Brevet FR2632059A1 — publié le 19891201

La présente invention concerne un blindage, notamment pour véhicules auto-propulsés de combat tels que des chars, destiné à protéger ces derniers, en particulier, contre les projectiles à charge creuse. Les blindages connus sont en général de structure homogène en acier. On sait que le jet formé à l'impact des projectiles à charge creuse avec de tels blindages pénètre à l'intérieur de ceux-ci à une vitesse de tordre de plusieurs kilomètres à la seconde. Ce jet entraîne le fluage du blindage en formant un cratère de diamètre nettement plus important que celui du jet. Dans ce mode de pénétration, le seul moyen susceptible de contrarier la progression du jet est la résistance oppose axialement au jet par le métal du blindage. Pour résister aux impacts des charges creuses on est ainsi amené à choisir de très fortes épaisseurs de blindage, ce qui augmente corrélativement le poids du véhicule blindé au détriment des performances et de la mobilité de celui-ci. On a tenté d'augmenter l'efficacité des blindages par des matériaux autres que l'acier. Ainsi on a proposé d'utiliser des plaques de verre ou de céramique noyées dans un matériau absorbant l'onde de choc. Ces blindages présentent une efficacité améliorée par rapport à ceux en acier. En effet, lors de la pénétration du jet dans le verre ou la céramique, ce dernier subit au contact du jet une transformation de structure qui se traduit par une modification locale de volume. Cette dernière tend à refermer le cratère formé par le jet. Ce phénomène induit des forces radiales qui ralentissent la vitesse du jet. Ces forces radiales s'ajoutent à la force axiale précitée opposée par le métal, de sorte quton accroît sensiblement I'efficacite du blindage.Toutefois cette augmentation d'efficacité des blindages à base de plaques de verre ou de céramique est peu importante par rapport à celle des plaques en acier, car l'effet ralentisseur des forces radiales précitées est relativement faible. L'invention concerne un blindage, notamment pour la protection contre les projectiles à charge creuse, caractérisé en ce qu'il comprend des blocs en matériau à base de silice ou en céramique entourés par une paroi en matériau rigide ayant une impédance acoustique supérieure à celle du matériau constituant lesdits blocs, la paroi dudit matériau rigide étant revêtue extérieurement au moins en partie par une couche d'un explosif capable d'être amorçé lors de l'impact du projectile avec le blindage. Lors de l'impact du jet, l'explosif s'amorce et engendre dans le bloc en matériau à base de silice ou en céramique atteint par ce jet, une compression qui tend à refermer le cratère formé par le jet en freinant ainsi la progression de ce dernier dans ce bloc. Cette compression s'ajoute à celle engendrée par la réflexion sur la paroi en matériau rigide de l'onde de choc formée lors de l'impact du jet. La conjugaison des effets dûs à l'explosif et à la réflexion précitée augmente considérablement la protection apportée par le blindage. De plus, grâce- à l'effet de l'explosif, il est possible de réduire considérablement l'épaisseur de la paroi en matériau rigide, ce qui permet d'alléger le blindage. Selon une version avantageuse de l'invention, la couche d'explosif est comprise entre la paroi précitée de matériau rigide et une autre paroi de matériau rigide ayant une impédance acoustique quelconque. Cette seconde paroi en matériau rigide, permet de concentrer les effets de l'explosif vers le jet. Selon une version préférée de l'invention, la couche d'explosif recouvre uniquement la paroi en matériau rigide qui n'est pas directement exposée aux impacts des projectiles, la couche d'explosif étant ainsi disposée sensiblement dans la direction du jet. La compression engendrée par la couche d'explosif est ainsi sensiblement radiale relativement au jet, ce qui est favorable au freinage de la progression de ce dernier. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après. Aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un eSément de blindage conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe axiale d'un autre élément de blindage conforme à l'invention, - la figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un blindage conforme à l'invention comprenant plusieurs éléments de blindage, - la figure 4 est une variante d'élément de blindage. Dans la réalisation de la figure 1, l'élément de blindage 1 comprend un bloc parallélépipédique ou cylindrique en verre 2 entouré par des parois 3 et 4 en un matériau rigide d'impédance acoustique supérieure à celle du verre, comme par exemple l'acier. Les parois 3 et 4 peuvent être collées au bloc de verre 2 ou encore être fixées à ce dernier au moyen de boulons. Les parois en matériau rigide 4 sont revêtues extérieurement pas une couche d'un explosif 5 présentant une sensibilité suffisante pour pouvoir etre amorcé lors de l'impact d'un projectile à charge creuse sur l'élément de blindage 1. Cette sensibilité est toutefois insuffisante pour permettre l'amorçage de l'explosif par des projectiles de petit calibre qui ne sont pas susceptibles de traverser la paroi en acier 3 ou le pré-blindage en acier existant généralement en amont de cette paroi 3. De plus, cette couche 5 d'explosif est dans l'exemple décrit comprise entre la paroi 4 précitée et une autre paroi 6 de matériau rigide ayant une impédance acoustique quelconque. Cette paroi 6 peut également être en acier. Sur la figure 1 on voit d'autre part que les parois 4 et 6 qui entourent l'explosif 5 sont sensiblement parallèles à la direction d'impact du jet 7, de sorte que ces parois ne sont pas directement exposées à ce dernier. La couche 5 est de préférence constituée par des particules d'explosif secondaire enrobées dans un liant en matière plastique tel que par exemple un polymère élastomère , de façon à réaliser la couche 5 sous la forme d'une feuille souple facile à manipuler. Cette feuille est de préférence collée aux parois 4 et 6 de manière à assurer un contact intime avec ces parois. On donne ci-après à titre d'exemple numérique, les caractéristiques d'un élément de blindage conforme à la figure 1 - Dimension du bloc de verre 2 : 150 à 250 mm - Epaisseur des plaques d'acier 3 et 4 : 5 mm - Epaisseur des plaques d'acier 6 : 10 mm Nature et caractéristiques de la couche d'explosif 5 - Epaisseur : 1 à 3 mm - Nature : penthrite (99%) + caoutchouc synthétique (11%) - Sensibilité de l'explosif : 1,2 kg m selon la norme CSI, sensibilité négative à l'impact par balle à 826 m/s. - Vitesse de détonation : 6 500 à 7 100 m/s. On va maintenant expliquer en référence à la figure 1, les effets techniques du blindage conforme à l'invention. Lors de l'impact d'un projectile à charge creuse avec l'élément de blindage 1, le jet 7 traverse d'abord la paroi 3, puis pénètre dans le bloc de verre 2 en formant un trou 8. Ce trou 8 présente un resserrement à sa partie arrière 8a. Ce resserrement est da aux deux phénomènes suivants dont les effets se conjuguent. Les ondes de chocs engendrées par le jet 7 se réfléchis- sent sur les parois 3 et 4 en acier étant donné que l'impédance acoustique de ces dernières est supérieure à celle du verre. Cette réflexion engendre à l'intérieur du verre 2 une compression qui a pour effet de perturber radialement la progression du jet 7 (voir flèches F). A l'effet précité, s'ajoute celui procuré par l'explosion de la couche 5 d'explosif. Cet explosif 5 est amorcé par l'onde de choc du projectile. L'explosion ainsi engendrée comprime le verre 2, ce qui induit dans ce dernier des forces qui s'additionnent aux forces F précitées. Le cumul des forces précitées appliquées radialement au jet 7 entraine une perturbation considérable de la vitesse de progression du jet dans le verre 2. L'effet perturbateur dû à l'explosif 5 est prépondérant par rapport à celui induit par la réflexion sur les parois 3 et 4. Pour une masse de blindage identique à celle des blindages connus, le blindage conforme à l'invention est beaucoup plus efficace. En effet, les essais ont permis de montrer que gråce à l'invention on pouvait obtenir un gain de 80 à 86% de masse surfacique par rapport aux blindages en acier homogène classiques. On a constaté par ailleurs, que le blindage conforme à l'invention était encore plus performant que ceux décrits dans les demandes de brevets français nO 78 14 829 et nO 78 19 951 du Demandeur. En effet, dans le cas des blindages décrits dans ces demandes de brevets, la pré-contrainte appliquée sur le verre ou la céramique par le confinement rigide extérieur est limitée par la résistance intrinsèque du verre et de la céramique, ce qui n'est pas le cas pour les blindages conformes à l'invention, où aucune force notable n'est appliquée sur le bloc de verre 2. Par ailleurs, dans les réalisations précitées la précontrainte qui s'applique en permanence sur le verre ou la céramique, nécessite d'utiliser des parois de confinement relativement épaisses ce qui n'est pas le cas pour le blindage conforme à l'invention. Ainsi, dans le cas du blindage conforme à l'invention on peut utiliser des parois 3, 4 et 6, par exemple en acier relativement mince , ce qui permet d'alléger le blindage. Dans la réalisation représentée sur la figure 2 on a représenté un bloc de verre 2A de forme tronconique ou tronpyramidale. On voit sur cette figure que les parois latérales 9 et 11 disposées de part et d'autre de la couche d'explosif 10 convergent dans la direction du jet 7. Grâce à cette disposition, la compression du bloc de verre 2A engendrée lors de l'explosion de la couche d'explosif 10 crée des forces F2 qui donnent lieu à une compression F3 appliquée dans une direction opposée à celle de la progression du jet 7. Cette composante F3 entraîne ainsi un ralentissement du jet 7 encore plus efficace que dans le cas de la figure 1. Dans la réalisation selon la figure 3, on a représenté un blindage comprenant une série d'éléments de blindage 12 juxtaposés et superposés. Chaque élément de blindage 12 comprend un bloc parallélépipédique de verre 13. Chaque bloc de verre 13 comporte deux côtés adjacents recouverts par une feuille d'explosif 14 comprise entre deux parois en acier 15 et 16. Les différents blocs de verre 13 sont assemblés de façon que les côtés revêtus des blocs 13 soient appliqués contre les côtés non revêtus des blocs adjacents. Ainsi les blocs de verre 13 sont entièrement confinés à l'intérieur des parois d'acier 15 et 16 disposées de part et d'autre de la feuille d'explosif 14. On obtient ainsi une structure de blindage simple à réaliser,de structure sensiblement homogène et comportant des zones mortes (où le blindage est inactif) d'étendue relativement faible Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples que l'on vient de décrire et on peut apporter à ceux-ci de nombreuses modifications sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi dans le cas d'un blindage destiné à être exposé aux projectiles 7 suivant un angle d'incidence i aigu, une couche d'explosif 17 (voir figure 4) peut être disposée entre deux parois 18 et 19, par exemple en acier, directement exposées aux projectiles 7. Les autres parois de confinement du bloc de verre 20 peuvent être constituées par de simples plaques d'acier 21 et 22. Dans ce cas, le verre 20 est pré-contraint sous l'effet de l'explosion de la couche d'explosif 17. Cette pré-contrainte engendre dans le verre 20 des forces dirigées dans toutes les directions et qui ralentissent la progression du jet 7 , comme dans le cas des réalisations précédentes. On peut également prévoir des dispositions intermédiaires entre celles des réalisations selon les figures 1 et 4. Par ailleurs, les différents éléments de blindage peuvent encore être séparés entre eux par un matériau amortisseur des ondes de chocs comme par exemple de la mousse de polyuréthane ou de polyéthylène ou encore une matière fibreuse-. REVENDICATIONS 1. Blindage notamment pour la protection contre les projectiles à charge creuse, caractérisé en ce qu'il comprend des blocs en matériau à base de silice ou en céramique entourés par une paroi en matériau rigide ayant une impédance acoustique supérieure à celle du matériau constituant ledits blocs, la paroi précitée étant revêtue extérieurement au moins en partie par une couche d'un explosif capable d'être amorcé lors de l'impact du projectile. 2. Blindage conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la couche d'explosif est comprise entre ladite paroi en matériau rigide et une autre paroi de matériau rigide ayant une impédance acoustique quelconque. 3. Blindage conforme à l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la couche d'explosif recouvre la paroi ou les parois en matériau rigide qui ne sont pas directement exposées aux impacts des projectiles. 4. Blindage conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que ladite ou lesdites parois recouvertes par la couche d'explosif convergent dans la direction d'impact des projectiles. 5. Blindage conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la couche d'explosif est une feuille constituée par des particules d'explosif enrobées dans un liant en matière plastique, cette feuille étant collée aux parois adjacentes en matériau rigide. 6. Blindage conforme å l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'explosif présente une sensibilité suffisante pour être amorçé sous l'effet des ondes de chocs engendrées lors de l'impact des projectiles à charge creuse, cette sensibilité étant toutefois insuffisante pour amorcer l'explosif sous l'effet des projectiles de petit calibre non susceptibles de traverser unepremiere couche de blindage classique disposée en amont du blindage proprement dit. 7. Blindage conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend une série de blocs parallélépipédiques de verre, juxtaposés et superposés, chaque bloc comportant deux côtés adjacents recouverts par une feuille d'explosif comprise entre deux parois en acier, ces blocs étant assemblés de façon à ce que les côtés revêtus des blocs soient appliqués contre les côtés non revêtus des blocs adjacents.