Brevet FR2886003A1 — publié le 20061124

La présente invention concerne principalement le domaine des dispositifs émetteurs de rayonnement, notamment les dispositifs émetteurs de rayonnement dans le domaine visible. L'invention n'est cependant pas limitée à cette application particulière. L'invention s'applique d'une manière générale à la mise en u̇vre de charges éjectées d'une douille de cartouche ou équivalent. De nombreux dispositifs émetteurs de rayonnement, notamment dans le domaine visible, ont déjà été proposés. Cependant les dispositifs connus ne donnent pas toujours satisfaction, soit parce qu'ils n'intègrent pas de moyens de sécurité évitant un fonctionnement intempestif des cartouches, soit parce qu'ils intègrent de tels moyens mais dans ce cas au détriment de leur fiabilité. L'absence de moyens de sécurité évite cependant la présence d'éléments, notamment mécaniques, susceptibles de dégrader et créer des blessures dans l'environnement mécanique et humain. La présente invention a pour objectif principal de proposer un nouveau dispositif fiable, sécurisé, permettant d'améliorer la situation existante et dans lequel le moyen de sécurité employé ne génère pas d'éléments susceptibles de dégrader et créer des blessures dans l'environnement mécanique et humain. Ce but est atteint dans le cadre de la présente invention grâce à une cartouche caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un tube lanceur, au moins un projectile éjectable associé au tube lanceur comportant au moins une charge d'initiation et au moins une charge au moins en partie constituée d'un matériau énergétique, au moins un moyen propulseur associé au projectile et adapté pour propulser sur commande ledit projectile, au moins un piston associé au projectile et placé entre le projectile et le moyen propulseur correspondant, le tube lanceur et le piston comprenant des moyens aptes à assurer la séparation du piston et du projectile lorsque ce dernier sort hors de la cartouche, le piston étant solidaire d'une extrémité d'un fil de sorte que lorsque le piston et le projectile sont séparés,le fil provoque l'allumage par frottement de la charge d'initiation du projectile, ladite charge d'initiation initiant ainsi la charge. Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, le cartouche et le piston comprennent des moyens complémentaires aptes à interdire la sortie du piston hors de la cartouche. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels : - la figure 1 représente une vue schématique en coupe longitudinale d'un dispositif conforme à la présente invention, à l'état initial, - la figure 2 représente une vue similaire en coupe longitudinale du même dispositif à une autre étape de son fonctionnement, et plus précisément après sortie du projectile, - la figure 3 représente une vue d'un fil de frottement utilisé pour initier la combustion du matériau éclairant, à l'état initial, - la figure 4 représente une vue en coupe partielle du matériau éclairant comprenant une charge d'initiation destinée à être allumée par le fil de frottement de la Fig.3, - les figures 5, 6 et 7 représentent trois variantes de moyens permettant de retenir le piston à l'intérieur du cartouche. Dans la suite de la description on va décrire des dispositifs ou cartouches conformes à la présente invention comportant des charges aptes à générer un rayonnement dans le domaine visible (nommé par la suite rayonnement visible). La présente invention n'est cependant pas limitée à cette application particulière. Elle s'étend d'une manière générale à la mise en oeuvre de charges adaptées pour générer tout type de rayonnement et plus généralement encore à tout type de charges comportant des matériaux énergétiques, tels que des matériaux fumigènes ou des charges détonantes ou explosives. Le dispositif représenté sur les figures annexées est formé par une cartouche 100 comprenant au moins un tube lanceur 110, 111 et au moins un projectile générateur de rayonnement visible 200, 210. En variante cependant le projectile 200, 210 peut être adapté pour émettre un autre type de rayonnement. Le tube lanceur 110, 111 est rectiligne de section constante. Il peut être de section circulaire, de section rectangulaire avec des valeurs d'environ 1" par 2", ou environ 1" par 1", ou encore environ 2" par 2". La section du projectile 200, 210 est adaptée à la section du tube lanceur 110, 111. Lorsque la cartouche 100 comprend plus d'un projectile générateur de rayonnement visible, chaque projectile 200, 210 est donc associé un tube lanceur 110, 111. Evidemment, quand la cartouche 100 comprend un seul projectile 200, la cartouche 100 est formée par un seul tube lanceur 110. La description doit donc être adaptée en conséquence. La cartouche 100 est munie à son extrémité arrière d'un culot 120. La cartouche 100 peut être réalisé en tout matériau approprié, par exemple en métal, tel que de l'aluminium, ou en matière thermoplastique. Les tubes lanceurs 110, 111 sont préférentiellement formés en matière plastique et dans tous les cas collés aux parois internes de la cartouche 100. Les tube lanceurs 110, 111 prévoient de plus des tubes entretoises référencés respectivement 112, 113 réalisés préférentiellement en matière plastique. Le tube lanceur 110, 111 est de préférence monodirectionnel, c'est-à-dire qu'il est adapté pour propulser le projectile 200, 210 dans une seule direction et non pas pour propulser simultanément des projectiles dans deux directions opposées. Cependant en variante l'invention peut également s'appliquer à des tubes lanceurs bidirectionnels, c'est à dire adaptés à lancer simultanément deux projectiles dans des directions respectivement opposées. Le culot 120 est fixé par tous moyens appropriés au corps de la cartouche 100, par exemple par sertissage ou collage. Il loge une amorce non représentée sur les figures annexées pour simplifier l'illustration, par exemple soit une amorce à commande par percussion, soit une amorce à commande électrique, et une charge de propulsion 133, 134 disposée dans un réservoir 131, 132 et qui débouche dans une chambre formée par les tubes lanceurs 110, 111 de la cartouche 100. Les charges de propulsion 133, 134 sont respectivement associées à un projectile générateur de rayonnement visible 200, 210. Comme on le voit sur les figures annexées, un piston 150, 151 est placé dans le fond de la chambre du tube lanceur 100, 110, adjacent au culot 120. Le piston 150, 151 a une section complémentaire du tube lanceur 110, 111. Il est réalisé de préférence en métal. Il comporte de préférence au moins un joint torique respectivement pour chaque piston 152, 154, et 153, 155 ou équivalent sur sa périphérie, propre à assurer l'étanchéité entre la périphérie du piston 150, 151 et la paroi interne du tube lanceur 110, 111 de la cartouche 100 afin d'éviter une transmission de gaz à ce niveau. Les joints 152, 154, 153, 155 évitent ainsi une initiation intempestive du matériau éclairant placé dans le projectile 200, 210 par les gaz générés par la charge 133, 134 placée dans le réservoir 131, 132. Un moyen d'étanchéité 160, de préférence un élastomère, est disposé entre le culot 120 et les pistons 150, 151. Cet élastomère 160 vient également au contact de la base (paroi arrière) du tube lanceur 110, 111 assurant ainsi un rôle d'étanchéité entre le culot 120 et le tube lanceur 110, 111. On notera également que le cartouche 100 et plus précisément chaque tube lanceur 110, 111 de la cartouche 100, est de préférence munie au niveau de son embouchure, c'est-à-dire à l'opposé de son culot 120, d'au moins un moyen d'arrêt 140, 141 associé à un tube lanceur 110, 111. Le moyen d'arrêt 140, 141 forme un rétrécissement local faisant passer le diamètre du tube lanceur, en allant de l'arrière vers l'avant de la cartouche 100, d'une valeur de à une valeur di avec di Selon la représentation donnée sur la figure 1, le moyen d'arrêt 140, 141 est venu de matière avec les tubes lanceurs 110, 111 de la cartouche 100. En variante, il peut s'agir d'une pièce séparée, maintenue sur l'embouchure du tube lanceur 110, 111 par tous moyens appropriés. Le moyen 140, 141 peut donner lieu à de nombreux modes de réalisation, formés de manière générale par des moyens complémentaires, dont certains seront exposés à l'appui des figures 5, 6 et 7. De préférence la cartouche 100 est initialement obturée transversalement, à son extrémité opposée au culot 120, par une cloison ou paroi avant venue de matière. Cette paroi est préférentiellement formée d'au moins un opercule 101, 102 dont la forme est adaptée à la forme de la section du tube lanceur 110, 111. Dans ce cas, les rebords périphériques de ces opercules 101, 102 prévoient une ligne de prédécoupe. Au-dessus dudit au moins un opercule 101, 102, il est prévu une couche de matériau 103 assurant l'étanchéité et réalisée de préférence en silicone. L'ensemble de la cartouche 100 est fermé à son extrémité avant par un couvercle 104, disposé sur la couche de matériau 103. La moyen d'arrêt 140, 141 a un diamètre interne d, qui est de préférence identique à celui du rebord d'un opercule 101, 102. Le projectile 200, 210 comprend au moins un pain (ou charge) 201, 211 de matériau apte à générer un rayonnement visible (ou un autre type de rayonnement selon l'effet recherché) lors de sa combustion. Plus précisément, ce pain 201, 211 comprend au moins en partie un matériau énergétique apte à engendrer un rayonnement visible. Ce pain 201, 211 forme donc un matériau éclairant. Les pains ou charges 201, 211 peuvent être de natures identiques ou différentes selon l'effet souhaité. De même, les pains 201, 211 et les projectiles 200, 210 comprenant respectivement ces pains peuvent être de dimensions identiques ou différentes. Plus précisément, quand au moins deux projectiles 201, 211 sont mis en u̇vre au sein de la cartouche 100, il peut être envisagé qu'au moins une des charges 201, 211 comprise dans le projectile 200, 210 est de nature différente d'au moins une autre charge. Il peut également être envisagé qu'au moins une des charges 201, 211 et le projectile 200, 210 associé est de dimension différente d'au moins une autre charge et du projectile associé. Le pain 201, 211 peut être placé dans une enveloppe non métallique, par exemple une enveloppe en cellulose ou matériau composite ou équivalent propre à être immédiatement désintégrée lors d'un choc ou d'une combustion. Cependant, de préférence, le pain 201, 211 du projectile est autoporteur c'est-à-dire qu'il ne comporte pas d'enveloppe externe. De préférence tous les matériaux composant le projectile 200, 210 sont adaptés pour être consumés. Sur les figures annexées on a représenté un seul pain 201, 211 associé à un projectile 200, 210. Le cas échéant le projectile 200, 210 peuvent cependant chacun loger une pluralité de pains élémentaires empilés. La section (ou calibre) du projectile 200, 210 est complémentaire mais légèrement inférieure à la section du passage définie par le rebord périphérique, c'est-à-dire légèrement inférieure à la valeur di. Cette section est donc inférieure à celle du piston 150, 151 qui elle est complémentaire de la section interne du tube lanceur 110, 111, à savoir de la valeur de. Dans le cadre de la présente invention, le dispositif comprend des moyens qui interdisent une transmission d'initiation au pain 201, 211 avant la séparation du piston 150, 151 et du projectile 200, 210. De tels moyens peuvent faire l'objet de nombreux modes de réalisation. Toutefois, il est prévu ici un fil 300, 310 associé à une charge d'initiation 203, 213 du pain 201, 211 formant matériau éclairant dans le domaine visible (ou autre). Le fil 300, 310 est par ailleurs relié de façon solidaire par une de ses extrémités au piston 150, 151. Ce fil possède typiquement un diamètre de quelques millimètres. Ce fil 300, 310 peut être notamment muni de rugosités au moins en partie sur sa surface destinée à être mise en contact avec la charge d'initiation 203, 213. Cette charge d'initiation 203, 213 peut être une charge primaire. La charge d'initiation 203, 213 est disposée au sein d'un logement 204, 214 inclus dans le projectile 200, 210. De préférence, ce logement se situe à l'arrière du projectile, tel que représenté sur les figures 1 et 2 annexées, de sorte que le fil 300, 310 est au plus près du piston 150, 151. On peut cependant envisager une autre implantation au sein du projectile 200, 210. L'homme de l'art comprendra que la présence de tels moyens interdisant une transmission d'initiation au pain 201, 211 avant la séparation du piston 150, 151 et du projectile 200, 210, permet à la fois d'assurer une grande fiabilité et une exploitation optimale du rayonnement émis puisque l'émission du rayonnement ne commence qu'après sortie du projectile 200, 210 de la cartouche 100. La cartouche conforme à la présente invention offre une grande sécurité du fait qu'elle interdit la mise en u̇vre de la charge d'initiation 203, 213 tant que le projectile 200, 210 est placé dans le tube lanceur 110, 111 de la cartouche 100. Le fonctionnement du dispositif qui vient d'être décrit est essentiellement le suivant. Au repos, le projectile 200, 210 comprenant respectivement le pain de matériau visible 201, 211 est parfaitement protégé dans le tube lanceur 110, 111 de la cartouche 100. Lorsqu'une commande appropriée est générée, par exemple à la suite de la détection d'une menace, l'amorce et de là la charge de propulsion 133, 134 sont initiées. Cette charge génère des gaz qui induisent le déplacement vers l'avant du piston 150, 151 et par conséquent du projectile 200, 210. Comme indiqué précédemment les joints 152, 154 et 151, 153 interdisent toute initiation du pain des projectiles 200, 210. Après déplacement dans le cartouche 100, le piston 150, 151 atteint le moyen d'arrêt 140, 141 comme on le voit sur la figure 2. Sa course est alors arrêtée. Par contre comme on le voit sur la figure 2, pour le cas du seul projectile 200, le projectile 200 est propulsé hors de la cartouche 100. Et lorsque le projectile 200 est ainsi séparé du piston 150, le fil 300 qui est maintenu solidairement par une de ses extrémités 301 au piston 150 provoque, par un phénomène de frottement, l'échauffement de la charge d'initiation 203 qui est alors allumée. Cet allumage de la charge d'initiation 203 provoque lui-même l'initiation du pain 201, qui génère alors un rayonnement visible. Plus précisément, le fil 300 est enroulé à proximité de la charge d'initiation 203 du pain 201 qui se déroule lorsque le projectile 200 est ainsi séparé du piston 150 et provoque ainsi par frottement l'échauffement de la charge d'initiation. Comme indiqué précédemment le pain 201, 211 ne comportant aucune particule métallique et le piston 150, 151 étant confiné dans la cartouche 100 par le moyen d'arrêt 140, 141 on évite tout risque de pollution mécanique de l'environnement, contrairement aux dispositifs connus de l'art antérieur. On a illustré sur les figures 5, 6 et 7, trois variantes de réalisation de moyens permettant de confiner le piston 150 à l'intérieur de la cartouche 100. Ces variantes sont tout à fait applicables au piston 151. Selon la figure 5, ces moyens sont formés d'une gorge 1112 ménagée en partie avant du tube lanceur 100 et destinée à recevoir le joint 154 du piston 150. Selon la figure 6, ces moyens sont formés d'une pièce ou bague 1114, par exemple en acier emboutie qui est adaptée pour coopérer avec la gorge 1112. Cette pièce 1114 peut soit être initialement disposée dans la gorge 1112 pour former une butée au piston 150, soit être solidaire du piston 150, auquel cas la pièce 1114 accompagne le piston 150 dans sa course et s'immobilise dans la gorge 1112 lorsqu'elle atteint celle-ci. Selon la figure 7, les moyens limitant la course du piston 150 sont formés de déformations ponctuelles 1116 vers l'intérieur de la paroi du tube 100 pour former butée au piston 150. L'invention décrite ci-dessus peut également prévoir les caractéristiques suivantes. Le projectile 200, 210 comprend un logement 204, 214 dans lequel se situe la charge d'initiation 203, 213 et où le fil de frottement 300, 310 est enroulé autour de la charge d'initiation 203, 213. La charge ou pain 201, 211 peut comporter des cordons longitudinaux de composition d'amorçage 202, 212. Enfin, la paroi avant de la cartouche est divisée entre un opercule 101, 102 de même section que le projectile 200, 210 et un rebord périphérique, par une ligne de prédécoupe. On a décrit précédemment des modes de réalisation du dispositif conforme à la présente invention selon lesquels le piston 150, 151 est confiné à l'intérieur du cartouche 100 par le moyen 140, 141. Ce moyen provoque ainsi la séparation du piston 150, 151 et du projectile 200, 210. Selon une variante de réalisation également conforme à la présente invention, on peut cependant prévoir un dispositif dans lequel le piston 150, 151 est autorisé à sortir de la cartouche 100, des moyens étant par ailleurs prévus pour assurer la séparation du piston 150 et du projectile 200 lorsque ce dernier sort de la cartouche 100. De tels moyens peuvent par exemple être formés de moyens aptes à freiner le piston 150, 151 lorsque celui-ci atteint la sortie de la cartouche 100, le projectile 200, 210 continuant sa trajectoire par inertie. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation précédemment décrits mais s'étend à toutes variantes conformes à son esprit. REVENDICATIONS 1. Cartouche caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un tube lanceur (110, 111), au moins un projectile éjectable (200, 210) associé au tube lanceur (110, 111) comportant au moins une charge d'initiation (203, 213) et au moins une charge (201, 211) au moins en partie constituée d'un matériau énergétique, au moins un moyen propulseur associé au projectile (200, 210) et adapté pour propulser sur commande ledit projectile (200, 210), au moins un piston (150, 151) associé au projectile (200, 210) et placé entre le projectile (200, 210) et le moyen propulseur correspondant, le tube lanceur (110, 111) et le piston (150, 151) comprenant des moyens aptes à assurer la séparation du piston (150, 151) et du projectile (200, 210) lorsque ce dernier sort hors de la cartouche (100), le piston (150, 151) étant solidaire d'une extrémité d'un fil (300, 310)de sorte que lorsque le piston (150, 151) et le projectile (200, 210) sont séparés, le fil (300, 310) provoque l'allumage par frottement de la charge d'initiation (203, 213) du projectile (200, 210), ladite charge d'initiation (203, 213) initiant ainsi la charge (201, 211). 2. Cartouche selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le fil (300, 310) est enroulé à proximité de la charge d'initiation (203, 213) de sorte que lorsque le piston (150, 151) et le projectile (200, 210) sont séparés, le fil (300, 310) se déroule et provoque l'allumage par frottement de la charge d'initiation (203, 213). 3. Cartouche selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que le fil (300, 310) comprend au moins en partie une surface rugueuse, partie au contact avec la charge d'initiation (203, 213). 4. Cartouche selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que le tube lanceur (110, 111) et le piston (150, 151) associé comprennent des moyens complémentaires aptes à interdire la sortie du piston (150, 151) hors de la cartouche (100). 5. Cartouche selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que le tube lanceur (110, 111) de la cartouche (100) est muni, au niveau de son embouchure, d'un rétrécissement local de diamètre. 6. Cartouche selon la revendication 5, caractérisée par le fait que le rétrécissement est formé par un rétrécissement (140, 141) du diamètre du tube lanceur (110, 111). 7. Cartouche selon la revendication 5, caractérisée par le fait que le rétrécissement est formé de déformations ponctuelles (1116) vers l'intérieur de la paroi du tube lanceur (110, 111) pour former une butée au piston (150, 151). 8. Cartouche selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que le tube lanceur (110, 111) comprend une gorge (1112) ménagée en partie avant dudit tube lanceur (110, 111) et destinée à recevoir un élément tel qu'un joint (154, 155) ou une bague (1114) solidaire du piston (150, 151), lorsque ce dernier atteint l'embouchure de la cartouche (100). 9. Cartouche selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que le piston (150, 151) est adapté pour sortir de la cartouche (100) et que la cartouche (100) comprend des moyens pour assurer la séparation du piston (150, 151) et du projectile (200, 210) lorsque ce dernier sort de la cartouche (100). 10. Cartouche selon la revendication 9, caractérisée par le fait qu'elle comprend des moyens aptes à freiner le piston (150, 151) lorsque celui-ci atteint la sortie de la cartouche (100), le projectile (200, 210) continuant sa trajectoire par inertie. 11. Cartouche selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée par le fait qu'elle comprend au moins une charge (201, 211) apte à générer un rayonnement. 12. Cartouche selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisée par le fait qu'elle comprend au moins une charge (201, 211) apte à générer un rayonnement visible. 13. Cartouche selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisée par le fait que le projectile (200, 210) comprend un logement (204, 214) dans lequel se situe la charge d'initiation (203, 213) et le fil de frottement (300, 310) enroulé autour de la charge d'initiation (203, 213). 14. Cartouche selon la revendication 13, caractérisée par le fait que le logement (204, 214) est situé à l'arrière du projectile (200, 210). 15. Cartouche selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisée par le fait que la charge ou pain (201, 211) du projectile est autoporteur. 16. Cartouche selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisée par le fait que la charge ou pain (201, 211) comporte des cordons longitudinaux de composition d'amorçage (202, 212). 17. Cartouche selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisée par le fait que le tube lanceur (110, 111) est rectiligne de section constante (110). 18. Cartouche selon la revendication 17, caractérisée par le fait que la section du tube lanceur (110, 111) est circulaire. 19. Cartouche selon la revendication 17, caractérisée par le fait que la section du tube lanceur (110, 111) est rectangulaire. 20. Cartouche selon la revendication 19, caractérisée par le fait que la section du tube lanceur (110, 111) est une section définie par l'une des valeurs suivantes, à savoir environ 1" par 2", environ 1" par 1", ou environ 2" par 2". 21. Cartouche selon l'une des revendications 1 à 20, caractérisée par le fait qu'elle est munie à son extrémité arrière d'un culot (120) logeant une charge de propulsion (133, 134) associée à un tube lanceur (110, 111), disposée dans un réservoir (131, 132) et qui débouche dans une chambre formée par le tube lanceur (110, 111). 22. Cartouche selon l'une des revendications 1 à 21, caractérisée par le fait que le piston (150, 151) a une section complémentaire du tube lanceur (110, 111). 23. Cartouche selon l'une des revendications 1 à 22, caractérisée par le fait que le piston (150, 151) comporte au moins un joint (152, 154, 153, 155) sur sa périphérie, propre à assurer l'étanchéité entre la périphérie du piston (150, 151) et la paroi interne du tube lanceur (110, 111). 24. Cartouche selon l'une des revendications 1 à 23, caractérisée par le fait qu'elle comporte un moyen d'étanchéité (160), disposé entre un culot (120) et la base du tube lanceur (110, 111). 25. Cartouche selon l'une des revendications 1 à 24, caractérisée par le fait que le tube lanceur (110, 111) est initialement obturé transversalement à une extrémité opposée à un culot (120), par une cloison ou paroi avant venue de matière. 26. Cartouche selon la revendication 25, caractérisée par le fait que la paroi avant est divisée entre un opercule (101, 102) de même section que le projectile (200, 210) et un rebord périphérique, par une ligne de prédécoupe. 27. Cartouche selon l'une des revendications 1 à 26, caractérisée par le fait qu'elle comporte à son extrémité avant un moyen d'étanchéité (103) et un couvercle (104). 28. Cartouche selon l'une des revendications 1 à 27, caractérisée par le fait que la charge d'initiation (203, 213) est une charge primaire. 29. Cartouche selon l'une des revendications 1 à 28, caractérisée par le fait qu'elle comprend au moins deux projectiles (200, 210) comportant respectivement au moins une charge (201, 211). 30. Cartouche selon la revendication 29, caractérisée par le fait qu'au moins une des charges (201, 211) comprise dans le projectile (200, 210) est de nature différente d'au moins une autre charge. 31. Cartouche selon l'une des revendications 29 ou 30, caractérisée par le fait qu'au moins une des charges (201, 211) et le projectile (200, 210) associé est de dimension différente d'au moins une autre charge et du projectile associé.