Brevet FR2927990A1 — publié le 20090828

Le domaine technique de l'invention est celui des cabines blindées pour véhicules, notamment pour véhicules militaires. On cherche aujourd'hui à assurer une protection renforcée de la plupart des véhicules militaires ainsi que des véhicules civils devant transporter des personnalités. Un des problèmes liés aux blindages est l'augmentation importante qu'ils entraînent pour la masse du véhicule. Il est donc le plus souvent nécessaire de trouver un compromis acceptable entre la résistance de la cabine et la mobilité du véhicule. Les cabines de véhicules ont été jusqu'à présent dimensionnées pour résister aux impacts latéraux de projectiles de petit ou moyen calibre et dans une certaine mesure (avec des surprotect:_ons) aux impacts de roquettes d'infanterie. Des protections ont aussi été développées pour protéger les planchers de véhicules contre les mines. Par ailleurs la menace la plus pénalisante aujourd'hui pour les véhicules est celle des IED (selon l'acronyme anglo-saxon "Improvised Explosive Devices") qui sont des moyens explosifs improvisés mais qui peuvent mettre en oeuvre des masses d'explosif ou de matériaux énergétiques (essence, gaz) importantes. En effet l'explosion d'un IED peut provoquer des dégâts très importants sur une cabine de véhicule. Les soudures sont détériorées par l'effet du souffle et les moyens de fixation ou les organes fixés à l'intérieur de la cabine se trouvent projetés sur les occupants. L'invention a pour but de proposer une cabine blindée présentant un niveau de résistance améliorée vis à vis des IED, les moyens assurant cette protection ne pénalisant pas pour autant de façon excessive la masse de la cabine. Ainsi l'invention a pour objet une cabine blindée pour véhicule, cabine comportant au moins un plancher sur lequel est soudée au moins une paroi latérale, cabine caractérisée en ce que le plancher et au moins une des autres parois de la cabine sont assemblées avant soudure au moyen d'au moins un assemblage à concordance de formes entre les bords relatifs de la paroi et du plancher, cet assemblage permettant de fournir un point d'appui mutuel de la paroi par rapport au plancher lorsqu'un effort mécanique externe est appliqué à la paroi ou au plancher. L'assemblage à concordance de formes sera avantageusement réalisé entre le plancher et une paroi latérale destinée à recevoir une porte. L'assemblage à concordance de formes sera réalisé entre le plancher et une paroi avant de la cabine. Io L'assemblage à concordance de formes sera aussi réalisé entre le plancher et un caisson destiné à coiffer un moteur. On prévoira aussi un assemblage à concordance de formes entre une paroi latérale de la cabine et une paroi arrière. D'une façon préférentielle, la cabine est constituée d'au 15 moins une paroi latérale qui est soudée à plusieurs parois formant un corps médian de la cabine, qui comprend notamment un plancher, au moins une paroi arrière et au moins une paroi avant, l'assemblage de la paroi latérale avec ce corps médian étant fait à l'aide d'au moins un assemblage à concordance de 20 formes au niveau de chaque interface de la paroi latérale avec une des parois du corps médian. La cabine blindée pourra comporter au moins une paroi de toit, cette paroi se positionnant à l'intérieur d'un périmètre délimité par le corps médian et les parois 25 latérales, de telle sorte que les parois du corps médian et les parois latérales se trouvent en appui sur le rebord périphérique de la paroi de toit. La cabine blindée pourra comporter une armature interne de profilés soudés au niveau d'au moins une paroi. 30 L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation, description faite en référence aux dessins annexés et dans lesquels : - la figure 1 est un schéma de principe montrant en 35 perspective la coopération d'un plancher assemblé avec une paroi d'une cabine, - les figures 2a et 2b montrent cet assemblage en coupe suivant les plans dont les traces, respectivement AA et BB, sont représentées à la figure 1, - la figure 3 est une vue schématique montrant les effets 5 de l'explosion d'un IED à proximité d'une paroi d'une cabine selon l'invention, - les figures 4a et 4b montrent un autre mode de réalisation d'un assemblage, en coupe suivant des plans positionnés de façon analogue à ceux utilisés pour les l0 figures 2a,2b (coupe au niveau ou non d'une languette), - la figure 5 est une vue en perspective partielle d'un assemblage du plancher avec différentes parois latérales, -la figure 6 est une vue en perspective d'une cabine partiellement assemblée permettant de préciser l'assemblage 15 de la paroi de toit, - la figure 7 est un schéma précisant l'assemblage d'une paroi de toit sur une cabine blindée selon l'invention, - la figure 8 est une vue en perspective d'une cabine blindée complète, 20 - la figure 9 est une vue partielle de l'intérieur de la cabine montrant les renforts. On a représenté sur la figure 1 l'assemblage d'un plancher 1 et d'une paroi latérale 2 d'une cabine blindée pour véhicule. La cabine n'est pas ici représentée en entier 25 mais le plancher 1 et la paroi 2 délimitent un espace (INT) interne à la cabine. Le repère EXT désignant l'extérieur de la cabine. L'assemblage comporte des moyens à concordance de formes entre le bord inférieur 2a de la paroi 2 et un rebord externe 30 la du plancher 1. Ces moyens à concordance de forme comprennent ici une languette 10 qui se loge dans un créneau 11 porté par le plancher 1. Ainsi lorsqu'un effort vertical F pousse le plancher 1 vers le haut (de l'extérieur vers l'intérieur), il se trouve maintenu par le bord inférieur 2a 35 de la paroi 2. D'une façon analogue, lorsque la paroi 2 est poussée par un effort G horizontal (orienté ici vers la gauche, donc de l'extérieur vers l'intérieur), la paroi 2 se trouve maintenue par l'appui de la languette 10 sur le fond du créneau 11. L'assemblage permet donc de fournir un point d'appui mutuel de la paroi 2 par rapport au plancher 1. Le plancher 1 et la parc): 2 sont par ailleurs fixés l'un à l'autre par au moins un cordon de soudure 3. Une telle architecture de liaison plancher / paroi apporte une résistance exceptionnelle aux effets des explosions des engins explosifs improvisés (IED) à l'extérieur de la cabine. On a schématisé sur la figure 3 les effets d'une telle explosion qui engendre un effet de Io souffle tant sur la paroi 2 que sur le plancher 1. Les efforts engendrés sur paroi 2 et plancher 1 vont provoquer la déformation de ces derniers vers l'intérieur INT. Les points d'appui constitués par le fond du créneau 11 et le bord inférieur 2a de la paroi 2 vont rigidifier la 15 liaison de ces éléments et diminuer les contraintes reçues par la ou les soudures 3. Il en résulte une déformation limitée de la structure de la cabine au niveau des zones de liaison entre plancher et paroi. L'effet du souffle de l'IED est contenu à l'extérieur 20 de la cabine et ce sont les parois et le plancher eux même (et non les liaisons paroi/plancher) qui se déforment et absorbent les effets mécaniques. L'équipage logé dans la cabine se trouve donc protégé. On notera que ce résultat est obtenu sans imposer un 25 accroissement de masse excessif. C'est en effet ici la géométrie du raccordement des parois et du plancher qui est essentielle et non la mise en. place d'un renfort de blindage particulier. Bien entendu la figure 3 est très schématique et 30 l'amplitude des déformations relatives de la paroi 2 et du plancher 1 dépend de la puissance de l'IED ainsi que de sa localisation . en dessous de la cabine ou latérale à la cabine. Le cordon de soudure 3 a été représenté ici du côté 35 intérieur (INT) de la cabine. Il pourra bien entendu être aussi réalisé à l'extérieur EXT. On pourra aussi avantageusement réaliser une soudure des deux côtés (INT et EXT) de l'assemblage pour assurer une étanchéité. Bien entendu, le nombre des languettes et créneaux sera adapté aux dimensions des différentes plaques ainsi qu'à la valeur du souffle d'IED attendu. Les formes particulières des différentes plaques dépendront de la forme de la cabine future. Il est bien entendu possible de réaliser un tel assemblage avec des parois ne formant pas un angle droit avec le plancher. A titre d'exemple les figures 4a et 4b montrent un tel assemblage non perpendiculaire. Le fond du créneau 11 se trouve dans le prolongement de la face interne de la paroi 2. Là encore l'assemblage permet de fournir un point d'appui mutuel de la paroi 2 par rapport au plancher 1. L'invention va mettre en oeuvre cette architecture de base pour réaliser la solidarisation des différentes plaques 15 constituant une cabine blindée. L'essentiel lors de la ccnception des assemblages est de considérer la direction des efforts attendus de la part d'un éventuel IED : de l'extérieur vers l'intérieur. A titre d'exemple on a représenté à la figure 5 un 20 plancher 1 qui comporte une partie 4 sensiblement horizontale et une partie arrière 5 inclinée. On a fixé à ce plancher différentes parois : deux parois avant 7a et 7b inclinées ainsi que deux parois galbées 6a et 6b permettant le passage des roues (non représentées). 25 On remarque que des assemblages à concordance de formes sont prévus entre ces parois avant 7a,7b et la partie horizontale 4 du plancher ainsi qu'entre ce dernier et les parois galbées 6a,6b. Des assemblages analogues sont prévus entre la paroi avant 7a et la paroi galbée 6a, ainsi qu'entre 30 la paroi avant 7b et la paroi galbée 6b. On voit ainsi clairement sur la figure les languettes 10 se logeant dans des créneaux 11 du plancher 1. On voit aussi sur la f=_gure 5 un caisson 8 qui est destiné à venir coiffer un moteur (non représenté). 35 L'assemblage du caisson 8 avec le plancher 1 (ainsi qu'avec les parois 7a,7b) se fait là encore en mettant en oeuvre des languettes 10 et des créneaux 11. Ainsi malgré la forme complexe du plancher 1 qui est réalisé, l'initiation d'une IED ou d'une mine en dessous d'une des parois 6a,6b,7a,7b ne provoquera pas la rupture des soudures mais une simple déformation des parois. Selon l'invention c'est l'ensemble de la cabine du véhicule qui est assemblée conformément aux moyens précédemment décrits. La figure 6 montre ainsi une cabine 15 qui comprend plusieurs parois formant un corps médian. Ce corps médian comprend : un plancher 1, une paroi arrière 12, une paroi avant 13 (portant une ouverture 14 pour un pare brise). Sur ce corps médian sont fixées deux parois latérales 9a, 9b destinées cr.acune à recevoir une porte (non représentée). Là encore l'assemblage de chaque paroi latérale 9a, 9b avec les parois formant le corps médian est fait à l'aide d'au moins un assemblage à concordance de formes au niveau de chaque interface de la paroi latérale avec une des parois du corps médian. On remarque ainsi sur la figure 8 les créneaux 11 et languettes 10 au niveau des interfaces entre la paroi latérale 9b et le plancher 1 et la paroi arrière 12. Un assemblage analogue est réalisé entre la paroi latérale et la paroi avant 13 (non visible suivant cette perspective). La cabine 15 formée des parois latérales et du corps médian forme ainsi un ensemble résistant aux IED. Toute explosion externe provoquera la déformation relative des parois recevant le souffle de l'explosion. Cependant les zones de soudure relative des différentes parois seront rigidifiées et il n'y aura pas de déchirure à leur niveau. On voit sur la figure 6 que la cabine 15 comporte également un toit qui est formé ici de deux parois 16a, 16b. Ce toit se positionne à l'intérieur d'un périmètre délimité par les parois latérales 9a,9b et par les parois avant 13 et arrière 12 du corps médian. La figure 7 schématise ce positionnement des parois 16a, 16b du toit. On remarque que les parois du corps médian (paroi avant 13 et aussi paroi arrière 12 non visible sur la figure 7) et les parois latérales 9a, 9b se trouvent en appui sur le rebord périphérique 17 de la paroi de toit 16a,16b. Ainsi en cas d'initiation d'un IED d'un côté ou de l'autre de la cabine 15, les parois latérales 9a, 9b recevront des efforts Gi ou G2 engendrés par le souffle de l'explosion. En complément de leur maintien périphérique au niveau du plancher et des parois avant et arrière par les assemblages à concordance de formes, les parois latérales l0 seront donc également maintenues par leur appui sur la paroi de toit 16a, 16b. Il en est de même pour la paroi avant 13 et la paroi arrière 12 qui sont aussi en appui aussi sur le rebord périphérique des parois de toit 16a, 16b. On a représenté sur 15 la figure 7 deux modes particuliers de fixation des parois de toit 16a, 16b. La paroi 16b est ainsi fixée par un simple cordon de soudure 3 à la paroi latérale 9b (ainsi qu'aux parois avant et arrière). La paroi 16a est soudée sur une poutrelle 20 elle-même 20 soudée à la paroi latérale 9a,. Cette dernière solution permet de renforcer la paroi latérale 9a tout en facilitant le montage de la paroi de toit 16a. On pourrait aussi fixer la ou les parois de toit aux autres parois de la cabine par un assemblage à concordance de 25 formes comme proposé par l'invention. Le besoin d'une telle fixation est moins essentiel pour la paroi de toit, les IED se trouvant généralement latéralement ou bien en dessous de la cabine. La figure 8 montre une cabine 15 selon l'invention 30 complètement assemblée. Des portes 17a et 17b ont été fixées aux parois latérales 9a et 9b. Une paroi de toit médiane 18 a été fixée par des moyens de liaison démontables aux autres parois de toit 16a et 16b. A titre de variante pour augmenter la résistance à la 35 flexion des différentes parois de la cabine sans pour autant l'alourdir de façon excessive, on pourra prévoir une armature interne de profilés soudés aux parois. La figure 9 montre ainsi d'une façon partielle l'intérieur de la cabine 15 au travers d'une paroi latérale 9b. On voit que des renforts 21 sont fixés au niveau des parois de toit 16a, 16b ainsi que de la paroi latérale 9a. Le nombre et la disposition de ces renforts seront définies en fonction des caractéristiques de résistance souhaitées pour les différentes parois. L'invention peut être appliquée à la conception de la cabine ou de l'habitacle tout type de véhicules. On pourra ainsi réaliser selon l'invention des véhicules civils protégés contre les IED. On pourra aussi réalise=s des cabines de camions, de véhicules de travaux publics ou du génie. On pourra enfin réaliser selon l'invention des cabines de véhicules militaires, qu'il s'agisse de véhicule de combat ou de camions porteurs d'un système d'arme tel\une artillerie. REVENDICATIONS 1. Cabine blindée (15) pour véhicule, cabine comportant au moins un plancher (1) sur lequel est soudée au moins une paroi latérale (6a, 6b, 7a, 7b, 9a, 9b, 12, 13), cabine caractérisée en ce que le plancher (1) et au moins une des autres parois de la cabine sont assemblées avant soudure au moyen d'au moins un assemblage à concordance de formes (10,11) entre les bords relatifs de la paroi (6a, 6b, 7a, 7b, 9a, 9b, 12, 13) et du plancher (1), cet assemblage permettant Io de fournir un point d'appui mutuel de la paroi par rapport au plancher lorsqu'un effort mécanique externe est appliqué à la paroi ou au plancher. 2. Cabine blindée selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'assemblage à concordance de formes (10, 11) est 15 réalisé entre le plancher (1) et une paroi latérale (9a, 9b) destinée à recevoir une porte. 3. Cabine blindée selon une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que l'assemblage à concordance de formes est réalisé entre le plancher (1) et une paroi avant (13) de 20 la cabine. 4. Cabine blindée selon une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'assemblage à concordance de formes (10,11) est réalisé entre le plancher (1) et un caisson (8) destiné à coiffer un moteur. 25 5. Cabine blindée selon une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'un assemblage à concordance de formes (10, 11) est également prévu entre une paroi latérale (9a, 9b) de la cabine et une paroi arrière (12). 6. Cabine blindée selon les revendications 2, 4 et 5, 30 caractérisée en ce qu'une paroi latérale (9a, 9b) est soudée à plusieurs parois formant un corps médian de la cabine, qui comprend notamment un plancher (1), au moins une paroi arrière (12) et au moins une paroi avant (13), l'assemblage de la paroi latérale avec ce corps médian étant fait à l'aide 35 d'au moins un assemblage (10, 11) à concordance de formes au niveau de chaque interface de la paroi latérale (9a, 9b) avec une des parois du corps médian.. 7. Cabine blindée selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une paroi de toit (16a, 16b), cette paroi se positionnant à l'intérieur d'un périmètre délimité par le corps médian (1, 12, 13) et les parois latérales (9a, 9b), de telle sorte que les parois du corps médian et les parois latérales se trouvent en appui sur le rebord périphérique (17) de la paroi de toit (16a, 16b). 8. Cabine blindée selon une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comporte une armature interne de Io profilés (21) soudés au niveau d'au moins une paroi.