Botté d’envoi : un casque montréalais mis à l’essai dans la NFL

Professeurs au Département de génie mécanique de l’École de technologie supérieure (ÉTS), Éric Wagnac et Yvan Petit ont contribué à la création d’un prototype du casque de football Gladiator, actuellement à l’essai dans la Ligue nationale de football (NFL). Ce casque a vu le jour au sein de Kollide, un consortium formé par quatre entreprises en étroite collaboration avec l’ÉTS. En 2021, au terme du NFL Helmet Challenge, le prototype développé à Montréal est celui qui a reçu l’investissement le plus important, soit 550 000 dollars américains.

Cette somme provient des coffres de la NFL qui a pris l’initiative d’investir dans des innovations visant à réduire le nombre de commotions cérébrales et leur gravité. Préoccupée par la problématique des traumatismes crâniens dans le sport, l’objectif de la Ligue était de développer un casque supérieur à ce qui était sur le marché en 2019, et ce, en s’appuyant sur des tests en laboratoire.

Pour relever ce défi complexe, Kollide a rassemblé quatre équipes d’experts de premier plan, chacune spécialisée dans un domaine particulier. Faisant partie du consortium, c’est la compagnie Kupol qui a invité les deux chercheurs – qui collaborent ensemble depuis 2012 – à se joindre à l’aventure. « Bien que notre expertise soit dans les casques de hockey, nous avions déjà des partenaires dans ce domaine », explique M. Petit qui précise que leur rôle était principalement axé sur la recherche, la caractérisation et l’évaluation des matériaux et des structures destinés à être utilisés dans le casque.

Le casque Gladiator est trois fois plus léger qu’un casque de football classique, ce qui a amélioré son acceptabilité et son efficacité. Photo de Kollide.

« En réalité, ce qui nous a permis de réussir dans le projet NFL, c’est notre savoir-faire et les méthodes que nous avions développés en travaillant sur les casques de hockey. Nous avions déjà une approche d’ingénierie systématique et rigoureuse pour la conception et l’optimisation des casques. Cela nous a été utile pour les casques de football, bien que les scénarios d’impact et les stratégies de conception diffèrent. Les matériaux et les structures doivent être adaptés aux conditions spécifiques du football américain. Donc, nous avons dû tout revoir pour répondre aux besoins du football américain », ajoute M. Petit

Pour ce faire, le duo a conçu spécifiquement pour ce projet un laboratoire dans lequel ont été testés tous les matériaux et les casques, et ce, en suivant les conditions de test prescrites par la NFL. Leurs contributions ont permis d’auditer la technologie émergente et de collecter des données cruciales en vue de l’amélioration constante du casque. Pour évaluer des aspects tels que le confort, l’ajustement et la perception du prototype, des tests ont par la suite été effectués auprès d’utilisateurs experts, notamment des joueurs de l’équipe des Carabins de l’Université de Montréal.

L’un des aspects qu’ont remarqué les joueurs lors des essais, soit sa légèreté, est d’ailleurs au cœur de la technologie mise au point par le consortium. « Nous avons osé minimiser le poids du casque, le rendant environ trois fois plus léger que les casques de football traditionnels. Cela a amélioré son acceptabilité et son efficacité. De plus, nous étions parmi les trois meilleurs en termes de protection et de réduction des risques de blessures, bien que nous ne prétendions pas être les meilleurs. Nous avons combiné ces deux facteurs pour obtenir un casque plus performant et plus léger, ce qui nous a permis de nous démarquer », souligne M. Wagnac.

Ce résultat découle principalement de la technologie mise au point et intégrée au casque. « La technologie repose sur l’utilisation de structures architecturées, des cellules contrôlées en termes de géométrie et de matériau. Ces structures sont fabriquées à l’aide de procédés de fabrication additive, qui diffèrent des méthodes conventionnelles utilisées pour les mousses traditionnelles. Cette approche nous permet d’optimiser la performance du casque en fonction des conditions d’impact, en ajustant la structure pour chaque zone du casque. Contrairement aux mousses conventionnelles qui ont une structure uniforme, notre casque peut varier sa structure en fonction de la zone percutée, ce qui offre un meilleur contrôle des performances », poursuit M. Wagnac.

En attendant la suite de cette aventure, les deux chercheurs explorent diverses initiatives de sécurité relatives aux vélos, motos, motoneiges et trottinettes électriques.