer des déformations de façon continue, peut également être envisagé. L'expression de la déformation obtenue à partir du dispositif d'évaluation des déformations 11 peut être corrélée avec les déformations calculées en utilisant un modèle éléments finis de la tête, de préférence basé sur la même tête que celle ayant servi de modèle pour la réalisation de la tête de mannequin 1, lors de la reconstruction numériques d'accidents réels avec et sans fracture du crâne. Alternativement ou en parallèle, des reconstructions expérimentales de ces accidentes réels peuvent être réalisées. Il est ainsi possible de réaliser un calibrage de la tête de mannequin 1 selon l'invention en tant qu'instrument de prédiction des fractures et des hématomes extraduraux. On peut de cette façon définir une limite de tolérance crânienne au-delà de laquelle une déformation mesurée par le dispositif d'évaluation des déformations 11 conduit à ce type de lésions. Cette limite de tolérance constitue un nouveau critère de fracture plus pertinent et plus précis que tous ceux disponibles dans l'art antérieur. Une fois ce processus de calibrage terminé, le recours au modèle numérique n'est plus nécessaire. Un essai expérimental à partir de la tête de mannequin 1 selon l'invention est suffisant pour prédire la survenue de lésions crâniennes pour un choc donné. Un tel outil expérimental de prédiction de lésions peut trouver de nombreuses applications industrielles. Il peut notamment servir à l'élaboration de nouvelles normes de protection et être utilisé pour l'optimisation des dispositifs de protection existants ou qui seront développés dans le futur. Le dispositif selon l'invention prend avantageusement en compte les différents types de lésions pouvant affecter la tête humaine en cas de chocs. 1l évite ainsi d'aboutir à une protection trop ciblée pouvant entraîner le transfert d'un mécanisme de lésion vers le mécanisme d'un autre type de lésions. De manière évidente, l'invention ne se limite pas aux modes de réalisation préférentiels décrits précédemment et représentés sur les différentes figures, l'homme du métier pouvant y apporter de nombreuses modifications et imaginer d'autres variantes sans sortir de la portée et du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Tête de mannequin (1), permettant de simuler expérimentalement un choc sur une tête humaine et de prédire le risque de blessures crâniennes et/ou intracrâniennes qui auraient été occasionnées par un tel choc, tête de mannequin (1) caractérisée en ce qu'elle comporte: une boîte crânienne artificielle (3) creuse, en forme de crâne humain; un gel (4) simulant la matière cérébrale, remplissant la boîte crânienne artificielle (3) ; une fausse peau (5) recouvrant extérieurement la boîte crânienne artificielle (3) ; 15. un dispositif d'enregistrement de l'accélération (10) de la boîte crânienne (3) ; et un dispositif d'évaluation des déformations (11) de la boîte crânienne (3). 2. Tête de mannequin selon la revendication précédente caractérisée en ce que la boîte crânienne artificielle (3) est réalisée en matière synthétique, par moulage à partir de la géométrie d'un vrai crâne humain, à l'exception de ses orifices qui sont bouchés de manière à pouvoir contenir le gel (4) à l'intérieur de la boîte crânienne artificielle (3). 3. Tête de mannequin selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que la matériau utilisé pour réaliser la boîte crânienne artificielle (3) présente des propriétés relativement proches de celles d'une boîte crânienne humaine, mais une contrainte limite élastique nettement supérieure à la contrainte limite de rupture d'une boîte crânienne réelle. 4. Tête de mannequin selon la revendication précédente caractérisée en ce que le matériau utilisé pour réaliser la boîte crânienne artificielle (3) présente un module d'élasticité proche de 7GPa 3GPa, un coefficient de poisson de l'ordre de 0,25, une masse volumique de l'ordre de 1,8 0,5 kg/m3 et une contrainte limite élastique comprise entre 150 et 300 MPa. 5. Tête de mannequin selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que le gel (4) présente des propriétés visco-élastiques ou hyperélastiques se rapprochant de la matière cérébrale. 6. Tête de mannequin selon la revendication précédente caractérisée en ce que le gel (4) est quasi incompressible et présente un module de glissement réel de l'ordre de 2000 à 20000 Pa, un module de glissement imaginaire de l'ordre de 1000 à 20000 Pa et une masse volumique voisine de 1000 kg/m3. 7. Tête de mannequin selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que le gel (4) est un gel de silicone. 8. Tête de mannequin selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que la fausse peau (5) est réalisée à partir d'un matériau élastomère présentant des propriétés mécaniques proches de celle de la peau humaine. 9. Tête de mannequin selon la revendication précédente caractérisée en ce que la fausse peau (5) est réalisée à partir d'un matériau présentant une masse volumique voisine de 1000 kg/m3, un module d'Young d'environ 20 5 MPa et un coefficient de Poisson de l'ordre de 0, 4. 10. Tête de mannequin selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle comporte en outre à sa base une pièce de liaison (6) permettant d'assurer sa fixation sur le cou (7) d'un mannequin (8) de choc. 11. Tête de mannequin selon la revendication précédente caractérisée en ce que le dispositif d'enregistrement de l'accélération (10) est monté sur la pièce de liaison (6) qui lui sert de support. 12. Tête de mannequin selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle comporte en partie avant une face (9) simplifiée dont la forme reproduit la forme extérieure générale d'une face humaine. 13. Tête de mannequin selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 caractérisée en ce qu'elle comporte en partie avant une face (9) comprenant une structure en nid d'abeilles, calibrée pour se rapprocher d'une face humaine. 14. Tête de mannequin selon la revendication précédente caractérisée en ce que la structure calibrée en nid d'abeilles est une structure indépendante, rapportée sur la tête de mannequin (1). 15. Tête de mannequin selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que le dispositif d'enregistrement de l'accélération (10) est un dispositif d'enregistrement de l'accélération linéaire et de l'accélération rotatoire tridimensionnelle de la boîte crânienne artificielle (3). 16. Tête de mannequin selon la revendication précédente caractérisée en ce que le dispositif d'enregistrement de l'accélération (10) comporte un trièdre d'accéléromètres. 17. Tête de mannequin selon la revendication 16 caractérisée en ce que le dispositif d'enregistrement de l'accélération (10) comporte des capteurs de vitesse angulaire. 18. Tête de mannequin selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que le dispositif d'évaluation des déformations (11) comprend une surface souple renfermant une multitude de capteurs de pression, appliquée contre et solidarisée à la paroi de la boîte crânienne artificielle (3) sur sensiblement toute sa superficie. 19. Tête de mannequin selon l'une quelconque 2885440 21 des revendications i à 17 caractérisée en ce que le dispositif d'évaluation des déformations (11) est un dispositif d'évaluation de la déformation globale de la boîte crânienne (3). 20. Tête de mannequin selon la revendication précédente caractérisée en ce que le dispositif d'évaluation des déformations (11) comprend au moins une jauge extensométrique (12) solidarisée contre la boîte crânienne artificielle (3). 21. Tête de mannequin selon la revendication précédente caractérisée en ce que le dispositif d'évaluation des déformations (11) comprend entre trois et dix jauges extensométriques (12). 22. Tête de mannequin selon la revendication précédente caractérisée en ce que le dispositif d'évaluation des déformations (11) comprend cinq jauges extensométriques (12). 23. Tête de mannequin selon l'une quelconque des revendications 20 à 22 caractérisée en ce que les jauges extensométriques (12) sont disposées sensiblement au niveau des ventres de vibration des différents modes de vibration de la boîte crânienne (3). 24. Tête de mannequin selon l'une quelconque des revendications 20 à 23 caractérisée en ce que les jauges extensométriques (12) sont collées sur la paroi extérieure de la boîte crânienne (3) et recouvertes par la fausse peau (5). 25. Tête de mannequin selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que le dispositif d'évaluation des déformations (11) comprend au moins un accéléromètre exploité dans le domaine fréquentiel. 26. Procédé de prédiction d'un risque de blessures crâniennes et/ou intracrâniennes pour une tête humaine subissant un choc, à partir de la simulation expérimentale d'un tel choc sur une tête de 2885440 22 mannequin (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, procédé caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: test expérimental au cours duquel la tête de mannequin (1) subit un choc; enregistrement pendant le choc de l'accélération tridimensionnelle de la boîte crânienne (3) au moyen du dispositif d'enregistrement de l'accélération (10) ; 10. enregistrement pendant le choc d'une expression de la déformation de la boîte crânienne (3) au moyen du dispositif d'évaluation des déformations (11) ; introduction dans un modèle éléments finis d'une tête humaine de la valeur expérimentale de l'accélération tridimensionnelle enregistrée pendant le choc; prédiction du risque de lésions intracrâniennes au moyen du modèle éléments finis, à partir de la valeur expérimentale de l'accélération tridimensionnelle introduite; 20. introduction dans un modèle éléments finis d'une tête humaine de la valeur expérimentale de l'expression de la déformation de la boîte crânienne (3) enregistrée pendant le choc; prédiction du risque de lésions crâniennes au moyen du modèle éléments finis, à partir de la valeur expérimentale de l'expression de la déformation de la boîte crânienne (3) introduite. 27. Procédé de prédiction d'un risque de blessures crâniennes et/ou intracrâniennes selon la revendication précédente caractérisé en ce que l'on utilise un modèle éléments finis d'une tête humaine de même géométrie que celle ayant servi de référence pour la fabrication de la tête de mannequin (1) expérimentale. 28. Procédé de prédiction d'un risque de blessures crâniennes et/ou intracrâniennes selon la revendication 26 ou 27 caractérisé en ce que les étapes 2885440 23 d'introduction dans un modèle éléments finis d'une tête humaine de la valeur expérimentale de l'accélération tridimensionnelle enregistrée pendant le choc, et de prédiction du risque de lésions intracrâniennes au moyen du modèle éléments finis à partir de la valeur expérimentale de l'accélération tridimensionnelle introduite, sont remplacées par l'étape suivante: comparaison de la valeur expérimentale de l'accélération tridimensionnelle enregistrée à une limite de tolérance intracrânienne préalablement établie. 29. Procédé de prédiction d'un risque de blessures crâniennes et/ou intracrâniennes selon l'une quelconque des revendications 26 à 28 caractérisé en ce que les étapes d'introduction dans un modèle éléments finis d'une tête humaine de la valeur expérimentale de l'expression de la déformation de la boîte crânienne (3) enregistrée pendant le choc, et de prédiction du risque de lésions crâniennes au moyen du modèle éléments finis à partir de la valeur expérimentale de l'expression de la déformation de la boîte crânienne (3) introduite, sont remplacées par l'étape de comparaison de la valeur expérimentale de l'expression de la déformation de la boîte crânienne (3) enregistrée à une limite de tolérance crânienne préalablement établie.