KOROYD : des technologies développées pour les athlètes de haut niveau au service des EPI

Peter Sajic, un ingénieur aérospatial chevronné, spécialisé dans les matériaux composites s’intéressait à la manière de rendre les vols aériens plus sûrs et, en particulier, à la façon d’intégrer des capacités d’absorption d’énergie dans la conception des sièges. Il s’est concentré sur l’idée d’utiliser une structure tubulaire pour fixer les sièges au plancher, partant du principe que le tube se déformerait de manière contrôlée lors d’un impact, au lieu de se briser complètement. En substance, le tube agirait comme une zone de déformation pour absorber l’énergie.

Ces recherches ont permis de démontrer des propriétés d’absorption d’énergie reproduites par le matériau KOROYD. Elles peuvent être modifiées en fonction du diamètre des tubes et de la densité du matériau. Chaque tube d’un panneau KOROYD est extrudé sous la forme d’un tube en polycarbonate à double couche d’une épaisseur de paroi de seulement 0,06 mm. Le tube intérieur est légèrement plus épais et assure la structure, tandis que la couche extérieure est beaucoup plus fine et fond à une température légèrement inférieure. Ces tubes sont ensuite regroupés ; de l’air chaud est insufflé à travers le réseau, et la couche externe se soude pour former une structure unifiée. La création de la  « structure en nid d’abeille » de cette manière permet non seulement d’éviter les adhésifs et colles conventionnels qui constituent souvent des points faibles, mais aussi de conserver la structure géométrique de chaque tube, ce qui est essentiel pour les propriétés d’absorption d’énergie du matériau. Le KOROYD est extrudé sous forme de longs tubes et moulé en blocs géants. À partir de là, il peut être découpé selon les besoins et en fonction du type d’application.

Après avoir trouvé le moyen de fabriquer son matériau en panneaux, Peter Sajic se déclare être confronté à une nouvelle difficulté : « En gros, ce que nous fabriquions, c’étaient des feuilles de matériaux. C’est bien, mais que faire d’une feuille ? Il faut la transformer en quelque chose. »

C’est à ce moment-là que Peter Sajic rencontre John Lloyd, dirigeant de l’équipe de développement de produits d’une entreprise familiale, fabricant de casques de moto. Un développement conjoint s’engage rapidement débouchant sur de premières versions d’un matériau offrant un niveau de protection significatif par rapport aux matériaux existants et émergents.

John Lloyd envisage alors des applications bien au-delà de l’entreprise familiale, quitte l’entreprise familiale et fonde l’entreprise KOROYD. Les premiers travaux de développement montrent que les feuilles préformées de KOROYD peuvent également être thermoformées en formes plus complexes, mieux adaptées aux applications sportives telles que les casques et les protections. Lloyd se tourne alors vers le marché du cyclisme.

Au même moment, à l’autre bout du monde, Drew Chilson, alors directeur du développement chez Smith Optics, cherche des alternatives aux matériaux EPS traditionnels. « L’EPS est un matériau antichoc fabuleux, mais il est vraiment contraignant », a-t-il déclaré. « J’avais lu quelque chose sur Internet au sujet d’un nouveau matériau résistant aux chocs et cela avait éveillé ma curiosité. » John Lloyd et Drew Chilson se rencontrent lors du salon Interbike.

Chilson et Lloyd s’accordent rapidement sur les qualités d’absorption d’énergie du KOROYD. « Nous avons testé le matériau, et il était littéralement 50 % plus performant que l’EPS », a déclaré Chilson.  « Ça a été notre première révélation. »

Est alors conçu un casque de ski. Après une entrée réussie dans le monde des sports d’hiver avec le produit Smith Vantage, Smith Optics lance en 2013 le casque de VTT Forefront, suivi peu après par l’Overtake, destiné au vélo de route.

Depuis 2013, le KOROYD est utilisé dans la conception de nombreux casques de cyclisme et de ski, mais le passage du sport à l’industrie et du B2C au B2B s’est fait un peu plus tard. Le premier casque de sécurité industrielle à intégrer la technologie KOROYD fut le casque PROTOS fabriqué par Pfanner. Le premier projet visant à lancer un casque entièrement développé par KOROYD fut mené par Ryan Barnes, fondateur de STUDSON en 2020 afin d’apporter une protection de la tête plus sûre et plus innovante sur le marché de la sécurité industrielle. Après avoir constaté qu’il y avait eu très peu d’innovation depuis l’invention du casque de chantier classique en 1919, STUDSON s’est donné pour mission de développer un meilleur équipement de protection individuelle pour les « athlètes industriels » (comme il les a appelés).

À ce stade, il est utile de revenir un peu en arrière pour expliquer pourquoi la mission de Ryan Barnes l’a conduit vers KOROYD. Le matériau KOROYD présente de nombreuses caractéristiques et avantages qui le rendent particulièrement adapté aux équipements de protection individuelle (EPI).

Premièrement, en cas de choc, les tests en laboratoire menés par KOROYD ont montré que son matériau se comprime jusqu’à 73 %, contre seulement 56 % pour les matériaux en mousse tels que l’EPS, testés de la même manière. Cela signifie que le KOROYD est potentiellement 42 % plus efficace pour absorber l’énergie d’un choc. Deuxièmement, KOROYD intègre un indicateur visuel de fin de vie permettant de déterminer facilement si les produits qui l’utilisent sont sûrs ou non pour l’utilisation. Troisièmement, les propriétés mécaniques de KOROYD restent constantes à des températures comprises entre -20 °C et +50 °C (-5 °F et +122 °F). En comparaison, les mousses comme l’EPS ont des performances irrégulières à des températures extrêmes, se ramollissant ou se durcissant. De plus, en ce qui concerne la température, la géométrie tubulaire présente des avantages secondaires, car les canaux entre les tubes permettent à l’air de circuler, ce qui améliore le refroidissement et réduit l’accumulation de sueur, un facteur de confort majeur pour les travailleurs dans les climats chauds. La structure tubulaire du KOROYD est composée à 95 % d’air ; elle permet à l’air humide de se dissiper et d’être remplacé par de l’air plus frais. Cela peut réduire la température à l’intérieur d’un casque de sécurité jusqu’à 4,5°C ou 80°F pour un casque de protection de type II couvrant la calotte en partie haute et en périphérie. Ce refroidissement amélioré agit comme un levier de performance : en réduisant le stress thermique, le KOROYD aide à éviter le retrait temporaire de l’EPI, moment où les accidents surviennent souvent. De plus, au niveau de l’usage et du confort, le matériau KOROYD permet de créer des casques plus compacts, plus discrets, et plus légers, en offrant des hauteurs de ports réduites, rendant les casques plus confortables, plus ergonomiques, mais également plus élégants.

Au niveau des performances, les tubes soudés de KOROYD se déforment instantanément et de manière uniforme lors d’un impact, absorbant la force maximale de façon contrôlée et régulière, ce qui minimise l’énergie transférée à la tête de l’utilisateur. Les absorbeurs d’énergie traditionnels agissent comme un ressort, stockant l’énergie d’un impact et la libérant en un infime instant. De ce fait, davantage d’énergie peut être transférée à la tête, augmentant ainsi le risque de blessure.

Lorsque le KOROYD subit un choc, l’énergie est mieux absorbée grâce à une déformation plastique sacrificielle. Le matériau agit comme un véritable absorbeur d’énergie, et non pas comme un ressort, se déformant, absorbant l’impact et protégeant ainsi le porteur.

Forts de ces indicateurs de performance et d’autres critères de qualité, et animés par la volonté de produire une protection de la tête bien plus sûre pour les ouvriers du bâtiment, KOROYD et STUDSON ont lancé le casque SHK-1 en mai 2021. Ils ont ensuite lancé le premier casque de sécurité à bord intégral (full brim) certifié ANSI Z89.1 Type II en juin 2023. Ce casque est en cours de certification EN397:2025 et sera bientôt disponible en Europe.

Les applications des EPI ne se limitent toutefois pas à la protection de la tête ; la technologie KOROYD a également été intégrée à des produits innovants de protection des mains. Il y a un peu plus d’un an, en novembre 2024, Tilsatec a lancé la gamme Collide-X³ de gants antichocs offrant une protection de niveau 3 selon la norme ANSI/ISEA 138.

Fruit de trois années de recherche et développement, la technologie avancée KOROYD, de protection contre les chocs sur le dos de la main (utilisée dans cette gamme) utilise un système de réduction d’énergie en deux couches, contrairement au TPR (caoutchouc thermoplastique), KOROYD absorbe et redirige l’énergie loin des zones d’impact, limitant ainsi les forces dangereuses, et donc les risques de blessures. Ces gants offrent une amélioration de 38 % de la protection contre les chocs par rapport au TPR de niveau 2 classique, tout en présentant un profil plus fin.

De plus, l’élastomère PU de pointe, permet une performance face aux impacts multiples, en absorbant l’impact initial. La couche matricielle KOROYD intégrée répartit ensuite la force sur l’ensemble de la pièce pour éviter les zones d’impact localisées.

Le matériau utilisé pour la protection du dos de la main de KOROYD est fin, durable et léger ; il s’adapte aux mouvements des doigts et de la main sur toutes les zones d’impact clé, offrant ainsi la dextérité nécessaire pour effectuer les tâches sans entrave. De plus, la couche matricielle KOROYD améliore les performances, permettant une protection plus efficace et sans compromis. Cela réduit la fatigue de la main, améliore le confort et préserve la dextérité nécessaire pour effectuer les tâches avec précision.

Un seul matériau résout rarement tous les problèmes. Conscient de cela, l’entreprise a élargi son offre produit, pour inclure des technologies complémentaires, notamment diverses mousses et élastomères techniques, qui répondent à des situations complexes, nécessitant différents compromis. Les mousses présentent des avantages en termes de capacité à être utilisées dans des géométries complexes et de méthodes d’intégration plus simples pour les EPI. Cette diversification est stratégique. Certains cas d’utilisation exigent une respirabilité accrue, avec des structures perforées, et un affaiblissement progressif de la structure tubulaire, d’autres requièrent des adaptations complexes et précises, ainsi que des exigences de durabilités accrues.

En proposant de multiples solutions, KOROYD et ses partenaires peuvent concevoir des systèmes de protection multicouches sur mesure : un treillis tubulaire fin pour un contrôle optimal des chocs, soutenu par une couche d’élastomère ou de mousse pour le confort et une répartition précise de l’énergie.

Il y a quelque chose de gratifiant à l’idée que des technologies développées pour les athlètes de haut niveau protègent désormais les personnes travaillant sur les chantiers de construction et dans les environnements industriels. Historiquement, les équipements sportifs ont été le moteur des avancées en matière de conception de protections, car la performance et le confort sont des critères très prisés tant par les athlètes, que par le grand public. Ces mêmes priorités sont essentielles pour les équipements de protection individuelle (EPI), où la conformité et le confort de port déterminent leur efficacité et leur maintien en place (durée de port et d’utilisation).

L’adoption des technologies sportives dans l’industrie n’est pas simplement un exercice de branding ; elle représente un changement de culture en matière de sécurité. Lorsqu’un casque de chantier est confortable, les travailleurs sont plus enclins à le porter, et s’il est esthétique, les gens se sentent moins gênés et moins conscients du fait qu’ils portent un EPI. Lorsque les gants offrent dextérité et confort tout en assurant une meilleure protection contre les chocs, la sécurité des mains s’améliore sans sacrifier la productivité. Cette prise en compte de l’interface homme/matériel/environnement, par KOROYD et ses équipes contribue à combler une lacune de longue date en matière de sécurité au travail : les équipements de protection doivent allier protection et confort durable, et ceci dans des des conditions réelles d’utilisation, une exigence parfaitement illustrée par la technologie KOROYD.