Brevet FR2741434A1 — publié le 19970523

Le domaine technique de l'invention est celui des procédés permettant d'appliquer ou de disperser un matériau actif. On entendra par matériau actif, un matériau remplissant une certaine fonction lorsqu'il se trouve appliqué sur une cible ou bien dispersé sur une zone de terrain. A titre indicatif, on pourra ainsi considérer la fonction de masquage d'un objectif pour le protéger vis à vis d'une agression, par exemple par un projectile guidé. On pourra également considérer la fonction de leurrage d'une cible, dans laquelle un objectif est protégé par la dispersion à quelque distance d'une substance ayant pour effet d'attirer à elle un projectile guidé. On pourra aussi envisager la fonction incapacitante des personnels, par la dispersion d'une substance aveuglante, lacrymogène ou nauséeuse. On envisagera enfin la fonction de marquage d'une cible, d'un objet ou bien d'une personne au moyen d'un colorant, cela pour permettre une reconnaissance ultérieure. Habituellement les matériaux actifs sont mis en oeuvre soit sous forme de poudre soit sous forme de liquide. Les poudres présentent comme principal inconvénient de s'agglomérer au cours des phases de stockage ce qui gêne leur dispersion et nuit à l'efficacité finale du matériau (en particulier pour les applications de masquage et de leurrage). Les liquides sont généralement dispersés au moyen d'un gaz sous pression, ce qui impose la mise en oeuvre de sécurités et d'étanchéités pour le stockage. L'emploi de compositions sous forme liquide pose également des problèmes d'étanchéité. Enfin lorsque le matériau actif est une poudre mélangée à un liquide vecteur, il y a un risque de décantation de la poudre, ce qui nuit à l'efficacité de la dispersion. On se trouve donc obligé de mélanger poudre et liquide au moyen d'un agitateur avant toute dispersion. Le brevet FR2669625 décrit ainsi un dispositif de dispersion d'un matériau de masquage des rayonnements infra rouges, dispositif dans lequel le matériau de masquage est une poudre de laiton mélangée à un liquide vecteur qui est du gas oil. Ce dispositif de dispersion comporte un agitateur permettant d'homogénéiser le mélange de laiton et de gas oil avant la dispersion par un flux d'air chaud. C'est le but de l'invention que de proposer un procédé de dispersion d'un matériau actif qui ne présente pas de tels inconvénients. Le procédé selon l'invention permet notamment d'assurer l'homogénéité de la composition au cours de phases de stockage prolongées. On assure ainsi une meilleure répartition dans l'espace du matériau actif lors de la dispersion. Le procédé selon l'invention facilite également la mise en oeuvre de la dispersion puisqu'il supprime tout risque d'agglomération du matériau actif et élimine les problèmes d'étanchéité. L'invention a également pour objet une composition dispersable comportant un matériau actif. Cette composition ne présente pas les inconvénients des compositions connues dans lesquelles le matériau actif est mis en oeuvre soit sous forme de blocs de poudre sèche soit sous la forme liquide (ou de suspension de poudre dans un liquide). Ainsi l'invention a pour objet un procédé de dispersion ou d'application d'un matériau actif, procédé qui est caractérisé en ce que l'on incorpore au préalable le matériau actif à un gel thixothrope de façon à réaliser une composition et en ce que l'on soumet au moment de la dispersion ou de l'application cette composition à une contrainte mécanique de façon à modifier sa viscosité et à provoquer la dispersion ou l'application. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, la contrainte peut être obtenue par l'accroissement de pression dû à l'initiation d'une composition pyrotechnique. Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, la contrainte peut être obtenue par le déplacement d'un piston. L'invention a également pour objet une composition dispersable sur une zone de terrain ou applicable sur un objet et comportant au moins un matériau actif, composition qui est caractérisée en ce que le ou les matériaux actifs sont incorporés dans un gel thixotrope. Suivant différents modes de réalisation, le gel pourra être composé de silice ultra dispersée mélangée à de l'eau, de l'alcool, du glycérol ou bien de l'huile silicone. Suivant un mode particulier de réalisation, le matériau actif pourra être une poudre métallique, dont la granulométrie pourra être comprise entre 1 micron et 15 microns. Ainsi, une composition selon l'invention pourra être constituée par 3% à 10% en masse de poudre de silice ultra dispersée, 80% à 90% en masse d'eau et 1E à 2% en masse de poudre de laiton. Une autre composition selon l'invention pourra être constituée par 3% à 10% en masse de poudre de silice ultra dispersée, 80% à 90% en masse d'alcool et 1% à 2% en masse de poudre de laiton. Une autre composition selon l'invention pourra être constituée par : 3% à 10% en masse de poudre de silice ultra dispersée, 80% à 90% en masse d'huile silicone et 1% à 2% en masse de poudre de laiton. Suivant un mode particulier de réalisation, le matériau actif pourra être une poudre de carbone ou des fibres de carbone. Ainsi, une composition selon l'invention pourra être constituée par 3% à 10% en masse de poudre de silice ultra dispersée, 80% à 90% en masse d'eau, 1% à 2% en masse de poudre ou de fibres de carbone. Une autre composition selon l'invention pourra être constituée par 3% à 10% en masse de poudre de silice ultra dispersée, 80% à 90% en masse d'alcool et 1% à 2% en masse de poudre ou de fibres de carbone. Une autre composition selon l'invention pourra être constituée par 3E à 10% en masse de poudre de silice ultra dispersée, 80% à 90% en masse d'huile silicone et 1% à 2% en masse de poudre ou fibres de carbone. Suivant un mode particulier de réalisation, le matériau actif pourra être un matériau incapacitant. Le matériau incapacitant pourra être une poudre de poivre ou de piment. Ainsi, une composition selon l'invention pourra être constituée par 3% à 10% en masse de poudre de silice ultra dispersée, 80% à 90% en masse d'huile silicone et 1% à 2% en masse de poivre en poudre. Le matériau incapacitant pourra être une composition lacrymogène. Ainsi, une composition selon l'invention pourra être constituée par 3% à 10% en masse de poudre de silice ultra dispersée, 80% à 90% en masse d'alcool iso propylique et 1% à 2% en masse de composition lacrymogène. Suivant un mode particulier de réalisation, le matériau actif pourra être un colorant. Ainsi, une composition selon l'invention pourra être constituée par 3% à 10% en masse de poudre de silice ultra dispersée, 80% à 90% en masse d'eau et 1% à 2% en masse de colorant. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation, description faite en référence à la figure annexée qui représente à titre indicatif une munition mettant en oeuvre le procédé selon l'invention. Si on se reporte à la figure annexée, une munition 1 est représentée schématiquement; elle comporte une enveloppe 2 sensiblement cylindrique, solidaire d'une cloison de fond 2a. La munition 1 est destinée à être lancée par une arme non représentée, par exemple par un tube de lancement solidaire d'un véhicule à protéger (le brevet FR2612287 décrit un tel tube de lancement). L'enveloppe est fermée par un bouchon 3 qui en est rendu solidaire par exemple par collage ou soudure. On réalisera avantageusement l'enveloppe 2 d'une seule pièce avec la cloison 2a et dans une matière plastique, par exemple du polyéthylène ou du polypropylène. Le bouchon 3 porte un étui 4 renfermant une composition génératrice de gaz 5 de type connu ainsi que des moyens d'initiation 6 de celle-ci (non représentés en détail). La composition génératrice de gaz sera de préférence une composition fournissant un important volume de gaz avec une élévation limitée de la température, par exemple une composition à base d'azoture de sodium. De telles compositions sont utilisées dans le domaine de l'automobile pour assurer le gonflage des coussins de sécurité. On pourra se reporter aux brevets US5062367, FR2691706 ou EP509655 qui décrivent des générateurs de gaz utilisables pour les sécurités automobiles. On pourra également utiliser une composition associant Bore et nitrate de potassium (KNO3), par exemple dans les proportions en masse de 20 à 27% de Bore pour 80 à 73% de KNO3. On pourra également utiliser une composition associant Nitrocellulose et Chlorate de potassium (KC104), par exemple dans les proportions en masse de 10 à 30 % de Nitrocellulose pour 90 à 70% de KC104. D'une manière connue, les moyens d'initiation comporteront une amorce ainsi qu'un dispositif d'initiation de celle-ci à l'issue d'un certain intervalle de temps après le lancement de la munition. On pourra par exemple utiliser un retard électronique ou un retard pyrotechnique. L'enveloppe 2 contient une composition 7 qui comporte un matériau actif incorporé dans un gel thixotrope. La composition 7 pourra être séparée du générateur de gaz 5 par une couche d'un matériau compressible 8, tel une mousse de polyuréthanne. Le matériau compressible 8 est destiné à assurer éventuellement un rattrapage des jeux lors du montage de la munition et à absorber les dilatations éventuelles de la composition 7 provoquées par les variations de température. D'une façon connue, un gel thixotrope est un gel qui se trouve normalement à l'état figé, mais qui devient liquide lorsqu'il est soumis à une contrainte mécanique d'un certain niveau. De tels gels sont connus dans le domaine par exemple de l'industrie alimentaire. L'invention propose de les utiliser comme support pour un matériau actif. Le fonctionnement de cette munition est le suivant: Après tir, et à l'issue d'un intervalle de temps (défini par exemple par programmation d'un retard électronique), la composition génératrice de gaz 5 est initiée. Les gaz provoquent une forte augmentation de pression à l'intérieur de l'enveloppe 2. Cet accroissement de pression a pour effet, d'une part de liquéfier le gel thixotrope 7, et d'autre part de faire éclater l'enveloppe 2 (qui pourra avantageusement être dotée d'amorces de ruptures 9 annulaires et/ou longitudinales). Il en résulte une dispersion sous forme de fines gouttelettes du gel transportant le matériau actif. On voit ainsi les avantages du procédé de dispersion selon l'invention. Du fait de l'état figé du gel, on est assuré que le matériau actif (qu'il soit sous forme de poudre ou sous forme liquide) conservera une répartition homogène à l'intérieur de celui-ci. On élimine donc tous problèmes de décantation et d'agglomération du matériau actif. L'état figé élimine également les problèmes d'étanchéité lors de la conception de la munition. Pour assurer la dispersion, il est ensuite aisé de définir des moyens permettant d'appliquer au gel une contrainte mécanique suffisante pour assurer son passage à l'état liquide. Ces moyens seront définis en fonction du niveau minimum de contrainte qui est nécessaire pour assurer la liquéfaction (une pression très réduite, par exemple de l'ordre de 104 Pascals est généralement suffisante, cette valeur dépend de la nature et de la composition du gel thixotrope). Les moyens permettant d'appliquer la contrainte mécanique seront également définis en fonction des dimensions du nuage de dispersion souhaité et du volume de composition mis en oeuvre. L'homme du métier définira aisément l'énergie nécessaire par le biais d'essais. Dans tous les cas on dimensionnera l'enveloppe de façon à assurer un confinement initial suffisant et on définira les amorces de rupture en fonction de la répartition souhaitée pour le matériau actif. On peut également disposer un piston entre la composition génératrice de gaz et le gel thixotrope et doter la cloison 2a de perforations obturées par un film mince. Une telle variante permet de disperser le matériau actif suivant une direction privilégiée : l'axe de la munition. Le gel thixotrope pourra être composé de silice ultra dispersée et d'eau. On entend par silice ultra dispersée une silice dont la granulométrie est très faible (de l'ordre du centième de micron). Cette silice est incorporée à de l'eau dans les proportions suivantes: 3% à 7% en masse d'eau pour 97 à 93% en masse de silice. Les proportions seront définies en fonction de la viscosité souhaitée pour le gel, viscosité qui dépendra de la nature du matériau actif incorporé au gel. La silice est particulièrement avantageuse car elle est très bon marché et très inerte chimiquement, ce qui permet d'ajouter sans difficultés à un tel gel des matériaux actifs de compositions diverses. Afin d'éviter la solidification du gel aux basses températures, on pourra mélanger à l'eau un agent antigel, tel un alcool. On pourra également réaliser un gel thixotrope en incorporant de la silice ultra dispersée à un alcool éthylique ou iso propylique. On pourra par exemple adopter les proportions suivantes: 3% à 7% en masse d'alcool pour 97 à 93% en masse de silice. Cette variante permet d'éviter l'oxydation du matériau actif par le gel. On peut également réaliser un gel composé de silice ultra dispersée et de glycérol ou bien d'huile de silicone. On choisira de préférence les proportions suivantes: 3% à 7% en masse d'huile de silicone pour 97 à 93% en masse de silice. Un tel gel présente l'avantage de n'être absolument pas toxique et d'avoir une excellente compatibilité chimique avec la plupart des matériaux actifs. Le gel thixotropique constitue le support pour un matériau actif que l'on cherche à disperser. Suivant le but recherché, différentes compositions différentes sont donc possibles. On pourra par exemple incorporer au gel thixotrope un matériau actif assurant une fonction de masquage aux infra rouge ou aux ondes millimétriques. On pourra par exemple utiliser une poudre de laiton de granulométrie comprise entre 1 et 15 microns. On utilisera avantageusement la poudre de laiton enrobée de silice qui est décrite par le brevet FR2669625. A titre d'exemple on pourra réaliser la composition suivante: 3% à 10% en masse de poudre de silice ultra dispersée, 80% à 90% en masse d'alcool iso-propylique, 1% à 2% en masse de poudre de laiton. Du point de vue fabrication, on mélangera tout d'abord la silice ultra dispersée et la poudre de laiton de façon à obtenir un mélange homogène, puis on incorporera l'alcool en agitant de façon à obtenir le gel. On pourra éventuellement passer la composition obtenue au broyeur pour assurer son homogénéisation. A titre de variante on pourra réaliser les compositions suivantes: 3% à 10% en masse de poudre de silice ultra dispersée, 80% à 90% en masse d'eau, 1% à 2% en masse de poudre de laiton. ou bien: 3% à 10% en masse de poudre de silice ultra dispersée, 80% à 90% en masse d'huile silicone, 1% à 2% en masse de poudre de laiton. On pourra également réaliser une composition de masquage aux rayons infra rouge en utilisant comme matériau actif une poudre de carbone, dont la granulométrie est comprise entre 1 micron et 15 microns. On pourra par exemple réaliser la composition suivante 3% à 10% en masse de poudre de silice ultra dispersée, 80% à 90% en masse d'alcool iso-propylique, 1% à 2% en masse de poudre de carbone. Là encore on réalisera au préalable un mélange homogène de la silice et du carbone, puis on rajoutera l'alcool. Grâce au procédé selon l'invention, les grains de carbone se trouvent enrobés de particules de silice ce qui interdit leur agglomération et améliore les performances du masquage. On pourra également utiliser à la place de la poudre de carbone des fibres de carbone de 3 à 6mm de long. A titre de variante on pourra encore réaliser les compositions suivantes: 3% à 10% en masse de poudre de silice ultra dispersée, 80% à 90% en masse d'eau, 1% à 2% en masse de poudre de carbone. ou bien: 3% à 10% en masse de poudre de silice ultra dispersée, 80% à 90% en masse d'huile silicone, 1% à 2% en masse de poudre de carbone. Suivant une autre variante de l'invention, afin de réaliser une composition de leurrage des munitions dans le domaine millimétrique, on pourra utiliser comme matériau actif incorporé au gel thixotrope un matériau de leurrage, par exemple des fibres de verre aluminisées de 1 à 4 mm de long ou encore des fibres de carbone de 1 à 4 mm de long. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, on incorporera au gel thixotrope un matériau actif incapacitant. On entend par matériau incapacitant un matériau pouvant mettre hors de combat une personne sans lui infliger de dommages sévères. On range par exemple dans cette catégorie les matériaux lacrymogènes, soporifiques ou provoquant des nausées. On pourra utiliser comme matériau actif une poudre de poivre ou de piment. On réalisera le gel thixotrope avec des composants non toxiques (par exemple l'alcool iso-propylique ou l'huile silicone). On pourra par exemple réaliser une composition constituée par 3% à 10% en masse de poudre de silice ultra dispersée, 80% à 90% en masse d'huile silicone, 1% à 2% en masse de poivre en poudre. Là encore on mélangera de façon homogène poivre et silice avant d'ajouter l'huile silicone. Il est possible également de réaliser une composition dans laquelle le matériau actif est sous une forme liquide. On pourra par exemple utiliser une composition lacrymogène telle le CS (Ortho-Chlorobenzylidènemalonitrile). On réalisera une composition ayant la composition suivante: 3% à 10% en masse de poudre de silice ultra dispersée, 80% à 90% en masse d'alcool iso propylique, 1% à 2% en masse de composition lacrymogène. La composition lacrymogène utilisée pourra n'être que partiellement soluble dans l'alcool. Du point de vue fabrication, on mélangera le matériau actif liquide avec l'alcool puis on ajoutera ensuite la silice ultra dispersée. Bien entendu un autre matériau actif liquide pourrait être utilisé. Dans tous les cas on adaptera les taux des différents constituants pour assurer le caractère thixotropique au gel obtenu. Enfin selon un dernier mode de réalisation de l'invention on pourra choisir comme matériau actif un colorant. Le colorant sera de préférence un colorant soluble dans la phase liquide utilisée (eau, alcool ou huile silicone), mais il pourrait également n'être qu'en suspension. On pourra par exemple choisir le bleu de méthylène ou la fluoréscéine. On pourra réaliser par exemple la composition suivante: 3% à 10% en masse de poudre de silice ultra dispersée, 80% à 90% en masse d'eau, 1% à 2% en masse de colorant. Une telle variante permet d'assurer le marquage d'un objectif afin de faciliter sa reconnaissance ultérieure. Par exemple le marquage de suspects dans les opérations de maintien de l'ordre ou encore le marquage de véhicules ou de cibles pour faciliter leur attaque ultérieure par une munition. La composition et la couleur du colorant seront bien entendu choisies en fonction des effets recherchés (caractère indélébile, fluorescent...). Diverses variantes sont possibles sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi le procédé selon l'invention n'est pas limité à une mise en oeuvre au moyen d'une munition. Il est ainsi possible de placer la composition comportant un gel thixotrope dans un équipement pulvérisateur individuel ou télécommandé, par exemple un cylindre percé à une extrémité et doté à l'autre extrémité d'un piston manoeuvrable par l'utilisateur. Le gel pourra être alors pulvérisé dans une direction privilégiée qui est l'axe du cylindre. Des applications civiles de l'invention sont également possibles. Ainsi le piston pulvérisateur peut servir à la dispersion d'un gel thixotropique particulier dans lequel est incorporé un matériau actif destiné au traitement des végétaux (pesticide, fongicide, insecticide...). L'invention permet alors d'assurer une dispersion homogène sans nécessiter l'emploi de gaz propulseurs nuisibles à l'environnement. De plus, grâce au caractère gélifié, le disperseur utilisé ne coule pas ce qui facilite l'emploi. Un piston analogue pourrait être utilisé avec un gel transportant un colorant pour faciliter le marquage des animaux, des arbres ou encore des routes (lors des opérations de travaux publics). Il est même possible conformément à l'invention de réaliser un stylo marqueur qui ne coule pas et ne sèche pas. Un tel stylo sera doté d'une mine poreuse ou tubulaire en appui comme un piston sur le gel. Lors de l'écriture, la mine est appuyée sur une surface par l'utilisateur. Elle exerce alors une contrainte sur le gel colorant ce qui le liquéfie et permet son écoulement hors du stylo. Un tel stylo peut écrire sur toute surface et avec toute orientation. REVENDICATIONS l-Procédé de dispersion ou d'application d'un matériau actif, caractérisé en ce que l'on incorpore au préalable le matériau actif à un gel thixothrope de façon à réaliser une composition et en ce que l'on soumet au moment de la dispersion ou de l'application cette composition à une contrainte mécanique de façon à modifier sa viscosité et à provoquer la dispersion ou l'application. 2-Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la contrainte est obtenue par l'accroissement de pression dû à l'initiation d'une composition pyrotechnique. 3-Procédé selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la contrainte est obtenue par le déplacement d'un piston. 4-Composition dispersable sur une zone de terrain ou applicable sur un objet et comportant au moins un matériau actif, caractérisée en ce que le ou les matériaux actifs sont incorporés dans un gel thixotrope. 5-Composition dispersable selon la revendication 4, caractérisée en ce que le gel est composé de silice ultra dispersée et d'eau. 6-Composition dispersable selon la revendication 4, caractérisée en ce que le gel est composé de silice ultra dispersée et d'alcool. 7-Composition dispersable selon la revendication 4, caractérisée en ce que le gel est composé de silice ultra dispersée et de glycérol. 8-Composition dispersable selon la revendication 4, caractérisée en ce que le gel est composé de silice ultra dispersée et d'huile silicone. 9-Composition selon une des revendications 4 à 8, caractérisée en ce que le matériau actif est une poudre métallique. 10-Composition selon la revendication 9, caractérisée en ce que la poudre métallique a une granulométrie comprise entre 1 et 15 microns. ll-Composition selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'elle est constituée par 3% à 10% en masse de poudre de silice ultra dispersée, 80% à 90% en masse d'eau, 1% à 2% en masse de poudre de laiton. 12-Composition selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'elle est constituée par 3% à 10% en masse de poudre de silice ultra dispersée, 80% à 90% en masse d'alcool, 1% à 2% en masse de poudre de laiton. 13-Composition selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'elle est constituée par 3% à 10% en masse de poudre de silice ultra dispersée, 80% à 90% en masse d'huile silicone, 1% à 2% en masse de poudre de laiton. 14-Composition selon une des revendications 4 à 8, caractérisée en ce que le matériau actif est une poudre de carbone ou des fibres de carbone. 15-Composition selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'elle est constituée par 3% à 10% en masse de poudre de silice ultra dispersée, 80% à 902 en masse d'eau, 1% à 2% en masse de poudre ou fibres de carbone. 16-Composition selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'elle est constituée par 3% à 10% en masse de poudre de silice ultra dispersée, 80% à 90% en masse d'alcool, 1% à 2% en masse de poudre ou fibres de carbone. 17-Composition selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'elle est constituée par 3% à 10% en masse de poudre de silice ultra dispersée, 80% à 90% en masse d'huile silicone, 1% à 2% en masse de poudre ou fibres de carbone. 18-Composition selon une des revendications 4 à 8, caractérisée en ce que le matériau actif est un matériau incapacitant. 19-Composition selon la revendication 18, caractérisé en ce que le matériau incapacitant est une poudre de poivre ou de piment. 20-Composition selon la revendication 19, caractérisé en ce qu'elle est constituée par 3% à 10% en masse de poudre de silice ultra dispersée, 80% à 90% en masse d'huile silicone, 1% à 2% en masse de poivre en poudre. 21-Composition selon la revendication 18, caractérisé en ce que le matériau incapacitant est une composition lacrymogène. 22-Composition selon la revendication 21, caractérisée en ce qu'elle est constituée par 3% à 10% en masse de poudre de silice ultra dispersée, 80% à 90% en masse d'alcool iso propylique, 1% à 2% en masse de composition lacrymogène. 23-Composition selon une des revendications 4 à 8, caractérisée en ce que le matériau actif est un colorant. 24-Composition selon la revendication 23, caractérisé en ce qu'elle est constituée par 3% à 10% en masse de poudre de silice ultra dispersée, 80% à 90% en masse d'eau, 1% à 2% en masse de colorant.