Brevet FR2897677A1 — publié le 20070824

Le domaine technique de l'invention est celui des dispositifs permettant d'assurer la protection d'un plancher de véhicule terrestre contre les mines. Pour protéger le plancher d'un véhicule terrestre il est connu de disposer sous celui-ci un blindage permettant d'absorber et/ou de dévier le souffle produit par la mine. Les blindages connus comprennent une ou plusieurs couches métalliques ou composites et éventuellement des moyens déflecteurs. Le brevet DE10144208 décrit ainsi un blindage comportant un caisson convexe recouvrant le plancher du véhicule. La forme du caisson assure une déviation d'une partie du souffle d'une mine. Ces blindages ou dispositifs de protections connus ont habituellement une épaisseur constante sur l'ensemble de la largeur à protéger et définie en fonction des contraintes maximales engendrées par la mine. Il en résulte une masse importante pour le blindage qui pénalise la mobilité du véhicule. Il en résulte également une garde au sol réduite. C'est le but de l'invention que de proposer un dispositif de protection permettant d'assurer, avec une masse totale relativement réduite, une protection efficace des planchers ou des parties basses des véhicules contre les effets des mines et notamment des mines à effet de souffle. Ainsi l'invention a pour objet un dispositif de protection d'un plancher d'un véhicule terrestre contre les mines, dispositif comprenant au moins un caisson présentant une surface externe convexe orientée vers le sol et caractérisé en ce que ce caisson comporte une partie médiane disposée entre deux parois latérales, la partie médiane ayant une épaisseur supérieure à celle des parois latérales. Selon un mode particulier de réalisation, la partie médiane pourra est formée par une pièce médiane distincte qui 2 sera rendue solidaire des parois latérales par des moyens de fixation. La pièce médiane pourra être en contact avec les parois latérales par des surfaces d'appui. La pièce médiane pourra comporter au moins une cavité interne. Selon un autre mode de réalisation, la partie médiane et les parois latérales pourront constituer un ensemble monobloc. Dans tous les modes de réalisation, le caisson pourra présenter au moins une cloison interne. Le caisson pourra également renfermer au moins un bloc de matériau amortisseur. Selon un mode de mise en œuvre de l'invention, le caisson pourra constituer un élément rapporté sur un véhicule. Selon un autre mode de mise en œuvre, le caisson pourra lui-même constituer une partie de la structure même d'une partie basse d'un véhicule. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de différents modes de réalisation, description faite en référence aux dessins annexés et dans lesquels : - la figure la représente schématiquement un véhicule passant au-dessus d'une mine, véhicule équipé d'un dispositif 25 de protection de plancher selon l'invention, - la figure lb est une vue de détail d'un mode de réalisation des surfaces d'appui, - la figure 2 représente en vue de dessus (vue suivant la flèche F repérée figure la) un premier mode de réalisation 30 d'un dispositif de protection selon l'invention, - les figures 3 et 4 montrent, également en vue de dessus, deux autres modes de réalisation du dispositif selon l'invention, - les figures 5a et 5b montrent un autre mode de réalisation de l'invention, la figure 5b étant une vue de dessus et la figure 5a une vue en coupe transversale, coupe réalisée suivant le plan AA dont la trace est visible à la figure 5a. La figure la montre un véhicule 1 qui comporte une cabine 2 portée par des roues 3 qui sont reliées à la cabine par des bras d'essieu 4. On a représenté sur la figure la une mine 5 à effet de souffle posée sur le sol 6. Cette mine engendre lors de son initiation une forte pression (schématisée par les flèches p) en direction d'un plancher 7 du véhicule 1. Conformément à l'invention, on prévoit un dispositif 8 permettant d'assurer la protection du plancher 7 (ou d'une partie basse du véhicule). Le dispositif est représenté ici sous la forme d'un caisson distinct qui est fixé à la partie inférieure du véhicule 1. Il est bien entendu possible, sans sortir du cadre de l'invention, de définir un véhicule dont la structure même incorporera dès la conception le dispositif 8 incorporé à la cabine 2. Le caisson 8 pourra ainsi être incorporé au plancher lui-même. Par caisson 8 au sens de l'invention on entendra donc une structure délimitée par des parois et qui délimite elle-même un volume interne 9. Cette structure pourra être rapportée à un véhicule existant pour réaliser une sur protection. Elle pourra aussi être définie, dès la conception du véhicule, comme une partie constitutive d'une cabine ou d'un plancher du véhicule. Conformément à l'invention le caisson 8 présente une surface externe qui est convexe et orientée vers le sol 6. Ce caisson comporte par ailleurs une partie médiane 10 qui est disposée entre deux parois latérales lla, llb. 4 Cette partie médiane a une épaisseur E qui est supérieure aux épaisseurs e des parois latérales :Lla et llb. Les parois latérales lla et llb sont ainsi constituées par des tôles (par exemple en acier) alors que la partie médiane est formée ici par une pièce 10 (par exemple en acier), obtenue par usinage ou fonderie, et qui est rendue solidaire des parois latérales lla llb par des moyens de fixation, par exemple par soudure. Comme cela est plus particulièrement visible sur la figure 2, qui est une vue de dessus du caisson suivant la flèche F repérée figure la, la pièce 10 s'étend sur toute la longueur L du caisson 8. Par ailleurs le caisson 8 est délimité au niveau de ses faces avant et arrière par des plaques de fermeture 12a et 12b en acier, soudées aux parois lla et llb. Il est bien entendu possible pour alléger le dispositif de ne pas prévoir de plaques de fermeture 12a,12b (notamment lorsque le caisson est une surprotection rapportée). La pièce 10 sera de préférence reliée aux parois lla, llb 20 par des surfaces d'appui 13 qui seront inclinées par rapport à la verticale (voir figure la). On donnera au caisson 8 une longueur L égale à celle de la partie du véhicule que l'on cherche prioritairement à protéger. On pourra éventuellement avoir ainsi un caisson 8 25 dont la longueur totale sera égale à la longueur du véhicule 1. En proposant ainsi de donner au caisson 8 une épaisseur en partie médiane E qui est supérieure à celle des parois latérales lla,llb on améliore la résistance du caisson tout 30 en l'allégeant. En effet les parois latérales sont plus éloignées du sol que la partie médiane et elles sont inclinées Il est donc possible de les alléger par rapport à la partie médiane. Le caisson selon l'invention a un comportement lors de la détonation d'une mine qui est totalement différent de celui des caissons convexes connus. Les caissons connus dévient en partie le souffle de la mine grâce à leur convexité mais ils doivent être suffisamment résistants mécaniquement pour éviter tout déchirement des tôles du caisson. Il en résulte des caissons épais et lourds. Le caisson selon l'invention comporte une partie massive médiane 10 qui résiste au déchirement et qui transmet aux parois latérales une partie du choc reçu. Cette transmission se fait via les surfaces d'appui 13 reliant les parois latérales à la partie 10. Si une partie du souffle est déviée par la forme convexe, l'effort principal, reçu verticalement au niveau de la partie 10, est transmis aux parois ila, llb et il provoque une déformation de ces dernières ainsi qu'un aplatissement progressif du caisson 8 en direction du plancher 7. Cette déformation mécanique a une cinématique plus lente que celle des caissons à épaisseur constante. Elle permet de consommer l'énergie communiquée par la mine et assure ainsi la protection du plancher. Les parois latérales lla et llb peuvent donc être plus minces car elles se situent à distance de la partie médiane qui est celle la plus sollicitée par les effets d'une mine. Les surfaces d'appui 13 représentées sur la figure la sont des surfaces planes sensiblement perpendiculaires aux parois latérales lla et llb. Il est bien entendu possible de donner aux surfaces d'appui une autre forme ou orientation facilitant la fixation par soudure de la pièce 10 ainsi que la transmission des efforts. La figure lb montre ainsi des surfaces d'appui 13 sensiblement horizontales qui sont formées par des rainures 6 14 aménagées sur chaque côté de la pièce 10 et sur lesquelles s'appliquent des extrémités biseautées des parois latérales lla,llb. L'Homme du Métier dimensionnera les parois latérales lia, llb et la pièce 10 en fonction des caractéristiques de la menace mine contre laquelle il veut protéger le véhicule ainsi qu'en fonction des caractéristiques du véhicule lui-même. Il est ainsi possible de réaliser des caissons 8 dont la hauteur H est plus réduite que celle des caissons de déviation de souffle connus. La garde au sol du véhicule se trouve donc améliorée. A capacité de protection équivalente, la masse surfacique du caisson selon l'invention peut être ainsi réduite par rapport à celle des caissons connus ayant une épaisseur constante. 1l en résulte une masse globale réduite pour la protection. On a décrit un caisson 8 associant des parois latérales lla,llb en acier et une pièce médiane 10 également en acier. Il est bien entendu possible de mettre en oeuvre des matériaux différents. On pourra par exemple réaliser un caisson 8 en matériaux amagnétiques comme par exemple l'aluminium, les alliages d'aluminium, le titane. On pourrait également réaliser le caisson 8 partiellement en matériaux composites. Ces solutions permettraient d'alléger encore plus le caisson et de diminuer sa signature magnétique. Le volume interne 9 du caisson 8 pourra permettre d'abriter des organes mécaniques du véhicule, par exemple un arbre de transmission. La forme externe de la pièce 10 peut également être différente d'une forme triangulaire. On pourra adopter une pièce 10 dont le profil externe est arrondi par exemple cylindrique ou hyperbolique. 7 Il est également possible de réaliser un caisson monobloc dont la partie médiane 10 sera réalisée d'une seule pièce avec les parois latérales lla,llb. Le caisson 8 sera alors monobloc et obtenu par exemple par fonderie ou usinage. La figure 3 montre un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel le caisson 8 comporte des cloisons internes 15 qui permettent de le rigidifier. Ces cloisons ont un profil analogue à celui des plaques de fermeture 12a, 12b et elles sont en appui à la fois sur les parois latérales lla, llb et sur la pièce 10. Les cloisons 15 seront par exemple réalisées sous la forme de tôles soudées aux parois lla,llb. Un tel mode de réalisation permet de délimiter entre chaque paire de cloisons, des zones de déformation différentes pour la structure du caisson. Afin d'augmenter encore le niveau de protection, il est possible, comme représenté à la figure 4, de disposer entre deux cloisons 15 un ou plusieurs blocs 16 d'un matériau compressible. On pourra par exemple réaliser les blocs en un matériau alvéolaire (tel qu'un nid d'abeille). Les blocs pourront être en matériau métallique ou bien en matériau organique ou composite. Il est bien entendu possible de prévoir un ou plusieurs blocs 16 dans un caisson dépourvu de cloisons 15 (caisson tel que représenté à la figure 2). Dans ce cas le ou les blocs 16 seront fixés au caisson 8, par exemple par collage sur les parois latérales lla,llb. La figure 4 montre deux blocs 16 disposés au niveau d'une partie avant du caisson 8. Les deux logements délimités par des cloisons 15 à l'arrière du caisson 8 sont dépourvus de blocs. Il est ainsi possible de ne prévoir des blocs amortisseurs 16 qu'au niveau d'une zone du caisson 8 que l'on cherche particulièrement à renforcer. Les figures 5a et 5b montrent un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel le caisson 8 comporte une pièce médiane 10 qui est allégée. Cette pièce 10 comporte ainsi des cavités 17 régulièrement réparties sur sa longueur. Ces cavités permettent de diminuer la masse de la pièce sans pour autant réduire sa rigidité. L'Homme du Métier dimensionnera aisément le nombre, la forme, les dimensions et la répartition des cavités 17 sur la pièce 10 en fonction des caractéristiques de rigidité 10 souhaitées. Les cavités 17 pourront être réalisées par usinage ou bien obtenues par fonderie lors de la fabrication de la pièce 10. Il est bien entendu possible de combiner les différents 15 modes de réalisation précédemment décrits en fonction des besoins opérationnels. On pourra définir un caisson selon les figures 5a, 5b comportant également des cloisons 15 et/ou des blocs 16. On pourra dans tous les cas choisir des formes de 20 surfaces d'appui 13 du type de celles représentées à la figure lb. On pourra enfin prévoir dans le volume 9 du caisson 8 des cloisons longitudinales perpendiculaires aux cloisons transversales 15. On réalisera ainsi un treillis interne à 25 l'intérieur duquel pourront être disposés des blocs de matériau amortissant. REVENDICATIONS 1- Dispositif de protection d'un plancher (7) d'un véhicule terrestre (1) contre les mines (5), dispositif comprenant au moins un caisson (8) présentant une surface externe convexe orientée vers le sol (6) et caractérisé en ce que ce caisson (8) comporte une partie médiane (10) disposée entre deux parois latérales (lla,llb), la partie médiane (10) ayant une épaisseur (E) supérieure à celle (e) des parois latérales (lla,llb). 2- Dispositif de protection d'un plancher selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie médiane est formée par une pièce médiane (10) distincte qui est rendue solidaire des parois latérales (lla,llb) par des moyens de fixation. 3- Dispositif de protection d'un plancher selon la revendication 2, caractérisé en ce que la pièce médiane (10) est en contact avec les parois latérales (lla,llb) par des surfaces d'appui (13). 4- Dispositif de protection d'un plancher selon une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la pièce médiane (10) comporte au moins une cavité interne (17). 5- Dispositif de protection d'un plancher selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie médiane (10) et les parois latérales (11a,11B) constituent un ensemble monobloc. 6- Dispcsitif de protection d'un plancher selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le caisson (8) présente au moins une cloison interne (15). 7- Dispcsitif de protection d'un plancher selon une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le caisson (8) renferme au moins un bloc (16) d'un matériau amortisseur. 10 8- Dispositif de protection d'un plancher selon une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le caisson (8) constitue un élément rapporté sur le véhicule (1). 9- Dispositif de protection d'un plancher selon une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le caisson (8) constitue une partie de la structure même d'une partie basse du véhicule (1).