Brevet FR2465186A1 — publié le 19810320

L'ive pion concerne, d'une manière générale, un procède pour le renforcement des écrans balistiques de protection, utilisés pour arrêter les projectiles notamment d'armes A feu. L'invention concerne plus spécialement le blindage des carrosseries, enveloppes, écrans de protection et notamment le blindage des tales dites minces, telles que celles utilisées: dans l'industrie civile pour le doublage des portes ou la réalisation des carrosseries automobiles. Dans le brevet France nO 79.16414, au nom du demandeur, on a décrit une structure d'écran balistique permettant de réaliser un blindage a l'épreuve des projectiles de tir, de faible poids, de faible épaisseur, assurant une forte garantie de protection, notamment contre les tirs d'armes civiles, dites de vente libre. Dans cette demande, on a mis en évidence différents exemples d'exécution de tels écrans, et on a donné les performances de ces écrans soumis Q des épreuves de tir, soit par cartouches dites de chasse, soit par balles. Dans tous les cas d'essais, les écrans ont joué pleinement leur fonction de protection, sans avoir été traversés par les projectiles. En poussant plus complètement les essais, on a testé des projectiles du type 22 long rifle, dits à haute vélocité, plus performants que ceux utilisés lors des tests désignés dans la demande antérieure. Avec de tels projectiles, on a encore obtenu des résultats satisfaisants mais on relève toutefois des faiblesses qui ne permettent pas de garantir a 100 % la non-traversée des projectiles. La présente invention a en conséquence pour but d'apporter une garantie supplémentaire de protection sans accroissement des faibles épaisseurs des premiers écrans, et sans augmentation sensible de poids. Un autre but de l'invention est de fournir un écran d'arrêt, ctté impact de tir, assurant une destructuration des projectiles de tir par écrasement, déformation ,épanouissement, atténuant considérablement le pouvoir de pénétration. Un autre but encore est de créer un écran d'arrêt formant bouclier thermique, afin de neutraliser les perforations par effet de fusion sur les matériaux constitutifs de l'écran. Pour satisfaire à ces buts, l'invention concerne plus spécialement un procédé pour le renforcement des écrans balistiques de protection, utilisés pour arrêter les projectiles de tir, procédé caractérisé en ce que l'on élabore la couche de renforcement pour partie à l'aide d'un granulat de très grande dureté, et d'un liant, et on donne à ce granulat la forme de polyèdres 9 angles vifs, tirés d'un matériau incompressible, de préférence d'origine minérale, et en ce que l'on associe ce granulat à au moins une couche d'appui. Suivant une disposition, on sélectionne le granulat de préférence dans un minéral dur, à structure cristalline, tel que le quartz calcédoine. Suivant une autre disposition, on revêt double face la couche minérale de renforcement, d'une ou plusieurs couches en matériau inerte, tel que fibres de verre tissées ou non, pour former un stratifié de contention du granulat enrobé L'invention repose donc sur les propriétés connues en soi, de certains minéraux qui présentent des caractéristiques de dureté très supérieures à celles des projectiles ainsi qu'en témoignent des essais de tir effectués sur des blocs minéraux massifs, à structure cristalline, tel le quartz calcédoine. On remarque que sous l'impact d'un projectile, ces blocs ne sont jamais entamés, les projectiles sont le plus souvent déviés de leur course par ricochet, et très fortement déformés. ll va de soi que de tels blocs doivent leur propriété à leur dureté, mais aussi à leur masse qui fait coup sans déformation plastique appréciable. On comprend que de tels blocs sont inutilisables en l'état, notamment en raison de leur poids pour la constitution d'un écran balistique. Dans une disposition conforme à l'invention, on a pu conserver les propriétés initiales de dureté de la matière minérale, gr ce d'une part à une fragmentation calibrée pour constituer une couche d'impact relativement mince, associée à au moins une couche d'appui d'absorption d'onde de choc, ce grâce a quoi le caractère naturellement brisant de la couche d'impact est neutralisé mais de plus, cette fragmentation de la matière minérale sous forme de polyèdres à angles vifs a pour effet de destructurer par tranchage, déchirement, suivi de déformation par épanouissement, la matière du projectile, masse et enveloppe. De manière surprenante, le projectile est stoppé par un tel écran; il se présente après impact sous forme d'une pastille mince, à contours assez irréguliers, avec inclusion très écrasée de l'enveloppe. D'autres caractéristiques apparaitront encore dans la description détaillée qul suit, de différents modes d'exécution de l'lnvention, dontlGs ici a titre dwesexeples, et illustrée sur les dessins joints dans lesquels La Figure 1 est une vue schématique en coupe, montrant les éléments constitutifs de la couche de renfort d'un écran balistique. La Figure 2 est une vue schématique en coupe, montrant rm écran balistique renforcé. La Figure 3 est une vue semblable i la figure 2 montrant l'action de la couche de renforcement sur un projectile, La Figure 3 est une vue moutrant une variante d'exécution d'un écran balistique renforcé. Ainsi qu'il est montré figure 1, le procédé pour le renforcement des écrans balistiques de protection, consiste a élaborer une couche de renforcemen:t, que l'on a désigné dans son ensemble, par la référence générale 10. Cette couche de renforcement comprend essentiellement deux parties, une couche d'arrêt 11, et une couche d'appui 12. La couche d'arrêt i1 est formée d'un granulat dont les grains 13, sont constitués par des polyèdres a angles vifs de très grande dureté, tirés d'un matériau incompressible, d'origine minérale, en particulier du quartz calcédoine, Les granulats 13 de la couche d'arrêt sont enrobés, au moins partiellement dans une résine d'enrobage 14. Les granulats de la couche d'arrêt sont calibrés pour obtenir des fragments de dimensions sensiblement identiques qui sont disposés, comme montré en figure 1, à l'état jointif pour ne pas laisser subsister de vide a la surface de ce lit de granulat. Le lit d'enrobage 14 est lié a la couche d'appui 12, qui peut être constituée avantageusement d'un stratifié formé de plusieurs strates comprenant des fibres longues de renforcement tissées ounon,tel qu'un roving de fibres de verre, ou un mat de verre. ll va de soi que l'on peut faire varier dans de larges limites la nature des composants du stratifié et le mode d'organisation des strates, en fonction des contraintes et de la puissance des ondes de choc, qui doivent être neutralisées par la couche de renforcement. Ainsi par exemple, on peut concevoir une couche d'appui extrêmement dure et rigide faisant coup, auquel cas on utilisera de préférence des strates de fibres de verre.Dans d'autres oonditions d'emploi, on préférera une couche d'appui présentant un certain module d'élasticité, auquel cas on utilisera comme fibres d'armement, des fibres organiques du genre polyamide aromatique, dit aramide à haute résistance à la traction. Suivant une disposition préférée, ainsi qutil est montré figure 2, il est avantageux d'enrober complètement le granulat 13, dans la résine 14, et de prévoir sur les deux faces de la couche d'arrêt 11, un parement, respectivement 15, 16, qui peut être un roving ou un mat de fibres de verre, lié a la résine d'enrobage. Cette structure a l'avantage de garantir une bonne cohésion de la résine d'enrobage du granulat, lorsque cette dernière est soumise à des ondes de choc successives des impacts de tir. De cette manière, on neutralise l'effet brisant dans la couche d'arrêt, et on maintient la cohésion des granulats, y compris dans les actions de tirs groupés.Les granulats de la couche d'arrêt forment, d'une part un bouclier de destructuration mécanique des projectiles de tir, mais aussi, un bouclier thermique qui protège les constituants des strates sous-jacents de la couche d'appui. En figure 3, on a schématise le comportement d'un projectile de tir 17, formé d'une masse 18 et d'une enveloppe 19, lorsqu'il est soumis à l'action de destructuration de la couche d'arrêt 11. Lorsque le projectile entre en contact avec les granulats de la couche d'arrêt, il se produit tout d'abord, plusieurs amorces de déchirures de l'enveloppe 19, suivies immédiatement d'un épanouissement de la masse 18, qui se présente alors,comme montré au dessin sous forme d'une pastille mince, contenant plusieurs fois le diamètre initial du projectile avant impact. Il est remarquable de constater qu'un écran de renforcement élaboré conformément aux dispositions des figures 2 et 3, peut hêtre utilisé seul, en tant qu'écran balistique, sans élément de renforcement complémentaire, ce qui permet la constitution d'écrans minces, particulièrement aisés à mettre en oeuvre, notamment pour le blindage de tôles minces, planes oui galbées. Dans certains domaines d'application, on peut combiner avec profit les écrans de renforcement tels que décrits ci-dessus, avec les écrans balistiques comprenant de part et d'autre d'une âme en matériau à faible densité, des strates (b matière fibreuse, tissées ounon, liés en tout ou partie a cette ame par une résine polyester. Un exemple d'exécution d'un tel complexe est représenté en figure 4, dans laquelle ce complexe associé à une tale 12, mince, constitue un blindage présentant un coefficient de sécurité élevé, Ce complexe est formé tout d'abord du côté impact de tir, immédiatement derrière la tôle 20, et éventuellement à une certaine distance de celle-ci, de la couche d'arrêt 11. Cette couche d'arrêt est suivie de la couche d'appui 12, qui comporte ici une âme en balsa 21. L'âme en balsa est revêtue d'un premier strate formé notamment d'un mat de verre 22, et d'un roving 23. Sur la face opposée à l'impact de tir, l'amie en balsa 21 est revétue d'un mat de verre 24, suivi d'un roving 25, le tout étant lié par une résine polyester. Ainsi qu'il a été dit plus haut, on peut incorporer avantageusement en tant que fibres de renforcement, dans le stratifié, des fibres organiques du genre polyamide aromatique, dit aramid à haute résistance à la traction. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples d'exécution ci-dessus décrits et représentes, pour lesquels on pourra prévoir d'autres variantes, sans pour cela sortir du cadre des revendications annexées. REVENDICATIONS 1) Procédé pour le renforcement des écrans balistiques de protection, utilisés pour arrêter les projectiles de tir, notamment d'armes 9 feu, procédé caractérisé en ce que l'on élabore la couche de renforcement pour partie à l'aide d'un granulat de très grande dureté, et d'un liant, et on donne à ce granulat la forme de polyèdres å angles vifs, tirés d'un matériau incompressible, de préférence d'origine minérale, et en ce que l'on associe ce granulat à au moins une couche d'appùi. 2) Procédé de renforcement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on sélectionne le granulat de préférence dans un minéral dur å structure cristalline tel que le quartz calcédoine. 3) Procédé de renforcement selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on calibre le granulat pour obtenir des fragments de dimensions sensiblement identiques, et forme une couche à grains jointifs que l'on lie au moins partiellement dans une résine d'enrobage. 4) Procédé de renforcement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on revêt double face la couche minérale de renforcement, d'une ou plusieurs couches en matériau inerte, tel que fibres de verre tissées ou non pour former un stratifié de contention du granulat enrobé. 5) Ecran balistique renforcé à couche minérale Intégrée, selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend une couche d'arr8t formée d'un granulat de silex à grains polyédriques, présentant une ou plusieurs arêtes tranchantes, et au moins une couche d'appui et d'absorption d'ondes de choc pour ce granulat1 les couches de ce stratifié étant liées par une résine.