Brevet FR2789855A1 — publié le 20000825

i DISPOSITIF DE PROTECTION DES EFFETS D'ENGINS EXPLOSIFS L'invention concerne une chaussure autorisant simultanément la protection des membres inférieurs humains contre la déflagration d'engins explosifs de type mine antipersonnel et la marche ou la course d'une personne sur tout type de terrain. 1/ Etat actuel de la technique: L'état actuel de la technique présente deux type de protection des membres inférieurs contre la déflagration d'engins explosifs: M Des blindages rigides (semelles blindées montées sur une chaussure de marche) qui autorisent la marche et apportent une protection contre les éclats mais qui sont inopérants contre l'énergie véhiculée par l'onde de souffle et l'onde de choc, lesquelles engendrent la majeure partie des effets destructeurs entraînant des lésions irréparables chez l'homme et occasionnent souvent une amputation. * des dispositifs de dispersion de l'onde de souffle. La dispersion est assurée par la forme géométrique de la semelle ci-dessous appelée dièdre, le plus souvent un prisme triangulaire ou un coin dont l'arrête sommitale formée par les deux faces du dièdre de dispersion est dirigé vers le sol. Ces dièdres sont fixés sur la partie basse d'une chaussure et présentent les caractéristiques suivantes: 20. soit ils sont incorporés dans une masse rigide pour autoriser la marche, mais auquel cas l'effet de dispersion est considérablement amoindri. En effet la surface plane ainsi crée transmet quasi intégralement les effets de l'onde de souffle. De plus, la masse enrobant le dièdre va être brisées en morceaux pouvant constituer (selon le matériau constitué) des projectiles perforants, source de lésions. (C'est le cas des brevets GB 2191 384 de Dalzeli, Goldsmith et Hudson et du brevet US 3 143 898 de Lewis et Holland) * soit le dièdre est laissé à l'air libre et équipé d'un support de type ic patin " sous l'arrête du prisme. Ce patin ne permet pas une marche équilibrée ni une utilisation sur tout type de terrains. (Cas du brevet US 3 516 181 de Jordan) * Les dispositifs à dièdre précités présentent un autre inconvénient: comme une orthèse, ils se fixent sous une chaussure de marche avec des lanières ou des courroies attachées par des boucles (brevets Lewis, Dalzell et Jordan). L'ensemble chaussure et dispositif de protection ne constitue pas ainsi un ensemble homogène et solidaire. Aussi, lors de la déflagration, le dispositif de protection est arraché et devient un projectile source de blessures supplémentaires. * Enfin aucun de ces dispositifs n'offre de protection contre la flamme de l'explosion. A titre d'illustration la chaleur peut atteindre 4000 C lors de la phase initiale de l'explosion. * 2/ Description de l'invention * L'invention a pour but de palier à cette incompatibilité entre la forme du dispositif dispersant et les exigences de réalisation d'une chaussure utilisable en tout type de circonstance et sur tout type de terrain. Pour atteindre cet objectif il a été intégré dans une chaussure une forme géométrique de type dièdre dont l'arrête sommitale formée par les deux faces du dièdre de dispersion est dirigé vers le sol et est laissée à l'air libre. Ce dièdre disperse la plus grande partie de l'onde de souffle et de la chaleur de l'explosion. Des éléments de stabilisation sont incorporés à l'ensemble afin de permettre la stabilisation de l'ensemble par rapport au sol ainsi que la marche naturelle et la course sur tout types de terrain. La chaussure est produite sous la forme d'un ensemble homogène utilisable sans apport d'éléments détachables. Le dispositif selon la présente invention est une chaussure de type brodequin, dont la semelle de marche est constituée par un ensemble dièdre et picots de soutien et d'une barrière anti-feu. L'ensemble autorise à la fois un effet dispersant optimum, une protection efficace contre la chaleur et une utilisation satisfaisante pour la marche et la course sur tout type de terrain. Il est aussi résistant à l'explosion et non créateur de projectiles perforants parce qu'il constitue un ensemble homogène. Le dispositif selon la présente invention a de préférence les caractéristiques suivantes: * La première caractéristique a pour objet de stabiliser la chaussure par rapport au sol, par l'adjonction au dièdre de supports. Ces sc picots ", " bers ", " plots " de support sont assemblés sur les deux faces du dièdre de façon à ce que son arrête inférieures soit perpendiculaire au sol. L'orientation des picots est perpendiculaire à l'axe général de I'arrête sommitale du dièdre. À La deuxième caractéristique a pour objet d'offrir de bons appuis au marcheur, par la disposition particulière des picots de soutien. Ceux-ci sont disposés selon les appuis anatomiques du pied, à l'avant et à l'arrière de la chaussure. Les picots avants seront situés à l'aplomb du coup de pied et du gros orteil; les picots arrières à l'aplomb de I'astragale. * La troisième caractéristique a pour objet de permettre au dièdre de jouer pleinement son rôle dans la déviation de l'onde de souffle. Elle est assurée par la faible épaisseur des picots de soutien. Selon l'invention, la surface totale des picots représente de 15 à 35% de la surface de la semelle. Ainsi le dièdre reste apparent sur au moins les trois quarts de ses surfaces inférieures. À La quatrième caractéristique a pour objet de permettre au dièdre de jouer pleinement son rôle dans la déviation de l'onde de souffle. Elle est assurée par la forme fuyante des picots de soutien selon la figure 3. Les picots sont perpendiculaires à l'arrête sommitale du dièdre et répartis le long de celui-ci (caractéristiques 1 et 2). Par conséquent, lors de l'explosion, le premier obstacle rencontré par l'onde de souffle déviée sera les picots de soutien. Ceux-ci vont freiner l'onde de souffle. Pour limiter cet effet, les picots doivent avoir une forme offrant le moins d'obstacle à l'onde de souffle. On utilise pour cela une forme profilée telle que donnée dans la figure 3. 5. La cinquième caractéristique a pour objet de renforcer l'effet de déviation de l'ensemble dièdre/Picots. Elle est assuré par le choix de matériaux composites de rigidités différentes entrant dans leur fabrication. Le dièdre doit être rigide pour résister au souffle de l'explosion et donc le dévier. Les picots doivent être détruits immédiatement. * Une sixième caractéristique a pour objet de ne pas créer de projectiles perforants lors de la destruction des picots par le souffle de l'explosion. Elle est assurée par l'utilisation de matériaux non rigides dans leur fabrication. Ces matériaux doivent avoir une dureté shore comprise entre 40 et 80. Ils peuvent être composés de résines polyuréthannes ou tout autre matériaux présentant ces caractéristiques. * Une septième caractéristique a pour objet de protéger de la flamme de l'explosion. Elle est assurée par la combinaison de l'effet dispersant du dièdre (caractéristiques 3 à 5) et d'une barrière anti-feu incluse dans le dièdre et la tige de la chaussure. La localisation préférée de la barrière anti-feu est à l'intérieur du dièdre (de préférence sous la voûte plantaire) et dans le matériau constituant la tige de la chaussure. A titre d'illustration, des barrières anti-feu testées sur des semelles classiques ont été détruites. De même des dièdres sans barrière anti-feu se comportent de manière beaucoup moins satisfaisante que ceux qui en sont équipés. C'est donc cette combinaison qui offre la meilleure protection. Une huitième caractéristique a pour objet l'obtention d'une chaussure de protection homogène. Elle est assurée par l'intégration de la partie haute de la chaussure, de la semelle de confort, du dièdre et des picots en un ensemble global grâce à un mode de réalisation préféré. Le résultat est une structure homogène qui présente une excellente résistance au souffle de l'explosion tout en permettant au dièdre de jouer son rôle parce qu'il est apparent et rigide (caractéristiques 3 à 5) et parce qu'il reste solidaire de la chaussure lors de l'explosion. 3/ Mode préféré de réalisation: * Le sous-ensemble tige (ou partie haute de la chaussure) est collé au sous-ensemble dièdre ò Le nouvel ensemble ainsi obtenu est ensuite posé dans un moule à injection de résine polyuréthanne 35. Le moule est refermé À La résine polyuréthanne en fusion est injectée. L'iniection permet de produire les picots de soutien et de souder tous les sous-ensembles entre eux * Apres refroidissement la chaussure est démoulée 4/ Modes de réalisation secondaires: Deux modes de réalisation secondaires ont été identifiés. À Mode de réalisation secondaire N I: À Comme dans le mode de réalisation préféré, les sous-ensembles tige et dièdre sont collés À Puis le sous-ensemble picots est réalisé séparément par moulage par injection de résine polyuréthanne * La chaussure est ensuite assemblée par collage À Mode de réalisation secondaire N 2: À Comme dans le mode de réalisation préféré, les sous-ensembles tige et dièdre sont collés * Les picots sont réalisés un à un par découpage de plaques d'élastomère * Ils sont ensuite assemblés par collage à l'ensemble tige/dièdre 5/ Dessins annexés: les dessins annexés illustrent l'invention. La figure 1 représente en coupe l'invention et illustre les éléments composants la chaussure: : un dièdre de dispersion (1) * Des picots de soutien (5) destinés à stabiliser l'ensemble par rapport au sol : Une barrière anti-feu (7) située dans le dièdre de dispersion sous la voûte plantaire et dans la tige de la chaussure. ò La tige de la chaussure (6) La figure 2 représente l'invention vue de profil et illustre ses aspects ergonomiques: - le pied (4) est maintenu dans la tige de la chaussure (6) et se situe au-dessus de l'ensemble dièdre de dispersion (1) et picots de soutien (5). À Pour faciliter le déroulé de la marche, les picots (5) sont répartis le long du dièdre et comportent des appuis avant et arrière. À Les picots arrières sont situés sous l'astragale et les picots avants sous les orteils et le coup de pied. Cette disposition autorise de bons appuis pour l'utilisateur. La figure 3 représente l'invention vue de dessous et illustre ses caractéristiques de dispersion de l'onde de souffle: ò L'onde de souffle est déviée ((2) et (3)) le long des faces inférieures du dièdre (1). À La forme fuyante des picots (5) doit offrir le moins de résistance possible au souffle de l'explosion. * A cet effet le bord d'attaque du volume fuyant de ces picots est positionné perpendiculairement à l'axe général de l'arrête sommitale du dièdre (8). REVENDICATIONS 1/ Dispositif pour protéger l'extrémité inférieure des membres inférieurs humains, et notamment du pied, de la propagation de l'onde de souffle et de la chaleur générée par l'explosion d'un engin explosif de type mine caractérisée en ce qu'il est constitué d'une chaussure: 5. Dont la semelle intégre une forme géométrique de type dièdre, dont l'arrête sommitale formée par les deux faces du dièdre de dispersion est dirigé vers le sol et est laissée à l'air libre (1), de sorte qu'il disperse la plus grande partie de l'onde de souffle et de la chaleur de l'explosion (1), (2) et (3), et en ce que À à la semelle et au dièdre de dispersion sont incorporés des picots de soutien (5) permettant la stabilisation de l'ensemble par rapport au sol ainsi que la marche naturelle et la course sur tout types de terrain, et en ce que * ladite chaussure est un ensemble homogène utilisable sans apport d'éléments détachables, et qui intègre dans sa structure la tige (6) de la chaussure, le dièdre de dispersion (1) et les picots de stabilisation de la marche (5). 2/ Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par la disposition verticale du volume des picots de soutien, le bord d'attaque du volume fuyant de ces picots étant situé perpendiculairement à l'axe général de l'arrête sommitale du dièdre de dispersion. 3/Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les picots (5) de soutien sont disposés selon les appuis anatomiques du pied (4); les picots avant sont situés à l'aplomb du coup de pied et du gros orteil; les picots arrières à l'aplomb de l'astragale. 4/ Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par la faible épaisseur des picots de soutien dont la surface totale représente 15 à 35% de la surface de la semelle, ceci permettant au dièdre de rester apparent sur au moins les trois quarts de sa surface (1) et (5). 5/ Dispositif selon les revendications 1, 2 et 3 caractérisé par la forme fuyante des picots de soutien (5), destinée à offrir le moins de résistance possible à l'onde souffle et permettre une meilleure dispersion (2) et (3) de celle-ci le long du dièdre (1). 6/ Dispositif selon la revendication let 2 caractérisé par l'utilisation de matériaux composites rigides dans la fabrication du dièdre de dispersion (1) pour offrir une bonne résistance à l'explosion et donc une meilleure dispersion 7/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé par l'utilisation de matériaux composites non rigides, ayant une dureté shore comprise entre 40 et 80, dans la fabrication des picots de soutien (5), ceci afin de ne pas créer de projectiles perforants lors de la destruction des picots de soutien par l'explosion. 8/ Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par l'incorporation d'une barrière anti-feu (7) dans le dièdre de dispersion (1) et la tige (6) de la chaussure. 9/ Application du dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, à la réalisation d'un brodequin / Procédé de fabrication du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé par les étapes suivantes: À Le sous-ensemble tige (6) (ou partie haute de la chaussure) est collé au sous-ensemble dièdre (1) ò Le nouvel ensemble ainsi obtenu est ensuite posé dans un moule à injection de résine polyuréthanne À Le moule est refermé * La résine polyuréthanne en fusion est injectée. L'injection permet de produire les picots de soutien (5) et de souder tous les sous-ensembles entre eux * Après refroidissement la chaussure est démoulée