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"Panneau de blindaqe multicouches pare-balles"
La présente invention est relative à un panneau de blindage multicouches pare-balles, destiné à protéger un espace intérieur contre des projectiles tirés de l'extérieur.
Il est connu que des espaces, tels que notamment des guichets de banques ou d'autres institutions, des appareils de fourniture automatisée d'argent, et des véhicules blindés, ou des espaces analogues, font particulièrement l'objet d'agressions, accompagnées de l'usage d'armes du type fusils, pistolets, mitraillettes ou autres.
Pour protéger les espaces intérieurs agressés, et en particulier les personnes et l'argent qui s'y trouvent, on a depuis un certain temps renforcé les vitrages et cloisons de ces espaces intérieurs.
On a actuellement mis au point des vitrages stratifiés, formés d'un grand nombre de feuilles en matière transparente, d'une épaisseur pouvant aller jusqu'à 70 mm ou davantage. De tels panneaux sont d'un grand poids (de 90 à 175 kg/mm2 selon les cas) et demandent un encadrement particulièrement résistant. Il s'avère d'ailleurs que c'est précisément au niveau des châssis ou des cloisons pleines qui entourent ou supportent ces vitrages que se situe la faiblesse des séparations prévues dans les guichets de banques, entre le personnel bancaire et la clientèle.
On utilise d'une manière générale des cloisons blindées contenant une plaque d'acier, éventuellement repliée sur elle-même, et simplement habillée. Lors d'un impact sur de telles cloisons, celles-ci s'avèrent tout à fait insatisfaisantes, dans le cas de projectiles, tels que ceux utilisés avec les armes très puissantes, actuellement employées
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lors d'agressions de banques ou de véhicules blindés (par exemple du type Kalashnikov). Les balles perforent ou brisent purement et simplement une double plaque d'acier de blindage normal (acier 52.3) de 3 mm d'épaisseur (6 mm au total). Dans le cas de projectiles moins puissants, les balles ou des fragments de celles-ci peuvent rebondir violemment vers l'espace extérieur, où se trouvent éventuellement des spectateurs de l'agression.
La présente invention a pour but de résoudre les problèmes posés par les panneaux connus et de mettre au point un panneau de blindage multicouches pare-balles offrant une sécurité supérieure, tout en présentant un poids permettant une manipulation aisée ainsi qu'un coût de fabrication défendable. Le panneau de blindage est à concevoir comme formant une seule entité, formée par un assemblage de plusieurs matériaux différents. Avantageusement ce panneau pourra être capable d'offrir une protection vis-à-vis des systèmes arme-munition classés selon les normes belges utilisées au Laboratoire de l'Ecole Militaire de Bruxelles les plus exigeantes, c'est-à-dire les classes 4, 5a, 5b et 6, et des projectiles tirés à la Kalashnikov.
On résout ces problèmes par un panneau de blindage multicouches pare-balles destiné à protéger un espace intérieur contre des projectiles tirés de l'extérieur, comprenant - au moins une plaque d'acier, présentant une surface extérieure et une surface intérieure, - une couche d'amortissement d'impact, qui est appliquée contre la surface extérieure de chaque plaque d'acier et qui est formée d'une matière élastique permettant une déformation d'un projectile lors de son impact sur la surface extérieure de la plaque d'acier adjacente et un emprisonnement, à l'intérieur de la couche d'amortissement d'impact, du projectile déformé ou cassé par l'impact,
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- une couche de support, disposée contre la couche d'amortissement d'impact située le plus à l'extérieur du panneau, du côté opposé à la plaque d'acier correspondante,
et - des moyens d'assemblage de cette au moins une plaque et de ces couches en ledit panneau.
Le projectile tiré contre le panneau suivant l'invention doit, avant de rencontrer la ou les plaques d'acier qu'il comporte, traverser une couche de support extérieure, et une couche de matière élastique qui amortit l'impact. Cette couche d'amortissement d'impact permet de ce fait dans les panneaux suivant l'invention, pour un type de projectile de puissance égale, l'usage d'une plaque d'acier plus mince que les panneaux pare-balles connus et donc une diminution de coût et de poids. Par ailleurs cette couche d'amortissement d'impact présente l'avantage simultané supplémentaire de permettre une déformation de la tête du projectile lors de son impact, ce qui contrecarre toute poursuite de sa pénétration à travers la plaque d'acier.
En outre, par sa nature élastique, la matière de la couche d'amortissement d'impact emprisonne le projectile déformé ou cassé lors de l'impact et empêche ou contrecarre de ce fait son rebondissement.
Suivant une forme de réalisation de l'invention, ladite au moins une plaque d'acier est en un acier déformable à surfaces dures, la dureté de surface étant d'au moins 480 Brinell, de préférence d'au moins 500 Brinell. Par sa surface dure la plaque d'acier résiste bien à l'impact en provoquant une déformation ou une fragmentation de la tête du projectile, alors que son coeur déformable permet une déformation de la plaque d'acier au niveau de l'impact, sans brisure de la plaque ellemême.
Suivant une forme de réalisation avantageuse de l'invention, la couche de support présente une structure qui contribue à un emprisonnement des projectiles dans le panneau et qui permet
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éventuellement de supporter des finitions et habillages. De préférence, la couche de support est formée d'un stratifié de plusieurs feuilles de bois ou de placage, collées les unes aux autres pour former une masse plane et rigide. Une telle couche de support amortit à son tour l'impact du projectile contre la plaque d'acier et empêche un retour éventuel du projectile ou de fragments de celui-ci si la couche d'amortissement d'impact s'avère insuffisante à emprisonner le projectile. La couche de support peut servir elle-même d'habillage extérieur du panneau ou elle permet l'accrochage d'un tel habillage.
D'autres formes de réalisation de l'invention sont indiquées dans les revendications données ci-après.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après, à titre non limitatif et avec référence aux dessins annexés.
La figure 1 représente une vue en coupe partielle, non à l'échelle, d'un panneau suivant l'invention.
La figure 2 représente une vue en coupe partielle, non à l'échelle, d'une variante de réalisation de panneau suivant l'invention.
Il faut noter que les épaisseurs des différentes couches illustrées sur ces figures ne sont pas proportionnelles entre elles et que certaines couches ont été représentées proportionnellement plus épaisses qu'elles ne sont en réalité, pour des raisons de facilité de compréhension des dessins.
Sur les différentes figures, les éléments identiques ou analogues sont désignés par les mêmes références.
Le panneau 1 illustré sur la figure 1 comprend une plaque d'acier 2 présentant une surface extérieure 3 et une surface intérieure 4. Avantageusement la plaque d'acier est en un acier déformable traité de manière à présenter des surfaces dures. La dureté de surface peut être en particulier d'au moins 480 Brinell et de préférence de 500 Brinell.
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On peut par exemple prévoir, comme acier pour une telle plaque d'acier, un acier allié au chrome nickel molybdène. On pourrait notamment envisager un acier présentant la composition chimique suivante : C/AI/Si/P/S/Cr/Mn/Ni/Mo. Un tel acier traité en surface permet à la fois de casser ou de déformer le projectile lorsque sa pointe heurte celle-ci et une déformation de la plaque d'acier sans fracture ou perforation de celle-ci lors de l'impact.
Dans l'exemple de réalisation illustré la plaque d'acier a une épaisseur maximale de 10 mm, de préférence de 6 mm, et avantageusement de 4 mm. Cette épaisseur est déterminée en fonction de la puissance du projectile contre lequel on veut se protéger.
Le panneau 1 comprend également, appliquée contre la surface extérieure 3 de la plaque d'acier 2, une couche d'amortissement d'impact 5 en matière élastique qui peut être d'une épaisseur d'environ 4 mm. Cette couche 5 est, dans l'exemple de réalisation illustré, collée sur la surface 3 de la plaque d'acier 2 par une couche adhésive 6.
Avantageusement cette couche adhésive peut être constituée d'un élastomère à base de polymère. Il est de consistance stable et présente une dureté Shore A de 30 à 50, de préférence de 35 à 45, un module d'élasticité 100 % de 0,60 N/mm2 à 0,70 N/mm2 et un allongement à la rupture de 500 %. A titre d'exemples d'adhésifs de ce genre, on pourrait citer notamment un mastic supérieur à base de silopren, totalement neutre et à élasticité permanente.
La couche d'amortissement d'impact 5 présente avantageusement une dureté Shore A de 55 à 75, de préférence de 60 à 70. La matière élastique est choisie parmi le groupe comprenant du caoutchouc naturel, éventuellement modifié, des caoutchoucs synthétiques et des polymères élastiques A titre d'exemples de telles matières élastiques, on pourrait notamment citer du caoutchouc de
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styrène-butadiène, du néoprène, du terpolymère d'éthylène-propylènediène et du polychoroprène.
L'épaisseur de la couche 5 peut être de 3 à 5 mm, notamment d'environ 4 mm.
Le panneau 1 illustré sur la figure 1 comporte en outre, contre la couche d'amortissement d'impact 5, du côté opposé à la plaque d'acier 2, une couche de support 7. Avantageusement la couche de support est formée d'un produit lamellé formé de plusieurs feuilles 8 à 13 de bois ou de placage, collées les unes aux autres pour former une masse plane et rigide. Cette couche de support 7 est, dans l'exemple de réalisation illustré, fixée sur la couche d'amortissement d'impact 5 par collage à l'aide d'une couche adhésive 14, qui peut être d'un type identique ou différent de celui indiqué pour la couche 6.
L'épaisseur de cette couche de support peut être de l'ordre de 10 à 15 mm, de préférence d'environ 12 mm.
Cette couche de support a pour effet de donner une rigidité au panneau pare-balles. Elle permet un support pour tout type de finition ou habillage et une fixation de n'importe quel accessoire.
Enfin, comme on peut le voir sur la figure 1, on a prévu sur la surface intérieure 4 de la plaque d'acier 2 une couche de support supplémentaire 15. Cette couche supplémentaire peut, comme illustré, être identique à la couche de support 7 et être alors formée d'un produit lamellé formé de plusieurs feuilles 16 à 21 de bois ou de placage, collées les unes aux autres. Cette couche de support supplémentaire 15, qui n'est pas critique pour l'invention, peut être fixée sur la plaque d'acier 2 à l'aide d'une couche adhésive 22, qui peut être d'un type identique ou différent de celui indiqué pour les couches 6 et 14.
Globalement l'épaisseur du panneau illustré sur la figure 1 peut avoir une épaisseur d'approximativement 18 à 45 mm, de préférence de 30 à 35 mm, notamment de 32 à 34 mm. Si le panneau
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contient une plaque d'acier de 4 mm et une couche de support additionnelle intérieure son poids pourra être de l'ordre de approximativement 50 à 60 kg/m2. Si la plaque d'acier a une épaisseur de 6 mm, le poids d'un tel panneau pourra être de l'ordre d'environ 70 à 75 kg/m2.
Un tel type de panneau à plaque d'acier de 4 mm d'épaisseur est tout à fait approprié pour protéger des espaces intérieurs contre le tir de systèmes arme-armement de la classe 6 précitée et des projectiles tirés à partir de Kalashnikov. Un panneau présentant une plaque de 6 mm d'épaisseur protège efficacement contre le tir de systèmes arme-armement des classes 4 et 5a. Le projectile qui frappe le panneau est amorti d'abord par le produit lamellé 7, puis plus efficacement par l'épaisse couche de matière élastique 5, avant d'attendre la plaque d'acier 2. Au moment de l'impact sur celle-ci, la tête du projectile se déforme ou se casse sur la surface extérieure dure de la plaque d'acier.
Comme la matière d'amortissement d'impact est une matière élastique, la tête du projectile peut aisément se déformer dans la couche 5 et empêche de ce fait une continuation de la progression du corps de projectile dans la plaque d'acier 2. Celle-ci, étant donné sa composition et son traitement, a tendance à se déformer sous l'impact plutôt que de se casser. Enfin, le projectile ou des fragments de celui-ci sont retenus par la couche élastique en premier lieu, et ensuite par le produit lamellé 7, ce qui permet d'exclure un rebondissement des balles dans l'espace extérieur à la cloison.
Le panneau 23, illustré sur la figure 2, diffère du panneau 1 illustré sur la figure 1, par le fait qu'il présente une plaque d'acier supplémentaire 24 identique ou différente de la plaque 2. Dans l'exemple illustré il s'agit de deux plaques en acier identique ayant chacune une épaisseur de 6 mm
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Comme la plaque 2, la surface extérieure 25 de la plaque 24 est pourvue d'une couche d'amortissement d'impact 26 ayant la même fonction que la couche 5. Ces deux couches d'amortissement d'impact peuvent être identiques ou différentes. Dans le cas illustré elles présentent chacune une épaisseur de 6 mm.
La plaque 24 est collée à la couche d'amortissement d'impact 26 par une couche adhésive 27 et la couche 26 est collée contre la surface intérieure 4 de la plaque d'acier 2 située le plus à l'extérieur du panneau multicouches par une couche adhésive 28. Les couches 27 et 28 peuvent être identiques ou différentes des couches 14 et 6.
On peut enfin prévoir une couche de support additionnelle 15 qui, ici, est collée contre la surface intérieure 29 de la plaque d'acier 24 par une couche adhésive 30 identique ou différente des couches adhésives précédemment citées.
Un tel panneau est particulièrement approprié pour les systèmes d'arme-armement de la classe 5b, c'est-à-dire les armes à balles perforantes. Si le projectile parvient à perforer la première plaque d'acier 2, elle est totalement arrêtée au moment de l'impact contre la deuxième plaque d'acier 24.
Globalement l'épaisseur d'un panneau tel qu'illustré sur la figure 2 permet aussi une épaisseur de l'ordre de 32 à 50 mm, de préférence de 42,5 mm. Son poids peut avantageusement être de l'ordre de 125 à 135 kg/m2, notamment d'environ 130 kg/mm2.
L'invention va à présent être illustrée à l'aide de quelques exemples de réalisation, donnés à titre non limitatif.
Exemple 1
Les exemples 1 à 3 résument des essais effectués à l'Ecole Royale militaire de Bruxelles.
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Dans l'exemple 1 on a utilisé des panneaux, tels qu'illustrés sur la figure 1 avec une plaque d'acier de 4 mm d'épaisseur. Ces panneaux présentent une longueur de 500 mm, une largeur de 500 mm et une épaisseur de 32 mm.
Les systèmes arme-munition essayés sont les suivants :
Système 1 : arme : RIOT GUN Cal. 12 munition : Cal. 12 BRENNEKE classe : 6 chute de vitesse [m/s/m] : 2,5 masse du projectile (g) : 27,0
Système 2 : arme : KALASHNIKOV AK 47 munition : 7,62 x 39 classe : - chute de vitesse [m/s/m] : 1,3 masse du projectile (g) : 8,0
Les résultats obtenus à partir de ces deux systèmes armemunition sont indiqués dans le tableau 1 ci-dessous.
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Tableau 1
EMI10.1
<tb>
<tb> Vitesse <SEP> du <SEP> projectile <SEP> [m/s] <SEP> Energie <SEP> du
<tb> projectile <SEP> [Joule]
<tb> Vb <SEP> Vm <SEP> Vi <SEP> Eb <SEP> Ei <SEP> Perforation
<tb> Système <SEP> 1
<tb> coup <SEP> 1 <SEP> 416, <SEP> 3 <SEP> 408, <SEP> 8 <SEP> 398, <SEP> 8 <SEP> 2339, <SEP> 6 <SEP> 2147, <SEP> 1 <SEP> non
<tb> coup <SEP> 2 <SEP> 433, <SEP> 9 <SEP> 426, <SEP> 4 <SEP> 416, <SEP> 4 <SEP> 2541, <SEP> 6 <SEP> 2340, <SEP> 8 <SEP> non
<tb> Système <SEP> 2
<tb> coup <SEP> 3 <SEP> 727, <SEP> 4 <SEP> 723, <SEP> 6 <SEP> 718, <SEP> 6 <SEP> 2116, <SEP> 2 <SEP> 2065, <SEP> 5 <SEP> non
<tb> coup <SEP> 4 <SEP> 722, <SEP> 0 <SEP> 718, <SEP> 2 <SEP> 713. <SEP> 2 <SEP> 2084.
<SEP> 8 <SEP> 2034, <SEP> 6 <SEP> non
<tb> coup <SEP> 5 <SEP> 721, <SEP> 4 <SEP> 717, <SEP> 6 <SEP> 712, <SEP> 6 <SEP> 2081, <SEP> 4 <SEP> 2031, <SEP> 2 <SEP> non
<tb> coup <SEP> 6 <SEP> 718, <SEP> 3 <SEP> 714, <SEP> 5 <SEP> 709, <SEP> 5 <SEP> 2063. <SEP> 5 <SEP> 2013, <SEP> 6 <SEP> non
<tb> coup <SEP> 7 <SEP> 716, <SEP> 7 <SEP> 712, <SEP> 9 <SEP> 707, <SEP> 9 <SEP> 2054, <SEP> 3 <SEP> 2004, <SEP> 5 <SEP> non
<tb> coup <SEP> 8 <SEP> 716, <SEP> 8 <SEP> 713, <SEP> 0 <SEP> 708, <SEP> 0 <SEP> 2054, <SEP> 9 <SEP> 2005, <SEP> 1 <SEP> non
<tb>
Vb = Vitesse à la bouche de l'arme
Vm = Vitesse moyenne
Vi = Vitesse à l'impact
Eb = Energie à la bouche de l'arme
Ei = Energie à l'impact.
Aux coups 1 et 2, on a pu noter uniquement une déformation de la face arrière du panneau, avec perte de matière.
Aux coups 3 à 8, on a uniquement noté une perte de matière, sans déformation.
Exemple 2
On a utilisé ici des panneaux, tels qu'illustrés sur la figure 1, avec une plaque d'acier de 6 mm d'épaisseur. Les panneaux ont une longueur de 500 mm, une largeur de 500 mm et une épaisseur de 34 mm
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Les systèmes arme-munition essayés sont les suivants :
Système 3 : arme : FNC 5, 56 mm munition : 5, 56 SS 109 classe : 4 chute de vitesse [m/s/m] : 0,9 masse du projectile (g) : 4,0
Système 4 : arme : FAL 7,62 mm munition : 7,62 SS 77 classe : 5a chute de vitesse [m/s/m] : 0,6 masse du projectile (g) : 9,3
Les résultats obtenus à partir de ces deux systèmes arme- munition sont indiqués dans le tableau 2 ci-dessous.
Tableau 2
EMI11.1
<tb>
<tb> Vitesse <SEP> du <SEP> projectile <SEP> [m/s] <SEP> Energie <SEP> du
<tb> projectile <SEP> [Joule]
<tb> Vb <SEP> Vm <SEP> Vi <SEP> Eb <SEP> Ei <SEP> Perforation
<tb> Système <SEP> 3
<tb> coup <SEP> 1 <SEP> 934, <SEP> 5 <SEP> 931, <SEP> 9 <SEP> 928, <SEP> 5 <SEP> 1746, <SEP> 5 <SEP> 1724, <SEP> 1 <SEP> non
<tb> coup <SEP> 2 <SEP> 927, <SEP> 3 <SEP> 924, <SEP> 7 <SEP> 921, <SEP> 3 <SEP> 1719, <SEP> 7 <SEP> 1697, <SEP> 4 <SEP> non
<tb> coup <SEP> 3 <SEP> 925, <SEP> 5 <SEP> 922, <SEP> 9 <SEP> 919, <SEP> 5 <SEP> 1713, <SEP> 0 <SEP> 1690, <SEP> 8 <SEP> non
<tb> Système <SEP> 4
<tb> coup <SEP> 4 <SEP> 831, <SEP> 3 <SEP> 829, <SEP> 4 <SEP> 826, <SEP> 9 <SEP> 3213, <SEP> 4 <SEP> 3179, <SEP> 3 <SEP> non
<tb> coup <SEP> 5 <SEP> 832, <SEP> 1 <SEP> 830, <SEP> 2 <SEP> 827, <SEP> 7 <SEP> 3219, <SEP> 5 <SEP> 3185, <SEP> 5 <SEP> non
<tb> coup <SEP> 6 <SEP> 824,
<SEP> 7 <SEP> 822, <SEP> 8 <SEP> 820, <SEP> 3 <SEP> 3162, <SEP> 5 <SEP> 3128, <SEP> 8 <SEP> non
<tb> coup <SEP> 7834, <SEP> 2832, <SEP> 3829, <SEP> 83235. <SEP> 83201, <SEP> 7'non
<tb> coup <SEP> 8 <SEP> 828, <SEP> 6 <SEP> 826. <SEP> 7 <SEP> 824, <SEP> 2 <SEP> 3192, <SEP> 5 <SEP> 3158, <SEP> 6 <SEP> non
<tb> coup <SEP> 9 <SEP> 842, <SEP> 4 <SEP> 840, <SEP> 5 <SEP> 838, <SEP> 0 <SEP> 3299, <SEP> 7 <SEP> 3265, <SEP> 3 <SEP> non
<tb>
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Aux coups 1 à 3, on observe une face arrière du panneau qui est intacte.
Aux coups 4 à 6, la face arrière, bien que non perforée, est fendue, mais sans perte de matière.
Aux coups 7 à 9, la face arrière est uniquement déformée, avec perte de matière.
Exemple 3
On a utilisé ici des panneaux, tels qu'illustrés sur la figure 2, avec deux plaques d'acier de chacune 6 mm. Les panneaux ont une longueur de 500 mm, une largeur de 500 mm et une épaisseur de 42, 5 mm.
Le système arme-munition essayé est le suivant :
Système 5 : arme : FAL 7,62 mm
EMI12.1
munition : 7, 62 P 80 classe : 5b chute de vitesse [m/s/m] : 0, 6 masse du projectile (g) : 9,7
Les résultats obtenus à partir de ce système arme-munition sont indiqués dans le tableau 3 ci-dessous.
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Tableau 3
EMI13.1
<tb>
<tb> Vitesse <SEP> du <SEP> projectile <SEP> [m/s] <SEP> Energie <SEP> du
<tb> projectile <SEP> [Joule]
<tb> Vb <SEP> Vm <SEP> Vi <SEP> Eb <SEP> Ei <SEP> Perforation
<tb> Système <SEP> 5
<tb> coup <SEP> 1 <SEP> 831, <SEP> 5 <SEP> 829, <SEP> 6 <SEP> 827, <SEP> 1 <SEP> 3353, <SEP> 2 <SEP> 3317, <SEP> 7 <SEP> non
<tb> coup <SEP> 2 <SEP> 831, <SEP> 5 <SEP> 829, <SEP> 6 <SEP> 827, <SEP> 1 <SEP> 3353, <SEP> 2 <SEP> 3317, <SEP> 7 <SEP> non
<tb> coup <SEP> 3 <SEP> 832, <SEP> 6 <SEP> 830, <SEP> 7 <SEP> 828, <SEP> 2 <SEP> 3362, <SEP> 0 <SEP> 3326, <SEP> 5 <SEP> non
<tb> coup <SEP> 4 <SEP> 832, <SEP> 8 <SEP> 830, <SEP> 9 <SEP> 828, <SEP> 4 <SEP> 3363, <SEP> 7 <SEP> 3328, <SEP> 1 <SEP> non
<tb> coup <SEP> 5 <SEP> 835, <SEP> 2 <SEP> 833, <SEP> 3 <SEP> 830, <SEP> 8 <SEP> 3383, <SEP> 1 <SEP> 3347, <SEP> 4 <SEP> non
<tb> coup <SEP> 6 <SEP> 839, <SEP> 9 <SEP> 838,
<SEP> 0 <SEP> 835, <SEP> 5 <SEP> 3421, <SEP> 3 <SEP> 3385, <SEP> 4 <SEP> non
<tb>
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La face arrière reste intacte à tous les coups 1 à 6. Comme on le constate dans cet essai, même l'utilisation de balles perforantes ne parvient pas à percer les panneaux suivant l'invention.
Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisation décrites ci-dessus et que bien des modifications peuvent y être apportées dans le cadre des revendications annexées.
On peut par exemple prévoir d'autres moyens d'assemblage que des couches adhésives, et par exemple des moyens d'assemblage mécanique, par exemple par pinçage, vissage ou autres.
On peut aussi prévoir plus de deux plaques d'acier et dans ce cas un nombre correspondant de couches d'amortissement d'impact.