Brevet FR3033517A1 — publié le 20160916

Procédé de traitement d'un filet réalisé à partir de Polyéthylène à Masse Moléculaire Ultra Haute La présente invention concerne un procédé de traitement d'un filet réalisé à partir de Polyéthylène à Masse Moléculaire Ultra Haute (UHMWPE, acronyme anglais pour « Ultra High Molecular VVeight Polyethylene »), en particulier pour fournir un filet qui peut être utilisé pour protéger un objet d'une attaque par une ogive à charge creuse, telle qu'une roquette (dénominée ci-dessous « RPG », acronyme anglais pour « Rocket Propelled Grenade »). Les ogives à charge creuse, telles que les RPG, sont capable de pénétrer l'acier et les blindages et, de ce fait, posent un problème particulier pour les tanks et les transporteurs blindés de personnes (dénominés ci-dessous « APC », acronyme anglais de « Armoured Personnel Carriers ») en situation de combat. Une RPG est formée par une ogive en forme de cône, comprenant une quantité d'explosif disposé en arrière d'un espace creux. L'espace creux est habituellement revêtu d'un matériau malléable, tel que le cuivre. Lors d'une détonation, l'énergie est concentrée au centre de la charge, et elle est suffisante pour transformer le cuivre en un mince, liquide dans l'idéal, jet présentant une vitesse de pointe de 12km.s-1 ou plus. Bien que le cuivre soit décrit comme « liquide dans l'idéal », la diffraction aux rayons X a montré que le métal reste en fait solide. La pression extrêmement haute ainsi générée entraîne le matériau de la cible à céder et à s'écouler plastiquement, avec un effet dévastateur. Pour être la plus efficace possible, la RPG doit détoner à une distance adéquate de la cible. Si elle détone trop près de la cible, le jet de la charge creuse ne sera pas correctement formé avant de frapper la surface, et son effet sera réduit. A l'inverse, si la RPG détonne trop loin de la surface de la cible, le jet de la charge creuse se diffusera et, de nouveau, son effet sera réduit. Le fait que les RPG peuvent détonner à une distance particulière de l'objet ciblé a été communément utilisé dans les boucliers de défense. En fournissant un bouclier préliminaire à une courte distance du véritable blindage du véhicule, ou d'une autre structure, il est possible d'entraîner la détonation de l'ogive à une distance de sécurité par rapport au véritable blindage. Dans ce cas, l'ogive devient une grenade conventionnelle plutôt qu'une charge creuse. Ces derniers temps, il est devenu commun d'installer un blindage appelé « blindage cage » sur des tanks et d'autres véhicules militaires. Le blindage cage comporte une structure métallique qui est montée à une distance d'environ 300 à 500 mm du véhicule. La structure comporte une pluralité de traverses ou de lamelles espacés d'une distance choisie pour éviter la pénétration par une ogive à charge creuse. Le blindage cage fonctionne comme un bouclier préliminaire, entraînant la détonation prématurée de l'ogive à charge creuse ou, si elle est prise entre les lamelles, la désactivation de la charge creuse. Des blindages cages ont été utilisés à la fois par l'armée Britannique, sur un APC de type « VVarrior », et par l'armée Américaine, sur un APC de type « Stryker ». Un désavantage du blindage cage est qu'il est relativement lourd, et qu'il ajoute un grand poids à un véhicule qui est déjà très lourd. On connaît déjà, d'après GB 2 449 055-A et WO 2008/079001-A1, l'utilisation d'un filet pour protéger des objets contre des RPG. GB 2 449 055-A (dont la description est incorporée ici par référence), déposée au nom du présent déposant, décrit l'utilisation d'un filet formé de fils de Polyéthylène à ultra haute masse moléculaire (UHMVVPE), par exemple du Dyneema0, déployé à une distance de 500 mm de l'objet ciblé afin de former un bouclier défensif contre les RPG. Le filet est généralement monté sur une structure permettant de le maintenir dans une configuration ouverte, cette structure pouvant être attachée à l'objet à protéger, par exemple un véhicule, ou la structure pouvant être agencée en avant de l'objet à protéger. VVO 2008/079001-A1 décrit un filet de fibres très résistantes nouées et recouvertes, par exemples des fibres de Dyneema®, qui est disposé en avant de l'objet à 3033517 2 protéger, de telle manière que le nez du cône d'une RPG prise dans le filet va pénétrer l'une des mailles du filet et sera déformé jusqu'à étranglement, ce qui désactive le détonateur. Le filet est préférablement pré-étiré après nouage, de préférence après avoir été recouvert, avec une tension d'environ 0,2 à 0,5 fois la tension de rupture des fils. Ceci permet de minimiser le glissement des fils pendant l'étranglement de la RPG. Comme cela a été décrit précédemment, les dégâts principaux infligés par une RPG ne sont pas causés par l'explosion elle-même, mais par le jet qui est généré par la charge creuse. Les filets fonctionnent pour déformer le nez du cône de la RPG, et ainsi éviter que le jet de la charge creuse ne se forme correctement. Un des avantages clés des systèmes basés sur un filet, par rapport aux blindages cages conventionnels, est qu'ils offrent une réduction de poids significative. Lorsqu'un filet est déployé sur le trajet d'une RPG, le nez du cône de la RPG sera normalement reçu dans une maille du filet. Le nez du cône est habituellement réalisé en aluminium et la circonférence de la maille de filet sera choisie plus petite que la circonférence maximale du nez du cône, de sorte que la RPG ne peut pas passer à travers le filet. Le lance-roquettes le plus largement utilisé, le RPG-7, propulse une ogive présentant un diamètre de 85 mm, et la plupart des autres lance-roquettes couramment disponibles propulsent des ogives dont les diamètres se situent dans l'intervalle de 60 à 90 mm. Il est de ce fait possible de construire un filet capable de désactiver plusieurs tailles d'ogive, mais il peut être préférable que le filet soit choisi pour contrecarrer une menace spécifique, par exemple un blindage textile spécifique aux RPG-7. Lorsque le nez du cône entre dans le filet, la maille commence à se tendre à l'encontre de ce nez de cône alors qu'il passe à travers, entraînant l'étranglement de ce nez de cône par le filet. Comme cela a été mentionné précédemment, le nez de cône est creux, et l'étranglement entraîne la déformation et le froissement de ce nez de cône, ce qui en retour entraîne la défaillance du mécanisme de mise à feu et empêche la formation du jet de la charge creuse. Une fois que le nez de cône a été étranglé, le reste de la RPG agit sur la maille du filet et entraînera généralement la rupture de cette maille. Cependant, les dégâts causés par le corps de la RPG seront seulement ceux d'un explosif conventionnel à grande vitesse, ce qui n'est pas comparable aux dégâts potentiels causés par une charge creuse. Dans la plupart des cas, il sera nécessaire de réparer ou de remplacer le blindage textile après qu'il ait été atteint. Cela est également le cas pour les blindages cages classiques. L'invention a notamment pour but de fournir une amélioration, ou au moins une alternative, aux filets classiques utilisés pour la défense contre les RPG. Selon un premier aspect de la présente invention, on fournit un procédé de traitement d'un filet formé par des fils interconnectés de Polyéthylène à ultra haute masse moléculaire (UHMWPE), le filet étant formé avec des intersections sans noeud, comprenant les étapes de : a) chauffer le filet à une température comprise entre 800 et 135°C ; b) appliquer une tension au filet ; c) réduire la température en dessous de 80°C ; et d) retirer la tension du filet. Comme noté précédemment, il est connu d'utiliser des filets réalisés en UHMWPE, tel que le Dyneema®, pour protéger un objet d'une attaque par RPG. Cependant, il n'est pas connu d'appliquer la présente méthode de traitement à un filet de UHMWPE sans noeud. Les termes « sans noeud », tels qu'utilisés ici, se réfèrent à un filet dans lequel la majorité des intersections sont formées en utilisant une construction sans noeud telle que celle décrite dans GB 1 443 830-A (dont la description est incorporée ici par référence). Dans une construction « sans noeud », les intersections du filet sont formées en fournissant un trou ou une fente dans chacun des fils du filet aux intersections, et en enfilant le corps de chaque fil du filet à travers le trou ou la fente d'un autre. Cette construction permet aux fils du filet de 3033517 3 glisser l'un par rapport à l'autre au niveau d'une intersection. Les intersections ne sont pas fixées au même degré que dans les filets noués. Le traitement selon la présente invention est une forme de traitement par chauffage, qui induit certaines propriétés désirables au filet, qui n'étaient pas présentes dans les filets de l'état de l'art. Le procédé de « traitement par chauffage » selon la présente invention est similaire aux traitements de thermofixage utilisés pour, par exemple, des filets de nylon. Les filets de nylon noués, tels que les filets de sport et les filets de pêche, sont thermofixés pour « bloquer » les noeuds du filet et les empêcher de glisser. Ceci permet également de limiter l'usure du filet et d'y minimiser la pénétration de poussière et d'eau. Le présent procédé de traitement par chauffage ne bloque pas les intersections sans noeud. L'application de chauffage alors que le filet est sous tension permet aux fibres individuelles des fils du filet de se redresser et de s'aligner axialement le long de la direction de la charge. Cela amincit le fil du filet et lui permet de prendre un profil arrondit plutôt qu'un profil plat classique, et cela réduit de plus le diamètre moyen du fil en compressant les fibres. Cela est désirable puisque cela permet de présenter une surface plus petite de maille de filet qui peut être frappé par une RPG. Le procédé augmente par ailleurs la résistance du filet par rapport à du UHMWPE non traité, et forme des fils de filet durs et rigides. La surface des fils du filet est mieux décrite comme étant «glissante », en ce que les fils sont capables de bouger librement les uns par rapport aux autres lorsqu'ils sont en contact et qu'ils sont poussés vers le côté en étant frappés par un projectile, telle qu'une RPG, plutôt que d'entraîner sa détonation. Le fil dur et arrondi, avec sa surface glissante, permet à une RPG de rouler ou de glisser sur ce fil lorsqu'elle impacte ce fil. Ceci empêche l'amorce de détonner et entraîne l'entrée de la RPG dans une maille du filet pour être désactivée comme décrit précédemment. De plus, plutôt que de devenir bloquantes, comme le font les intersections nouées, les intersections sans noeud se relâchent puisque les fils sont capables de bouger librement l'un par rapport à l'autre. Il en résulte qu'une RPG va également rouler sur les fils du filet à une intersection sans noeud. On considère qu'une amorce de RPG ne sera déclenchée seulement si la RPG impacte l'intersection à 900 de l'intersection de filet. Pour tout autre angle d'impact, on considère que le relâchement de l'intersection permet à la RPG de rouler sur cette intersection pour passer dans une maille du filet. GB 2 449 055-A décrit un filet sans noeud réalisé avec des fils de filet en Dyneema®. Cependant, GB 2 449 055-A ne décrit aucun traitement du filet et précise que les fibres du filet devraient être « souples et légères » et non pas qu'elles doivent avoir une surface « dure » ou « résistante ». Ceci est en contraste direct avec la présente invention, dans laquelle le traitement forme des fils durs et arrondis. Les présents inventeurs ont fait la découverte surprenante que, plutôt que de déclencher une amorce de RPG, un filet traité selon la présente invention augmente en fait l'efficacité du filet en entraînement le roulement ou le glissement d'une RPG en impact contre un fil du filet. WO 2008/079001 décrit spécifiquement un filet noué réalisé avec des fils de filet en Dyneema®, et ne décrit pas de soumettre le filet à des températures élevées. Les présents inventeurs ont identifié que les filets noués sont moins désirables du fait que les noeuds forment des points durs qui peuvent entraîner la détonation d'une RPG en impact. Bien que cela soit toujours plus avantageux que d'avoir la RPG détoner sur l'objet protégé par le filet, cela est moins avantageux que la présente invention dans laquelle les intersections sans noeud solidifiées par chaleur réduisent les risques de détonation d'une RPG en guidant de manière efficace la RPG jusqu'à une maille du filet. 3033517 4 Dans un mode de réalisation de l'invention, la tension est appliquée dans une direction perpendiculaire aux axes longitudinaux des fibres du filet. Les fibres ou fils du filet s'étendent tous dans une même direction et leurs axes longitudinaux sont généralement parallèles les uns par rapport aux autres, comme cela est visible sur la figure 1. La présente invention couvre l'application d'une tension dans une direction parallèle à l'axe longitudinal, mais les présents inventeurs considèrent que le meilleur résultat est obtenu en appliquant une tension perpendiculaire aux axes longitudinaux des fibres du filet. Dans un mode de réalisation de l'invention, le filet est chauffé à une température supérieure à 80°C, 85°C, 90°C, 95°C, 100°C, 105°C, 110°C, 115°C, 120°C, 125°C ou 130°C. Dans un mode de réalisation de l'invention, le filet est chauffé à une température inférieure à 85°C, 90°C, 95°C, 100°C, 105°C, 110°C, 115°C, 120°C, 125°C, 130°C ou 135°C. Dans un mode de réalisation de l'invention, le filet est chauffé durant une période d'au moins 5 minutes. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le filet est chauffé durant une période d'au moins 10 minutes. Dans encore un autre mode de réalisation de l'invention, le filet est chauffé durant une période de 11 ±1 minutes. Dans un mode de réalisation de l'invention, la tension est appliquée au filet de manière constante. Dans un mode de réalisation de l'invention, la tension appliquée au filet est comprise entre 5 et 100% de la résistance totale du filet. Dans un mode de réalisation de l'invention, la tension appliquée au filet est supérieure à 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90% ou 95% de la résistance totale du filet. Dans un mode de réalisation de l'invention, la tension appliquée au filet est inférieure à 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95% ou 100% de la résistance totale du filet. Dans un mode de réalisation de l'invention, la tension est maintenue jusqu'à ce que la température chute en dessous de 70°C, ou en dessous de 60°C, ou en dessous de 50°C. Dans un mode de réalisation de l'invention, le filet est préalablement traité avec une solution liante. La présente invention va maintenant être décrite, uniquement à titre d'exemple, en se référant aux figures annexées, parmi lesquelles : la figure 1 montre une section d'une maille de filet selon la présente invention, et la figure 2 montre une intersection sans noeud selon la présente invention. En se référant tout d'abord à la figure 1, cette figure montre une section d'un filet 2 dans lequel une pluralité de fils de filet 4a,b de Dyneema® SK90 entrelacés fabriqués par DSM, sont interconnectés pour former le filet 2. Bien que le filet 2 soit réalisé en Dyneema® SK90, il pourrait être réalisé dans n'importe quel UHMWPE adapté, tel que le Dyneema® SK75 ou le Spectra®, fabriqué par Honeywell. Les fils 4a,b du filet s'étendent depuis le haut jusqu'au bas comme montré sur la figure 1, et les points d'intersection 6 comportent des intersections sans noeud 6, comme cela est connu d'après GB 1 443 830 et comme cela est illustré sur la figure 2. Les fils 4a,b du filet sont tous réalisés dans un même matériau, mais on a représenté des fils 4 de filet s'alternant comme illustré, comprenant des lignes larges 4a et fines 4b, pour de pures raisons d'aide à la compréhension. Comme cela est mieux représenté sur la figure 2, les intersections 6 sans noeud sont formés en fournissant des trous ou des fentes 8 à travers le corps de chaque fil 4a,b de filet, et en enfilant le corps des fils 4a,b de filet à travers le trou ou la fente 8 d'un autre. Les extrémités libres 10 des fils 4a,b de filet sont épissés dans un fil 4 de filet adjacent, comme cela est bien connu dans la technique de la fabrication de filets. 3033517 Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, le procédé est réalisé comme suit : 1. Traitement préalable - Le filet 2 est préalablement traité avec une solution de liant. La méthode pour recouvrir le filet 2 est d'immerger entièrement le filet dans la solution de liant conformément aux instructions du fabriquant. Le filet 2 est ensuite retiré de la solution et entièrement séché avant de continuer jusqu'à la prochaine étape. Ce recouvrement améliore la résistance aux UltraViolets, l'étanchéité à l'eau et la résistance à l'abrasion des fils 4 de filet. 2. Le filet 2 est transféré dans un appareil de traitement par chaleur. Chaque bord 12 du filet 2 est monté sur des tiges d'acier qui s'engagent dans les mailles du filet le long du bord 12 du filet 2 de sorte qu'une tension, qui est exercée en appliquant une charge de traction sur les tiges d'acier, est appliquée dans une direction perpendiculaire aux axes longitudinaux des fils 4 de filet - comme cela est montré par la flèche de la figure 1. 3. L'appareil est refermé de sorte que le filet 2 est enfermé à l'intérieur d'une chambre, et un chauffage électrique est activé pour élever la température jusqu'à 100°C. 4. Une fois que la température atteint 100°C, l'appareil est commandé pour maintenir la température à ce niveau, et une tension est appliquée au filet 2 en activant un mécanisme de traction des tiges d'acier dans une direction perpendiculaire aux axes longitudinaux des fils 4 du filet. La tension est appliquée de manière constante, conformément aux valeurs rapportées dans le Tableau 1 ci-dessous. 5. La tension et la température sont maintenues pour une durée de 11 ±1 minutes. 6. Le chauffage est désactivé et le filet 2 est refroidit, tout en maintenant la tension. 7. Une fois que la température est tombée en dessous de 50°C, la tension est retirée et le filet peut être retiré de l'appareil. Comme on peut le voir dans le tableau 1, la tension appliquée au filet 2 dépend du nombre total de mailles du filet 2. Le tableau 1 montre une liste de valeur entre 10 et 55 mailles, mais il est clair que davantage ou moins de mailles peuvent être utilisées dans un filet 2, la charge de tension étant ajustée en conséquence. Le tableau 1 contient des valeurs pour des filets 2 ayant une distance entre les intersections dans noeud (distance K-K) entre 35 et 40 mm, mais il est clair que le présent procédé peut de manière équivalent être appliqué à des filets 2 ayant des valeurs K-K différentes. La contrainte clé sur les valeurs K-K est que les mailles du filet ne doivent pas être suffisamment larges pour permettre le passage d'une RPG. La distance K-K est la distance entre les intersections sans noeud quand le filet 2 est dans un état sans tension. La circonférence de chaque section de maille individuelle du filet 2 doit être inférieure à la circonférence maximale d'une ogive de RPG. De préférence, la circonférence de chaque section de maille individuelle est inférieure ou égale aux deux tiers de la circonférence maximale d'une ogive de RPG. Cette valeur a été déterminée comme étant la taille de maille optimale pour permettre, lorsque le filet 2 est autant ouvert que possible, d'assurer que le filet 2 est capable d'étrangler le nez de cône d'une ogive de RPG. Il est considéré que si la circonférence de la section de maille est supérieure aux deux tiers de la circonférence maximale d'une ogive de RPG, alors il est possible que l'ogive passe à travers le filet et entre en impact avec l'objet ciblé. Il est également désirable d'avoir un filet 2 autant ouvert que possible afin de minimiser la probabilité que l'ogive entre en impact avec un fil du filet. En conséquence, il a été découvert que la circonférence optimale de chaque section de 3033517 6 maille est de deux tiers de la circonférence maximale du nez de cône de la RPG que le filet 2 est destiné à désactiver. Tableau 1 Nb de mailles Dimension «X » sur Dimension « X » sur Charge de tension à la Fig.2 pour des la Fig.2 pour des utiliser (en tonnes filets avec K-K de filets avec K-K de métriques) 35 mm (en mm) 40 mm (en mm) 353 405 4,7 11 393 450 5,2 12 432 495 5,7 13 471 540 6,1 14 510 585 6,6 550 630 7,1 16 589 675 7,5 17 628 720 8 18 667 765 8,5 19 707 810 9 746 855 9,4 21 785 900 9,9 22 824 945 10,4 23 864 990 10,8 24 903 1035 11,3 942 1080 11,8 26 981 1125 12,3 27 1021 1170 12,7 28 1060 1215 13,2 29 1099 1260 13,7 1138 1305 14,1 31 1178 1350 14,6 32 1217 1395 15,1 33 1256 1440 15,6 34 1295 1485 16 1335 1530 16,5 36 1374 1575 17 37 1413 1620 17,4 38 1452 1665 17,9 39 1492 1710 18,4 1531 1755 18,9 41 1570 1800 19,3 42 1609 1845 19,8 43 1649 1890 20,3 44 1688 1935 20,7 1727 1980 21,2 46 1766 2025 21,7 47 1806 2070 22,2 48 1845 2115 22,6 49 1884 2160 23,1 1923 2205 23,6 51 1963 2250 24 52 2002 2295 24,5 53 2041 2340 25 54 2080 2385 25,5 2120 2430 25,9 3033517 7 Une fois que le procédé de traitement a été appliqué au filet 2, la taille des mailles sera augmentée d'approximativement 5%. En appliquant la tension et la chaleur de cette manière, l'augmentation de la taille des mailles sera maintenue pendant toute la duré de vie du filet 2, ainsi que les autres propriétés décrites précédemment. Le filet traité 2 aura des fils plus arrondis qu'un filet non traité, sera plus résistant et aura une finition plus dure. Une fois que le filet 2 a été sujet au traitement décrit précédemment, il est monté sur une structure pour son utilisation opérationnelle. Il a été montré que le filet ne requiert pas de support pour fonctionner, puisque durant l'intervalle de temps où la RPG agit sur le filet, les forces ne sont pas transmises à la structure, mais un tel support est préféré d'un point de vue opérationnel. Le filet 2 peut être utilisé pour protéger une grande variété de cibles, mais il est particulièrement envisagé que le filet 2 soit adapté pour des Transporteurs blindés de personnes (APC) et assimilés, de la même manière qu'un blindage cage classique. Bien que la structure ne forme pas un support aidant le filet 2 à désactiver des RPG, il doit être suffisamment résistant pour résister aux usures et aux déchirures quotidiennes auxquelles il sera soumis. Par exemple, lorsqu'il est installé sur un APC, il est probable que la structure sera utilisée par les soldats pour les aider à grimper au dessus de l'APC. Afin d'améliorer la fonctionnalité du filet 2, celui-ci peut être pourvu d'une coloration de camouflage. L'utilisation d'un tel camouflage est bien connue. Des tests ont montré que des filets 2 traités selon la présente invention présentent de meilleures performances que des filets non traités réalisés dans les même matériaux et la même méthode de construction. Il est considéré que cela est dû au fait que, contrairement aux précédentes idées reçues, un filet 2 avec une finition dure est en fait plus efficace pour dévier des frappes directes de RPG qu'un filet souple. REVENDICATIONS1. Procédé de traitement d'un filet formé par des fils interconnectés de Polyéthylène à ultra haute masse moléculaire (UHMWPE), le filet étant formé avec des intersections sans noeud, comprenant les étapes de : a) chauffer le filet à une température comprise entre 80° et 135°C; b) appliquer une tension au filet ; C) réduire la température en dessous de 80°C; et d) retirer la tension du filet. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la tension est appliquée dans une direction perpendiculaire à l'axe longitudinal des fibres du filet. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le filet est chauffé à une température comprise entre 90° et 125°C. 4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel le filet est chauffé à une température comprise entre 95° et 105°C . 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le filet est chauffé durant une période d'au moins 5 minutes. 6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel le filet est chauffé durant une période d'au moins 10 minutes. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la tension est appliquée au filet de manière constante. 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel la tension appliquée au filet est comprise entre 5% et 50% de la résistance totale du filet. 9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel la tension appliquée au filet est comprise entre 10% et 45% de la résistance totale du filet. 10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel la tension appliquée au filet est comprise entre 30% et 45% de la résistance totale du filet. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la tension est maintenue jusqu'à ce que la température chute en dessous de 50°C. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le filet est traité préalablement avec une solution de liant. 13. Filet réalisé à l'aide d'un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes. 14. Procédé substantiellement tel que décrit dans la présente description en référence aux figures annexées. 15. Filet substantiellement tel que décrit dans la présente description en référence aux figures annexées.