Brevet FR2684174A1 — publié le 19930528

BLINDAGE BALISTIQUE DE PROTECTION CORPORELLE La présente invention concerne la réalisation d'un blindage de protection du type de ceux qui sont incorporés dans des vêtements pour constituer un doublage de protection balistique Un tel blindage est notamment destiné à la confection des gilets pare-balles que portent les policiers lors d'interventions qui peuvent les exposer à des tirs balistiques. Dans ce contexte, l'invention vise essentiellement à permettre la fabrication d'un matériau de protection corporelle offrant une protection suffisante contre les projectiles provenant notamment des armes à poing et présentant également un confort et une liberté d'utilisation satisfaisants Le blindage balistique réalisé selon l'invention avec ce matériau pourra être inséré dans des compartiments aménagées à cet effet dans différents types de vêtements civils, militaires, etc Il pourra ainsi notamment servir à constituer le plastron pare-balles d'un gilet de protection balistique, qui pour le reste sera de tout type en soi connu. La recherche de matériaux de protection corporelle adaptés contre les armes à poing est un souci permanent pour la protection des personnes susceptibles de se trouver face à de tels dangers Cependant; jusqu'à la seconde guerre mondiale, le matériau de blindage préféré étant l'acier, son emploi pour la protection corporelle individuelle était fort peu envisageable. Les recherches dans ce domaine se sont donc orientées vers l'utilisation de matériaux qui allient des propriétés de blindage à des caractéristiques de souplesse et de légèreté, de sorte qu'ils soient capables d'apporter un certain confort aux utilisateurs C'est ainsi que les recherches se sont portées sur l'utilisation de fibres organiques dans des matériaux composites. Les fibres de polyamides, en particulier, sont utilisées dans la fabrication de gilets de protection Il s'agit maintenant industriellement de fibres d'arylamides, parmi lesquelles plus particulièrement les phényl-phtalamides qui sont connues dans le commerce sous le nom de Kevlar Ces fibres présentent une haute résistance à l'allongement et à la tension On fabrique ainsi des structures de protection constituées d'une ou plusieurs couches d'un tissu à texture serrée réalisé en ces fibres Mais on s'est rendu compte que la superposition de plusieurs couches de ce tissu entraine à l'emploi la formation de plis dans lesquels un projectile peut s'insérer Ceci exige en palliatif de coudre ces couches de tissu de fibres d'arylamide entre elles. Des fibres de polyéthylène à très haut poids moléculaire sont également utilisées dans la protection corporelle Elles conduisent à des matériaux qui présentent un rapport de résistance par rapport au poids assez élevé et offrent ainsi un haut pouvoir d'arrêt Les fibres de polyéthylène possèdent une haute vitesse de propagation de l'onde ( 12 300 m/s) qui permet une absorption et une dispersion de l'énergie d'impact d'un projectile sur une surface maximum. D'une manière générale, la probabilité d'arrêt d'un projectile par un matériau souple de protection dépend du type de blindage, de la vitesse du projectile, ainsi que de divers autres paramètres tels que le type de munition, les conditions atmosphériques plus ou moins sèches ou humides, etc Il en résulte que les armures de corps sont en général conçues pour arrêter des menaces spécifiques, se situant dans une gamme de vitesses spécifique sur la base de normes de blindage et de la menace perçue. Dans le cadre de l'invention, on cherche notamment à ce que, lors de l'impact d'un projectile à 400-410 m/s, le blindage corporel réponde à deux exigences: arrêter le projectile, mais aussi ne pas subir une déformation trop forte, afin d'éviter tout traumatisme lié au choc Un tel objectif est impossible à satisfaire commodément lorsqu'on utilise des fibres de polyéthylène, car alors le blindage de protection balistique doit comporter au moins 40 couches de polyéthylène afin que la déformation occasionnée lors de l'impact soit réduite pour éviter tout traumatisme lié au choc Et si l'on veut augmenter les caractéristiques concernant le confort du port ou l'invisibilité du matériau inséré dans des vêtements civils, on se heurte au problème qu'en réduisant l'épaisseur du blindage, on augmente alors le traumatisme lié au choc. Le blindage balistique selon l'invention permet d'éviter ces inconvénients des matériaux connus et de se contenter d'une épaisseur de polyéthylène moins importante, ne dépassant pas en général environ 30 couches, en y incorporant une couche d'un matériau capable, pour une épaisseur moins grande au total, d'offrir la même protection contre les traumatismes qui pourraient être occasionnés par l'impact d'un projectile. L'invention a en effet principalement pour objet un blindage balistique de protection corporelle, utile notamment contre les projectiles d'armes au poing, qui se caractérise en ce qu'il comporte, incorporée en son sein, une couche d'un matériau fracturable sous l'effet d'un effort de déformation de sa surface Ce matériau est avantageusement combiné à des couches de type classique, à résistance élastique, de préférence en polyéthylène, qui recouvrent sa surface exposée aux impacts. Ainsi, au lieu d'assurer une protection par une déformation élastique limitée d'un blindage qui serait exclusivement constitué de couches de polyéthylène ou de polyamide empilées, on fait intervenir une couche de matériau qui s'oppose à cette déformation et absorbe l'énergie de l'impact en se fracturant immédiatement. Suivant une caractéristique secondaire de l'invention, la couche de matériau fracturable présente une structure alvéolaire, notamment de type en nid d'abeille, dont les parois sont de préférence en matériau organique, de sorte que l'ensemble possède une bonne résistance mécanique tout en restant fragile en dynamique La capacité d'absorption et de dispersion de l'énergie d'impact d'un projectile est donnée par l'aptitude du matériau à se fracturer et non plus à se déformer de façon élastique comme le font les couches exposées aux impacts en surface, qui sont elles des couches homogènes qui ont plutôt tendance à se déformer de manière élastique et à ne pas se laisser traverser par le projectile La capacité d'absorption et de dispersion de l'énergie d'impact d'un projectile est alors donnée par l'aptitude du matériau interne à se fracturer et non plus par la déformation élastique des couches connues en elles-mêmes. Des essais de balistique conduits en utilisant un blindage de protection selon l'invention ont été effectués et ont montré une destruction de celui-ci sur environ 1 cm de diamètre, alors que pour les fibres d'arylamide par exemple, la destruction du blindage intervient sur une surface de 2 à 4 cm de diamètre Ainsi, on remarque que le cône de déformation est réduit avantageusement grâce à l'invention. Conformément à l'invention, la couche de matériau fracturable peut être formée par une structure en nid d'abeille à parois non métalliques, qui forme des alvéoles généralement hexagonaux s'ouvrant en surface de la couche, mais en variante on peut utiliser des matériaux équivalents, comme peut l'être par exemple un film de matière plastique enfermant des bulles d'air. Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, une telle couche en nid d'abeille non métallique est fabriquée à partir de papier de résine de polyamide, notamment de phénylphtalamide telle que celle couramment connue dans le commerce sous la dénomination Nomex, qui est imprégné de résine phénolique, selon la spécification aéronautique MIL-R- 9299 Ce matériau, du fait de la liaison io réalisée entre les fibres d'arylamide et la résine phénolique, possède une haute résistance mécanique, à la compression, aux chocs, aux vibrations et à la fatigue. On relèvera à ce sujet que si ce matériau est bien connu des spécialistes dans des secteurs industriels o il est fait appel essentiellement à ces qualités, tels que l'aéronautique, les voitures de course, les skis, ou l'industrie navale, l'application qui en est faite suivant la présente invention exploite ses qualités de manière toute différente En effet, c'est la fragilité en dynamique de ce matériau qui lui confère les qualités requises pour s'intégrer sous la forme d'une structure alvéolaire dans un blindage balistique et assurer une bonne protection. Pour faire mieux comprendre l'invention dans ses caractéristiques essentielles et ses principaux avantages, on en décrira maintenant une forme de réalisation particulière, qui n'est cependant pas limitative Cette description concerne l'application d'un blindage suivant l'invention dans la confection d'un gilet pare-balles, illustré par les figures 1 et 2 des dessins annexés. Sous une forme extérieure classique, le gilet de la figure 1 comporte en plastron, au sein de sa doublure un blindage de protection balistique 1 contre les armes au poing, lequel est constitué de plusieurs couches qui apparaissent sur la vue éclatée de la figure 2. On y trouve successivement, en partant de la face du plastron exposée la première aux impacts, un nombre important, de l'ordre d'une trentaine de couches homogènes superposées 2, réalisées en polyéthylène de faible épaisseur, qui recouvrent une couche de matériau fracturable 3, plus épaisse, présentant une structure alvéolaire en nid d'abeille à mailles hexagonales et à parois perpendiculaires à la surface du blindage, puis un nombre réduit de 2 ou 3 autres couches homogènes fines en polyéthylène. Sur les bords du blindage, les couches de polyéthylène extrêmes 5 et 6 sont réunies entre elles tout autour du plastron, soit par couture, soit de préférence par thermosoudure, afin de maintenir l'ensemble A cet effet, la première des couches de polyéthylène en surface extérieure, soit 5, est prolongée pour envelopper souplement l'ensemble, dont la couche fracturable qui est relativement rigide, jusqu'à rejoindre la couche extrême opposée 6 qui déborde légèrement des couches intermédiaires internes, lesquelles restent libres à l'intérieur de l'enveloppe ainsi formée. Il convient cependant de répéter que la forme de réalisation particulière ainsi décrite n'est pas limitative et que bien des variantes peuvent y être apportées en pratique sans sortir pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1/ Blindage balistique de protection corporelle, caractérisé en ce qu'il comporte, incorporée en son sein, une couche d'un matériau fracturable sous l'effet d'un effort de déformation de sa surface, entre des couches homogènes de s recouvrement à résistance élastique. 2/ Blindage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite couche de matériau fracturable présente une structure alvéolaire, notamment de type en nid d'abeille, dont les parois sont orientées perpendiculairement à la surface exposée aux impacts. 3/ Blindage suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite couche de matériau fracturable est en papier de fibres de polyamide imprégnées de résine phénolique. 4/ Blindage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite couche de matériau fracturable est recouverte sur la surface exposée aux impacts d'un nombre important de couches à résistance élastique en polyéthylène de faible épaisseur. 5/ Blindage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite couche de matériau fracturable est recouverte sur la surface opposée à celle exposée aux impacts d'un nombre réduit de couches à résistance élastique en polyéthylène de faible épaisseur. 6/ Blindage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite couche de matériau fracturable est intercalée entre deux couches extrêmes de matériau à résistance élastique qui l'enveloppent et sont réunies entre elles sur ses bords.