Brevet FR3090084A1 — publié le 20200619

Description Titre de l'invention : Projectile pour armes à feu ou air comprimé pour emport liquide ou pulvérulent. [0001] La présente demande concerne les armes non létales et notamment pouvant être utilisé dans des lanceurs pyrotechniques à canon(s) lisse(s), ou des lanceurs électriques ou pneumatiques. Il est destiné à la défense rapprochée ou courte distance pour des conditions de tir ou la cible est distante de moins de 20 m. On recherchera constamment à augmenter cette distance d'action, sachant qu'elle sera un compromis entre la vitesse de tir et l'épaisseur ou la résistance des parois du contenant du liquide ou du produit pulvérulent emporté. [0002] Le brevet W01998FRO194519980911 de Richard Guillot décrit un projectile pour canon lisse, constitué d'une enveloppe élastique hautement deformable contenant un solide finement divisé, ce projectile utilise la diffusion du produit à l'impact mais n'autorise pas sa diffusion, il n'est pas capable d'engendrer une dispersion de produit incapacitant ; au contraire si l'enveloppe se rompt, ce projectile devient inefficace. [0003] Le brevet US2018164084 décrit un projectile stabilisé en rotation contenant un liquide ou fluide visqueux à l'état statique contenu en tête dans une enveloppe fragmentable entièrement non métallique, il ne décrit pas comment rendre la diffusion du liquide en gouttelettes plus fines ni comment éviter la mise en contact de la cible avec des parties fragmentées ; il est limité à un usage dans des projectiles stabilisés au moins partiellement par leur rotation ; et donc destinés à des armes rayées, notamment des armes de guerre. Il est destiné à Pentrainement ou au marquage de la cible visée. [0004] Le brevet W02016EP62278 de Cyrille Raquin décrit un projectile non létal à fort amortissement à l'impact pour armes à canon lisse notamment qui permet un amortissement à -l'impact du fait de la destruction de la partie centrale composée de mousse rigide fragile dans des conditions dynamiques par cisaillement. Il permet également l'emport d'un contenant liquide, rigide ou non, fragmentahle ou non, mais ne fait pas état de l'optimisation de la diffusion du produit ni ne la façon dont il doit être conditionné afin que la diffusion du produit permette un amortissement supplémentaire du choc d'impact sur la cible afin d'en augmenter les effets et de réduire l'endommagement potentiel produit lors de l'impact. [0005] Le problème posé peut se résumer en trois points :Premièrement, comment emporter une charge liquide et/ou pulvérulente dans un projectile pour canon lisse avec un contenant tout en conservant une stabilité dynamique sur trajectoire et une capacité de diffusion à l'impact, sans pour autant augmenter les risques de blessures pour le receveur. On pourrait résumer le problème de façon grossière et schématique en 2 disant : comment lancer un oeuf avec un dispositif à air comprimé ou un lanceur pyrotechnique.Deuxièmement, comment conserver une intégrité aérodynamique, du corps et de l'avant du projectile lors des phases de lancement et de vol sans nuire ajouter à l'impact d'effort supplémentaire susceptibles d'augmenter sensiblement la force dynamique appliquée à la cible, ni de venir produire un effet tranchant, par exemple du type emporte-pièce, ou blessant par coupure, par exemple une lésion du type embarrure. [0006] Troisièmement, une foi ce projectile et son contenant de produit mis en vitesse de façon adéquate, comment optimiser la diffusion du produit à l'impact sur la cible, de façon à cc que sa diffusion produise un amortissement de l'arrière du projectile et que ladite diffusion soit principalement annulaire ou centrale et ainsi éviter les retours vers le tireur. [0007] L'utilisation d'oeuf comme projectile non létal est bien connu, la réalisation d'un produit capable de délivrer un niveau d'attrition ou d'endommagement similaire, donc très faible pour un homme, tout en le chargeant avec un produit adapté pour son effet lié à sa composition chimique et/ou à sa formulation physico-chimique associée à une dispersion en brouillard ou gouttelettes fines, permet de proposer un moyen de défense qui soit disponible avec moins de restriction d'usage qu'une arme classique du fait de sa non létalité qui restera quasiment constante dans la plage de vitesse correspondant à une utilisation aussi bien à très courte distance qu'à distance normale. [0008] La présente demande de brevet dévoile un projectile cinétique stabilisé par effet aéro- dynamique destiné aux lanceurs à canons lisses, quel que soit le mode de propulsion utilisé s'il fait appel principalement à la détente de produits gazeux. Ll est capable d'emporter une charge cinétique quelconque, de rester stable par sa balance aérodynamique et de préserver son intégrité pendant la phase balistique initiale ou accélération, de vol ou trajectoire. De plus si la charge est liquide ou pulvérulente, il permet de réaliser à la foi un amortissement sur la cible, ce qui correspond à une limitation de la contrainte appliquée à la cible ou encore un allongement de la durée de l'impact ; et une dispersion efficace des produits contenus, de façon perpendiculaire au vecteur vitesse du projectile au moment de l'impact. L'effet de diffusion est ainsi réalisé selon le même principe que celui d'un injecteur mécanique dans un moteur. [0009] Le projectile dévoilé est un projectile balistique de petit ou moyen calibre pour canon lisse, stable du fait de la résultante des forces aérodynamiques sur trajectoire qui se situe derrière son centre de gravité. Il est destiné à être chargé dans les lanceurs pyrotechniques, ou à être utilisée dans un lanceur pneumatique ou électrique. Il est constitué d'au moins : premièrement une partie arrière constituée d'un empennage, jupe ou queue (i)assurant la reprise de poussée des gaz de propulsion par l'intérieur de la partie arrière (7) ainsi que la tramée de stabilisation et une portance lors du vol ba- 3 listique extérieur par une forme appropriée,par exemple une forme de diabolo comme il est déjà connu dans l'état de l'art pour les projectiles à canon lisse, et qui pourra être avantageusement creuse, et ceci afin de rester léger et notamment pour que le centre de poussée des forces aérodynamique restant en avant du centre de gravité du projectile afin d'éviter une déstabilisation aérodynamique violente, cette partie arrière doit néanmoins être souple et deformable de façon dynamique sans casser afin de supporter un gonflement lors de l'accélération qui lui permet d'assurer l'étanchéité des gaz de poussée. [0010] Ces caractéristiques de souplesse et faible dureté sont également intéressantes pour limiter les blessures des personnes touchées ; il sera également possible de réaliser sur la partie avant du corps (1), des amorces de ruptures ou lignes de fragilité à l'impact destinées à amortir l'impact de cette partie et ainsi d'éviter un effet d'emporte-pièce ; [0011] Deuxièmement un contenant ou charge cinétique (2) qui peut être une charge homogène, par exemple de la mousse dure telle que décrite dans les brevets précédents des mêmes auteurs sur des projectiles à force contrôlée et forte expansion, les caractéristiques choisies de rupture par cisaillement des alvéoles permettant l'obtention de poudre lors de l'impact. La charge pouvant être un contenant rempli avec des produits chimiques sous forme liquide ou encore pulvérulente, ayant une action spécifiqueou bien un contenant quelconque permettant de délivrer un produit de marquage, émétique, incapacitant, irritant ou tout autre action à distance que l'on souhaite produire, par exemple un insecticide pour tirer dans un nid de guêpes ou frelon: ladite charge pourra être fragilisée ou avoir des amorces de rupture fragile réalisées selon le procédé de fabrication choisi ; [0012] Troisièmement, une coiffe (3)en matériau souple et qui n'éclate pas et ne casse pas à l'impact. Ladite coiffe (3)possédant des perforations (6a,b) sous formes de trous (6b) ou de fentes (6a) ou bien encore des amorces de rupture produites par exemple par une diminution locale de matière et qui cèdent lors de l'impact en démasquant une ou plusieursouverturesqui ont pour fonction d'assurer une participation à l'amortissement et à l'expansion du projectile lors de l'impact du fait de la perte de charge au passage de la matière dans lesdites ouvertures et d'autre part la fuite, l'éjection ou diffusion du produit perpendiculairement auxdites ouvertures. Dans le cas d'une charge cinétique en mousse dure fragile vis-à-vis d'un impact dynamique, la présente demande peut être considérée comme une amélioration des brevets précédents selon les inventeurs. Elle apporte cependant d'autres nouveautés qui permettent de réaliser des projectiles différents et notamment si ceux-ci comportent une charge active au niveau biochimique, en particulier en agissant sur des récepteurs sensoriels.Ladite coiffe (3) peut être rendue solidaire de la partie principaleformant corps et empennage (1) par un moyen quelconque, par exemple par soudure, collage, ou bande élastique, bande adhésive ou réalisant une striction, comme par exemple une bande thcrmo rétractable dont différents modèles existent avec différentes caractéristiques de matériaux , avec ou sans adhésif Le but étant son bon fonctionnement en dispersion jusqu'à ce que tout le produit contenu dans ladite charge soit correctement dispersé. Cette fixation a également pour but d'empêcher les fragments du contenant de ladite charge (2) d'être projetés à l'extérieur. [0013] Selon une version préférée des inventeurs, la coiffe (3) est rendue solidaire de la partie arrière par une nappe extérieure (9) thertno rétractable qui peut être fragilisée selon un ligne perpendiculaire à l'axe de tir, par exemple par des pointillés obtenus de toute façon appropriée pour obtenir un état plus fragile de ladite nappe localement, par exemple et de façon non limitative par bombardement neutronique, par amincissement , par ablation locale, échauffement local ou encore ou par des perforationsou micro perforations, l'effet de fragilisation ayant pour effet lors de l'impact de provoquer une rupture selon une courbe sur au moins une partie de la hauteur de ladite charge, mais sans altérer ses qualités fonctionnelles de tenue à l'accélération de départ de coup lorsque le projectile est enserré par le tube, ni sa participation au maintien de l'intégrité aérodynamique en vol, mais permet une rupture progressive à l'impact participant à l'amortissement et à l'étalement du projectile lors de l'impact afin d'améliorer le contrôle de la force délivrée à la cible et d'augmenter la durée de celui-ci. [0014] Afin que cette réalisation reste compatible avec son montage industriel par thermo rétractation, il convient de conserver des trous inférieurs à 0,2 mm. [0015] Dans une version du projectile selon l'invention, la charge (2) est constituée d'un contenant souple ou rigide qui éclate ou se brise à l'impact dans des conditions dynamiques appropriées : il peut s'agir d'un sac souple avec une partie fragile, par exemple un sac en thermoplastique comme du polyéthylène ou du polypropylène qui est refermé par soudure et qui utilise cette soudure comme zone de fragilité ; on peut également réaliser un contenant dur fragile lors de sollicitations dynamiques et à paroi mince, par exemple à base de thermodurcissable, ou de thermoplastiques durs comme par exemple les plastiques à base de nitrocellulose, de styrène ou autre polymère thermodurcissable fragile à l'impact dans les conditions prévues. Il est également possible d'utiliser des matériaux d'oïigine naturelle comme l'amidon et l'albumine qu'il est possible de combiner avec des produits chimiques. Il est bien sur nécessaire que le contenant puisse être manipulé et chargé dans la munition sans casser. [0016] Selon le plastique choisi, le contenant pourra se briser à l'impact avec ou sans fragi- lisation préalable, la réalisation de perforations ou amorce(s) de rupture sera nécessaire si on retient un matériau plus dur ou résilient comme le celluloïd par exemple. Ce contenant qui va se disloquer à l'impact à l'intérieur de la cavité formée par la com- binaison de la coiffe et de la partie arrière ou empennage, tout en permettant la diffusion du produit par les trous ou fentes dans la coiffe de l'ensemble du contenu sous l'action de compression de ladite partie arrière. [0017] Selon une amélioration d'un projectile réalisé selon l'invention, la partie principale ou corps (1) est constituée en composé thermoplastique, hautement deformable, de préférence& dureté inférieure à 70 Shore À et dont l'épaisseur maximale des parois est inférieure à 1,5mm pour tous les projectiles de calibre inférieur ou égal à 60mil I i mètres. [0018] Selon une version préférée des inventeurs, le projectile balistique est réalisé avec une jupe arrière ou corps (1), dont la partie arrière intérieure (7) reçoit la poussée des gaz et qui forme également support ou logement (8) dans sa partie avant pour y loger ledit contenant souple ou rigide (2). [0019] Selon une amélioration préférée des inventeurs, une couche ou pièce en élastomère (5) thermoplastique de très faible dureté, hautement deformable et/ou absorbant est placée entre ladite coiffe et la charge afin d'améliorer l'expansion et de retarder la rupture du contenant afin que l'éclatement de ladite charge intervienne après un premier écrasement ou expansion. [0020] Selon une version préférée des inventeurs, le projectile balistique est caractérisé en ce que l'on vienne intercaler entre le contenant ou charge (2) et le corps formant empennage ou jupe (1), une pièce amortissante (4), par exemple constituée de mousse thermoplastique ou encore de mousse thermodurcissable fragile ou même en mousse métallique de faible densité relative, typiquement de moins de 150 kg par mètre cube. Celle-ci pourra-t-être réalisée en plusieurs couches de différentes duretés ou densités relatives afin d'assurer une progressivité de l'accélération communiquée au projectile et donc au contenant par les gaz, et ainsi éviter sa rupture pendant la phase d'accélération. [0021] Selon une variante de réalisation selon les inventeurs, le projectile embarque une charge (2) qui contient un produit chimique avec une proportion d'alcool ou de tout autre produit non toxique qui empêche le gel du contenu de la charge à des températures négatives supérieures à au plus -20°C. [0022] L'avantage de l'alcool est ici non seulement ses caractéristiques de tenue en tem- pérature, mais également ses propriétés de solvant et sa compatibilité biologique. Le terme alcool recouvrant ici des produits qui disposent d'une fonction chimique alcool et qui répondent aux critères de tenue sous forme liquide à basse température, de non toxicité et de faible viscosité compatible avec une diffusion en gouttelettes fines, soit typiquement moins de 1 mm [0023] Selon une autre variante de réalisation, ladite charge (2) contient des produits chimiques selon plusieurs phases non miscibles sous forme de particules, (l'émulsion, 6 de microémulsion ou de mini-émulsion. Ce procédé permet de disperser dans une charge solide du type mousse thermodurcissable un produit actif mais aussi d'isoler un produit actif dans une phase liquide sous forme de gouttelettes non miscible, cette dernière réalisation permettant par exemple de solubiliser au moins un produit actif dans une gouttelette non miscible mais plus difficilement vaporisable du fait de ses caractéristiques physico-chimiques, on obtient ainsi un contact avec un produit à plus forte concentration après évaporation des parties aqueuses ou contenant de l'alcool. Le produit actif pouvant par exemple être en solution dans de l'huile. [0024] Selon cette dernière variante, les inventeurs préfèrent utiliser pour cette réalisation une émulsion très fine et préférentiellement avec des tailles moyennes de gouttelettes inférieures à 5pm. Une telle formulation permet ainsi d'optimiser la diffusion du produit et d'améliorer son efficacité par contact cutané tout en diminuant la concentration volumique dudit produit. [0025] La figure 1 décrit un exemple de réalisation selon l'invention, avec un projectile constitué d'un corps en forme de diabolo(1), qui comprend un logement arrière(7) destiné à la reprise des gaz de propulsion pour des lanceurs pyrotechnique ou à gaz comprimé et un logement avant (8) qui reçoit une couche d'amortissement( 4), et une charge (2) contenant par exemple un liquide irritant ou incapacitant ; ladite couche amortissante (4) protège ainsi le contenant et son intégrité lors du lancement et du pic d'accélération que cette charge(2) subit. Cette intégrité est déterminante si l'on souhaite un comportement balistique extérieur au lanceur normalisé par rapport aux conditions initiales et à l'aérodynamique du projectile. Une déformation ou éclatement de la charge (2) pouvant conduire à une forte instabilité sur trajectoire. La partie avant du projectile est ici fermée par une cape ou radome (3), qui assure une forme aérodynamique etdétermine sa pénétration dans l'air dudit projectile. Ce capuchon ou cape (3) peut être fixé de différentes façon sur le corps du projectile (1), la représentation choisi la fixation réalisée par une nappe extérieure (9) thermo rétractable, par exemple en polychlorure de vinyle ouen PTFE ou Polytétratluoroéthylène. Ladite nappe (9) pourra avantageusement être fragilisée selon au moins une ligne de pointillés, par exemple constituée par une suite de micro-perforations ou amincissements locaux de moins de 0,2mm qui décrit une courbe dans un plan qui contient l'axe du corps principal (1). La coiffe ou radome (3) est ici montrée avec deux ouvertures (6a,6b), représentées dans le plan de la coupe et qui peuvent être des fentes (6a) ou des trous (6b). Compte tenu de la vitesse des projectiles et du volume d'emport de la charge (2), les dimensions des trous seront adaptées afin de réaliser une diffusion la plus fine possible ou sur une surface permettant de répandre le contenu sur au moins un mètre. Typiquement pour une munition de 44 min à 50 mètres par seconde, on pourra réaliser des fentes d'une surface d'ouverture de diffusion inférieure à 5 millimètres carré. 7 [0026] Si la charge (2), est fragile à l'impact, elle comporte également une certaine capacité de déformation et donc d'élargissement de sa surface d'impact avant sa rupture. Cette déformation élastique est ici favorisée par l'addition d'une couche d'élastomère (5) de faible dureté et qui soit connu pour des qualités de vitesse de déformation élastique et/ ou d'absorption des chocs ou des ondes sonores basse ou très basse fréquence. On peut par exemple citer l'utilisation de matériaux élaborés par la marque « Sorbothane » et également certains élastomères thermoplastiques ou TPE. [0027] Ainsi, lors du départ du coup ou phase de lancement, le corps du projectile (1) est poussé vers l'avant par les gaz sous pression agissant dans sa partie creuse (7), cette partie qui est réalisée de façon surprenante en élastomère thermoplastique de faible densité, par exemple du polyéthylène basse densité qui peut être mélangé à d'autres polymères plus résilients, vient mettre en vitesse l'ensemble du projectile. L'inertie de la charge (2) étant beaucoup plus importante que celle des autres parties dudit projectile, l'accélération produite vient s'exercer sur ladite charge (2) par le truchement de la pièce d'amortissement (4) qui peut être élastique dans le cas d'un mousse thermoplastique ou deformable dans le cas d'une mousse en résine thermodurcissable. [0028] Nous avons ici représenté une mousse homogène mais plusieurs couches de dureté et de densité relative différentes sont possibles afin d'associer les avantages par exemple des mousses en résine thermodurcissable avec une autre partie en mousse élastique en polymère thermoplastique. La nappe(9), assure pendant cette phase de lancement une cohérence globale du projectile, et peut y associer une fonction de glissement si l'on choisit par exemple un manchon (9) de PTFE qui vient solidariser la cape(3) et le corps(1) autour de la charge(2) et des couches d'amortissement (4,5). [0029] Cette nappe assure également, comme pourrait le faire un simple collage de la cape (3) sur le corps (1), une intégrité et une stabilité de la forme aérodynamique du projectile sur sa trajectoire balistique. Lors de l'impact la couche d'amortissement avant (5) s'étale latéralement par rapport à la direction de l'impact par fluage entre la cape (1) et la charge (2), introduisant une certaine capacité de déformation élastique de la charge (2) qui prend ainsi un diamètre plus important que celui du calibre du lanceur. A la suite de l'amincissement par fluage de la couche (5), la charge (2) est ensuite brutalement soumise à une contrainte très supérieure qui dépasse sa limite élastique et induit une rupture des parois de ladite charge (2) en morceaux. Compte tenu de la dimension relative des trous ou ouvertures de passage du liquide (6a,6b), les morceaux de ladite paroi de la charge (2) restent prisonnières à l'intérieur et ne peuvent pas produire d'attrition ou d'endommagement sur la cible ou à l'extérieur par projection. On obtient à cet instant une capacité constituée par le volume intérieur de la cape (3) et de l'avant du corps (8) contenant un liquide et mis sous pression par l'énergie cinétique fournie par le corps (1) qui vient pousser par l'arrière après avoir 8 compressé ou détruite la mousse d'amortissement (4). On obtient alors une diffusion en fines gouttelettes qui est diffusée perpendiculairement aux ouvertures (6a,6b) et qui ajoute à l'effet de l'impact cinétique, un effet incapacitant ou autre selon le produit contenu dans ladite charge (2), l'effet serait le même avec un contenu rendu pulvérulent lors de l'impact, mais dans ce cas l'amortissement par perte de charge lors de la diffusion serait moindre. [0030] Cette réalisation permet ainsi de projeter un corps liquide et de l'utiliser comme amortisseur hydraulique afin d'atténuer les effets d'endommagement produits sur la cible tout en y ajoutant d'autres effets liés à la nature chimique du produit liquide ou pulvérulent contenu dans la charge (2). [0031] Les trois problèmes posés sont ainsi résolus, et on obtient notamment un allongement de la durée de l'impact en réalisant un dimensionnement des ouvertures par lesquelles le produit actif se diffuse afin que ladite diffusion ait une durée la plus élevée possible sans rupture de la nappe (9) et selon les vitesses extrêmes d'utilisation, c'est-à-dire entre la vitesse en sortie de l'arme et la vitesse à la portée utile maximale fixée. [0032] L'ensemble des produits mentionnés pour fabriquer le projectile selon l'invention sont décrits de façon non limitative quant à leur sélection, il pourra être judicieux de sélectionner des matériaux qui soient d'une part issus d'un processus de fabrication écoresponsable et de plus issus d'une production agricole, comme par exemple des plastiques réalisés à base d'algue ou de fécule naturelle. 9