Brevet FR2977769A1 — publié le 20130118

BREVET ANONYMATE Auteurs du brevet : Marc Peltzer, Jean-Patrick Péché, Guillaume de Matharel DISPOSITIF D'ABSORPTION ET DE DISPERSION DES EFFETS DE L'EXPLOSION DE MINES ANTIPERSONNEL INTEGRE AU SEIN D'UNE CHAUSSURE OU D'UNE SUR-CHAUSSURE DE PROTECTION . Domaine d'application de l'invention L'invention s'applique aux chaussures et aux sur-chaussures de protection contre les mines antipersonnel équipées d'un dièdre de dispersion dans leur partie inférieure. Le pied de l'utilisateur de ce type de chaussure repose sur la partie horizontale et plate du dièdre dont la partie sommitale est tournée vers le sol. L'invention a pour objectif de renforcer le niveau de protection de ce type de dispositif en réduisant 15 la transmission de l'onde de choc initiale d'une part et en augmentant les performances de dispersion du dièdre d'autre part. Les inventeurs ont mis sur le marché une chaussure de protection utilisant un dièdre de dispersion. Les différentes campagnes d'essais menées depuis 1998 ont confirmé son efficacité. Ce que les campagnes d'essais les plus récentes ont aussi mis en évidence c'est la chronologie des 20 évènnements lors de l'explosion d'une mine anti-personnel à effet de souffle. Les deux evènements principaux pouvant réduire l'efficacité du dièdre sont :: - L'onde de choc initiale qui est extrêmement violente et peut fissurer l'arrête sommitale du dièdre (cela dépend de la quantité d'explosif présente dans la mine). - Le deuxième evènement est l'onde de souffle. Si l'onde de choc initiale a fissurée l'arrête 25 sommitale du dièdre , l'onde de souffle s'engouffre dans la brèche et le dièdre ne fonctionne plus que partiellement. État des connaissances La chronologie des évènements lors de l'explosion d'une mine anti-personnel à effet de souffle est la 30 suivante : - Dans un premier temps l'explosion génère une boule de gaz en combustion - Dans un deuxième temps extrêmement court, l'onde de choc apparait pendant quelques millièmes de secondes et brise les obstacles rencontrés - Dans un troisième temps l'onde de souffle évacue les débris résultants de l'onde de souffle 35 (avec une chaussure standard ce seront les fragments organiques du pied et de la cheville qui seront propulsés le long du tibia) et les fragments du terrain, Pour mémoire, la botte développée par les inventeurs avait pris en compte le fait que la dispersion évacue plus d'énergie que la seule absorption. Une chaussure de protection contre les mines antipersonnel munie d'une surface plane, fonctionne en absorbant une partie de l'énergie. Une 1 chaussure de protection équipée d'un dièdre de dispersion fonctionne en dispersant la plus grande part de l'énergie. Les brevets d'invention US « Jordan 1959, 1070, 3,516,181 », le brevet GB « Dalzeil-Goldsmith-Hudson 1987, 2191384A », et le brevet « Peche-Gaultier-Peltzer 1999 n°9902150 », avaient pris en 5 compte ces données. En conséquence les inventeurs avaient choisi de développer une chaussure équipée d'un dièdre de dispersion, c'est-à-dire une solution aérodynamique au lieu d'une solution balistique utilisant l'absorption par le seul changement de milieu. La raison principale de l'efficacité de la dispersion est que la vitesse de propagation de l'onde de 10 souffle est très élevée (des mesures ont mis en évidence une vitesse supersonique de l'onde de choc et de l'onde de souffle). C'est ainsi qu'au moment de l'explosion, un dièdre de dispersion crée une contre onde de façon instantanée, sur laquelle les gaz en combustion et le souffle de l'explosion sont évacués. Si la forme du dièdre reste intacte, la contre onde fonctionne pendant toute la durée de l'explosion. Si le dièdre est partiellement brisé, la contre onde fonctionne de façon partielle. Ce 15 constat a amené les inventeurs à améliorer leur invention pour : - Réduire l'impact de l'onde de choc initiale en incluant dans le dièdre de dispersion, un dispositif d'absorption utilisant le changement de milieu. Ce dispositif a pour objet d'absorber une partie de l'onde de choc initiale, - D'autre part renforcer le dièdre pour augmenter sa durée de résistance face à l'explosion et 20 donc sa durée de fonctionnement. Description de l'invention Le dispositif selon la présente invention a de préférence les caractéristiques suivantes : - La première caractéristique est que l'invention qui est destinée à protéger les extrémités 25 inférieures des membres inférieurs humains, et notamment les pieds (10), de la propagation de l'onde de souffle et de la chaleur générées par l'explosion d'un engin explosif de type mine, est constituée d'une chaussure qui est un ensemble homogène, utilisable sans apport d'éléments détachables, et qui intègre dans sa structure la tige (7) de la chaussure et sa semelle laquelle est composée d'un dièdre de dispersion (3) renforcé par une poutre 30 triangulaire (2) sur laquelle est stratifié un pont inférieur (4), d'un matériau antichoc (5), et des picots de stabilisation de la marche (9). - La deuxième caractéristique est que la semelle de la chaussure de protection intègre une forme géométrique de type dièdre qui disperse la plus grande partie de l'onde de souffle et de la chaleur de l'explosion, dont l'arrête sommitale (1) et les faces (3) sont dirigées vers le 35 sol et est laissées à l'air libre pour que l'effet aérodynamique de dispersion du souffle de l'explosion puisse avoir lieu, - La troisième caractéristique est que la partie sommitale du dièdre (1) intègre dans sa structure une poutre de section triangulaire (2), sur laquelle est stratifié un pont inférieur (4) 10 15 20 25 lequel a pour fonction de rigidifier et renforcer l'ensemble du dièdre ce qui augmente son temps de résistance lors de l'explosion de la mine, - La quatrième caractéristique est que le corps du dièdre (3) comporte au-dessus du pont inférieur (4) un volume intérieur (5) utilisé pour être remplit d'un matériau anti-choc ou module d'absorption qui absorbe une partie de l'onde de choc initiale de l'explosion de la mine, - La cinquième caractéristique est que le volume intérieur du dièdre (5) est remplit d'un matériau antichoc ou module d'absorption qui est constitué d'un matériau cellulaire composé de billes friables, creuses ou spongieuses coulées dans une gangue en élastomère, de façon à ce que chaque bille offre le plus grand nombre de changement de milieu possible et donc une absorption de choc accrue, - La sixième caractéristique est que la chaussure qui est un ensemble homogène utilisable sans éléments détachables dont les différents composants de la semelle que sont le dièdre (3), le matériau anti-choc ou module d'absorption (5) et la poutre triangulaire (2) située sous le pont inférieur (4) du dièdre, sont assemblés ensemble et aux autres composants de la chaussure de protection contre les mines antipersonnel sans être détachables une fois la chaussure assemblée, de façon à ne pas créer d'éclats ou de projectiles lors de l'explosion de la mine, - La septième caractéristique est que la partie supérieure de l'ensemble constitué par le dièdre de dispersion (8) et le matériau anti-choc ou module d'absorption (6) a une forme de « U » formée par les faces verticales du dièdre (8) et la face supérieure du matériau anti-choc ou module d'absorption (6) lequel « U » a un effet protecteur accru contre l'explosion de la mine et offre par ailleurs une surface de collage maximale pour solidariser la semelle à la tige (7), - La huitième caractéristique est que la partie supérieure de l'ensemble constitué par le dièdre de dispersion et le matériau anti-choc ou module d'absorption (6) et (8), peut être renforcée au moyen d'un pont supérieur caractérisé en ce qu'il est constitué d'une plaque réalisée en matériau composite collée ou stratifiée sur la partie supérieure (6) du matériau anti-choc ou module d'absorption et les parois latérales (8) du dièdre de dispersion, ce qui accroit les performances balistiques du tout, Mode préféré de réalisation Le dièdre de dispersion est réalisée à partir d'un matériau composite composé de couches de tissus (l'armature) et de résine synthétique (le liant) comme par exemple des tissus de fibre de verre associés à une résine polyester. Ce dièdre de dispersion est réalisé dans un moule ouvert, à l'intérieur duquel on pose les premières couches de tissus. On place ensuite le noyau (2) réalisé en matériau cellulaire qui sera la poutre triangulaire. On place ensuite les autres couches de l'armature et du pont inférieur . On ferme le moule par l'assemblage de son couvercle en deux parties. On injecte la résine synthétique selon les paramètres de température et de pression prédéfinis selon la résine utilisée. Après refroidissement du moule et polymérisation de la résine, on retire la partie basse du couvercle qui avait permis de mouler les faces internes du dièdre de dispersion. Le volume ainsi obtenu correspond au volume du dispositif d'absorption (5). Après re-fermeture du moule par le couvercle débarrassé de sa partie basse, on injecte le mélange billes/résine élastomère selon les paramètres d'injection prédéfinis. Après polymérisation du mélange billes/résine élastomère et refroidissement du moule, on dépose le couvercle. On peut maintenant démouler l'ensemble dièdre de dispersion/dispositif d'absorption. Dessins annexés La figure 1 représente l'invention en coupe longitudinale et illustre les composants du dispositif de dispersion/absorption : - Un dièdre de dispersion dont l'arrête sommitale (1) est renforcée par une forme de poutre triangulaire (2) stratifiée dans le dièdre pour résister à l'onde de choc initiale - Des picots de soutien du dièdre permettant la marche (9) dont la forme n'offre que peu de résistance au souffle - Un module d'absorption (5) composé d'un mélange de billes creuses ou friables ou spongieuses dans une gangue en élastomère. - La surface supérieure (6) du module d'absorption permet la pose du pied de l'utilisateur (10). - La tige en tissu composite résistant aux éclats (7) protège la cheville de l'utilisateur . La figure 2 représente l'invention en coupe transversale et illustre les composants du dispositif de dispersion/absorption : - Un dièdre de dispersion dont l'arrête sommitale (1) et les faces inclinées (3) dispersent l'onde de souffle - Des picots de soutien du dièdre permettant la marche (9) - Le module d'absorption (5) dont la surface supérieure (6) permet la pose du pied de l'utilisateur (10) - Un dispositif d'assemblage avec la partie haute de la chaussure ou tige (7) caractérisé par des rebords verticaux (8) le long des faces du dièdre La figure 3 représente l'invention en coupe transversale et détaille les composants du dispositif d'absorption : - Une arrête sommitale (1) du dièdre (3) dont la résistance est obtenue par la section en triangle (4), obtenue par la stratification du noyau (2) réalisé en matériau cellulaire - Un module d'absorption (5) formé de billes creuses ou spongieuses ou friables prises dans une résine d'élastomère - Un assemblage de la partie haute de la chaussure, ou tige (7) en forme de « U » réalisée par le dessus du module d'absorption (6), et les retours latéraux du dièdre (8), permettant l'homogénéité de l'assemblage REVENDICATIONS: 1. Dispositif destiné à protéger les extrémités inférieures des membres inférieurs humains, et notamment les pieds (10), de la propagation de l'onde de souffle et de la chaleur générées par l'explosion d'un engin explosif de type mine caractérisé en ce qu'il est constitué d'une chaussure qui est un ensemble homogène, utilisable sans apport d'éléments détachables, et qui intègre dans sa structure la tige (7) de la chaussure et sa semelle laquelle est composée d'un dièdre de dispersion (3) renforcé par une poutre triangulaire (2) sur laquelle est stratifié un pont inférieur (4), d'un matériau antichoc (5), et des picots de stabilisation de la marche (9). 2. Dispositif selon la première revendication dont la semelle intègre une forme géométrique de type dièdre qui disperse la plus grande partie de l'onde de souffle et de la chaleur de l'explosion, caractérisée en ce que l'arrête sommitale (1) et les faces (3) du dièdre de dispersion sont dirigées vers le sol et est laissées à l'air libre pour que l'effet aérodynamique de dispersion du souffle de l'explosion puisse avoir lieu, 3. Dispositif selon la première revendication ou l'une quelconque des revendications précédentes dont la partie sommitale du dièdre (1) est caractérisée en ce que sa structure intègre une poutre de section triangulaire (2), sur laquelle est stratifié un pont inférieur (4) lequel a pour fonction de rigidifier et renforcer l'ensemble du dièdre ce qui augmente son temps de résistance lors de l'explosion de la mine, 4. Dispositif selon la première ou l'une quelconque des revendications précédentes dont le corps du dièdre (3) est caractérisé en ce qu'il comporte au-dessus du pont inférieur (4) un volume intérieur (5) utilisé pour être remplit d'un matériau anti-choc ou module d'absorption qui absorbe une partie de l'onde de choc initiale de l'explosion de la mine, 5. Dispositif selon la première revendication ou l'une quelconque des revendications précédentes dont le volume intérieur du dièdre (5) est remplit d'un matériau antichoc ou module d'absorption lequel est caractérisé en ce qu'il est constitué d'un matériau cellulaire composé de billes friables, creuses ou spongieuses coulées dans une gangue en élastomère, de façon à ce que chaque bille offre le plus grand nombre de changement de milieu possible et donc une absorption de choc accrue, 6. Dispositif selon la première revendication ou l'une quelconque des revendications précédentes constitué d'une chaussure qui est un ensemble homogène utilisable sans éléments détachables caractérisé en ce que les différents composants de la semelle que sont le dièdre (3), le matériau anti-choc ou module d'absorption (5) et la poutre triangulaire (2) située sous le pont inférieur (4) du dièdre, sont assemblés ensemble et aux autres composants de la chaussure de protection contre les mines antipersonnel sans être détachables une fois la chaussure assemblée, de façon à ne pas créer d'éclats ou de projectiles lors de l'explosion de la mine, 5 10 7. Dispositif selon la première revendication ou l'une quelconque des revendications précédentes dont la partie supérieure de l'ensemble constitué par le dièdre de dispersion et le matériau anti-choc ou dispositif d'absorption est caractérisé en ce que sa partie haute est en forme de « U » formée par les faces verticales du dièdre (8) et la face supérieure du matériau anti-choc ou module d'absorption (6) lequel « U » a un effet protecteur accru contre l'explosion de la mine et offre par ailleurs une surface de collage maximale pour solidariser la semelle à la tige (7), 8. Dispositif selon la première revendication ou l'une quelconque des revendications précédentes dont partie supérieure de l'ensemble constitué par le dièdre de dispersion et le matériau anti-choc ou dispositif d'absorption (6) et (8), peut être renforcée au moyen d'un pont supérieur caractérisé en ce qu'if est constitué d'une plaque réalisée en matériau composite collé ou stratifié sur la partie supérieure (6) du matériau anti-choc et les parois latérales (8) du dièdre de dispersion ce qui accroit les performances balistiques du tout,