Brevet FR2605267A1 — publié le 19880422

PANNEAU DE PROTECTION ET NOTAMMENT ECRAN BALISTIQUE La présente invention a pour objet un écran de protection, et notamment un écran balistique, destiné en particulier, mais non exclusivement, à permettre le blindage de carrosseries, enveloppes, écrans de protection, et notamment le blindage de t8les dites minces telles que celles qui sont utilisées dans l'industrie civile pour le doublage des portes ou la réalisation de carrosseries automobiles. On a déjà proposé toute une gamme de solutions au problème du blindage des carrosseries, mais elles présentent toutes simultanément un inconvénient majeur: elles font appel à des matériaux lourds, épais, le plus souvent métalliques, ce qui rend ce type d'opération souvent impossible, par exemple sur des véhicules civils dont les structures et la puissance sont insuffisants pour'supporter le poids de tels blindages. Dans le cas de munitions perforantes (c'est-à-dire comprenant un noyau de tungstène extrêmement pointu recouvert d'un alliage de plomb, ui-même recouvert de laiton), l'épaisseur de matériau à mettre en oeuvre est prohibitive. Afin de pouvoir arrêter un projectile perforant, il est connu d'utiliser des céramiques industrielles frittées, qui peuvent être à base d'alumine ou de silice laquelle casse le noyau, de sorte que celui-ci, aussitôt après pénétration, n'est plus pointu, mais écorné, ou encore désintégré en plusieurs morceaux. Il est alors possible d'arrêter un tel noyau par une couche de blindage composite genre Antigun (Marque déposée) ou tout autre blindage léger. Mais, le problème qui se pose et qui est résolu par la présente invention est celui de la cohésion de panneaux composites comprenant de la céramique et soit de l'acier inoxydable, soit de l'aluminium, soit un panneau du genre Antigun. -2- On connaît des colles qui permettent de réunir différentes couches avec une adhérence convenable. Cependant, en cas de choc violent tel qu'un tir, il s'est avéré que les différentes strates se décollaient les unes des autres. En effet, dans le cas de l'impact d'un projectile, l'onde de choc produite atteint une vitesse de l'ordre de 9000 m/sec, lorsque la vitesse du projectile est de 800 m/sec. Il se produit une variation de volume corrélative qui, indépendamment de tout effet mécanique, fait éclater la couche d'adhésif lorsque celle-ci est dure, ce qui entraîne la délamination des couches et, éventuellement, la chute de la couche extérieure lorsque celle-ci est constituée de carreaux de céramique. Il en résulte qu'après impact les carreaux de céramique voisins du carreau ayant reçu le projectile tombent ou sont fêlés, ce qui conduit à utiliser une couche de retenue ou de protection extérieure, les carreaux n'étant tenus après un impact de projectile que par la couche de retenue. D'une manière générale, la structure des matériaux utilisés pour le blindage fait que ceux-ci sont difficiles à coller et ne tiennent bien souvent sur leur support, notamment sur l'aluminium, sur l'acier inoxydable, ou sur les matériaux composites, que par un effet de ventouse. La présente invention a pour objet de remédier à cet inconvénient et de permettre la constitution de panneaux résistant à des tirs intensifs très rapprochés. Selon la présente invention, le panneau de protection multicouches est caractérisé en ce que les différentes couches sont collées à l'aide d'un polyuréthane aliphatique dont la dureté Shore A est de 75, et dont le point de ramollissement est de 125 . On a en effet observé que dans le cas de panneaux balistiques, la ou les couches d'adhésif devaient être relativement souples pour éviter tout décollement après impact. -3- Selon une autre caractéristique de l'invention,- le polyuréthane est choisi dans la classe des polyéthers. Les caractéristiques physiques du polyéther-uréthane qui s'est avéré satisfaisant sont les suivantes: - Module de rupture 308 bars - Module d'élasticité sous une tension de 10% 1,3 bars - Module d'élasticité sous une tension de 100% 27 bars - Module d'élasticité sous une tension de 300% 62 bars - Allongement de rupture 500% - Plage de fusion 138-160 C Densité 1.15 La présente invention a également pour objet un procédé de fabrication de panneaux, caractérisé en ce qu'il consiste à chauffer, à l'intérieur d'une étuve, les différentes couches du panneau, pendant un délai de l'ordre de 45 minutes, à une température comprise entre 150 et 200 jusqu'à ce que les bords du polyéther prennent une teinte ambrée, puis à passer l'ensemble sous presse avec une pression de 2 à 10 bars, et à laisser refroidir l'ensemble à l'air libre. De préférence, l'augmentation de température est effectuée graduellement. L'existence de bulles d'air dans la couche de polyéther ne s'oppose pas à l'obtention d'un bon collage, de sorte qu'il n'est pas nécessaire de travailler sous vide. La colle utilisée est incluse contre les couches à réunir, -4- La colle utilisée est incluse contre les couches à réunir, sous forme d'un film plastique compris entre C,38 m/m et 1,25 m/m qui', au cours de l'opération de chauffage, va fondre et se répandre sur toute la surface et éventuellement dans les interstices constitués notamment par les carreaux de céramique. Le passage sous presse assure la cohésion définitive des différentes couches. On notera que, grâce à la souplesse relative de la colle, le choc résultant de l'impact d'un projectile sur un carreau est amorti de sorte que tous les morceaux du carreau brisé restent collés soit sur la couche inférieure, soit sur la couche intersticielle. De même, les carreaux adjacents ne subissent pas de dommages. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation, donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, en regard de la figure unique qui représente un panneau de blindage obtenu par le procédé selon l'invention. Ce panneau est constitué de bas en haut par une couche 1 d'aluminum, réunie par une couche 2 d'adhésif sur un panneau 3 de matériau composite connu sous la marque déposée "ANTIGUN", tel que décrit dans le brevet FRA-2 459 956, et composé d'une âme légère entourée de couches fibreuses par exemple à base d'aramides noyées dans une résine polyester. Le panneau Antigun supporte, par l'intermédiaire d'une couche de colle 4 en résine polyéther, des carreaux de céramique 5. Comme indiqué sur la figure, les carreaux 5 peuvent être surmontés par une couche légère 6 de camouflage. Contrairement à ce qui se passait dans la technique antérieure, cette couche n'est pas nécessaire mécaniquement à la résistance aux projectiles, mais a simplement pour but de dissimuler la structure du matériau. -5- EXEMPLES: COMPARAISONS DE TEMPS Températures: 150Q à 2000 1. Eprouvette 150 x 150 x 10 30' Antigun ou similaire Aluminium ou Inox ou acier Céramique 2. Eprouvette 150 x 150 x 10 20' Céramique Aluminium ou Inox 3. Eprouvette 300 x 300 x 10à20 45' Céramique Antigun ou similaire Aluminium ou Inox ou Acier 4. Eprouvette 300 x 300 x 30/10è 30' Inox 15/10è Encollé + Inox 15/10è 5. Eprouvette 300 x 300 x 15/10è + 7/10è 30' 15/10è Inox 7/10è Aluminium Il est ainsi possible selon l'invention de réaliser des collages acier / acier, acier / caoutchoucs ou matières similaires, acier / Teflon ou similaire, même dans le cas d'applications autres que la balistique, ce qui était pratiquement impossible précédemment. -6- Il va de soi que de nombreuses variantes peuvent être introduites notamment par substitution de moyens techniquement, équivalents sans pour autant sortir du cadre de l'invention. -7- REVENDICATIONS 1. Panneau composite de protection caractérisé en ce que ses différentes couches (1, 3, 5) sont réunies à l'aide d'une résine polyuréthane aliphatique dont la dureté Shore A est de l'ordre de 75 et dont le point de ramollissement est de 1250. 2. Panneau de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce que le polyuréthane est choisi dans la classe des polyéthers. 3. Panneau de protection selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste en une couche d'acier inoxydable ou d'aluminium (1), une couche de matériau composite (3), et une couche de carreaux de céramique (5). 4. Procédé de fabrication d'un panneau selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il consiste à superposer les couches constituant le matériau à l'intérieur d'une étuve, à porter le matériau à une température comprise entre 150 et 2000, jusqu'à ce que la résine polyéther prenne une teinte ambrée, puis à presser les couches sous une pression de 2 à 10 bars et à laisser refroidir à l'air.