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 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 -- d'essais les plus récentes ont aussi mis en évidence c'est la chronologie des 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 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 asti-personnel à effet de souffle est la suivante : - Dans un premier temps l'explosion génère une boule de gaz en combustion - Dans un deuxième temps extrêmement court, l'onde de choc apparaît 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 (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 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-GoldsmithHudson 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) - - - - 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.ANONYMATE PATENT Authors of the patent: Marc Peltzer, Jean-Patrick Sin, Guillaume de Matharel DEVICE FOR ABSORPTION AND DISPERSION OF THE EFFECTS OF INTEGRATED ANTI-PERSONNEL MINES EXPLOSION WITHIN A SHOE OR OVER-SHOE PROTECTIVE. FIELD OF THE INVENTION The invention applies to antipersonnel mine shoes and overshoes equipped with a dispersion dihedron in their lower part. The foot of the user of this type of shoe rests on the horizontal flat part of the dihedral whose summit part is turned towards the ground. The object of the invention is to reinforce the level of protection of this type of device by reducing the transmission of the initial shock wave on the one hand and by increasing the dispersion performance of the dihedral on the other hand. The inventors have put on the market a protective shoe using a dihedral dispersion. The various test campaigns conducted since 1998 have confirmed its effectiveness. What the most recent tests have also highlighted is the chronology of events during the explosion of an anti-personnel mine blast effect. The two main events that can reduce the effectiveness of the dihedral are: - The initial shock wave which is extremely violent and can crack the summit ridge of the dihedral (it depends on the amount of explosive present in the mine). - The second event is the breath wave. If the initial shock wave cracked the summit edge of the dihedral, the blast wave rushes into the breach and the dihedral is only partially functioning. State of the art The chronology of the events during the explosion of a mine asti-personal with effect of blast is the following one: - At first the explosion generates a ball of gas in combustion - In a second extremely short time, the shock wave appears for a few thousandths of a second and breaks the obstacles encountered - In a third time the blast wave evacuates the debris resulting from the blast wave (with a standard shoe it will be the organic fragments of the foot and the ankle which will be propelled along the tibia) and the fragments of the ground, For memory, the boot developed by the inventors had taken into account the fact that the dispersion evacuates more energy than the only absorption. An antipersonnel mine protection shoe with a flat surface works by absorbing some of the energy. A protective shoe equipped with a dispersion dihedral works by dispersing most of the energy. US Patents "Jordan 1959, 1070, 3,516,181", GB patent "Dalzeil-GoldsmithHudson 1987, 2191384A", and patent "Peche-Gaultier-Peltzer 1999 No. 9902150", had taken into account these data. Consequently the inventors had chosen to develop a shoe equipped with a dispersion dihedron, that is to say an aerodynamic solution instead of a ballistic solution using the absorption by the only change of medium. The main reason for the efficiency of the dispersion is that the speed of propagation of the blast wave is very high (measurements have demonstrated a supersonic velocity of the shock wave and the blast wave). . Thus, at the moment of the explosion, a dihedral of dispersion creates a counter wave instantaneously, on which the gases in combustion and the blast of the explosion are evacuated. If the shape of the dihedral remains intact, the counter wave works for the duration of the explosion. If the dihedral is partially broken, the counter wave works partially. This finding has led the inventors to improve their invention for: - Reducing the impact of the initial shock wave by including in the dihedral dispersion, an absorption device using the change of medium. This device is intended to absorb a portion of the initial shock wave, - On the other hand strengthen the dihedron to increase its duration of resistance to the explosion and therefore its operating time. DESCRIPTION OF THE INVENTION The device according to the present invention preferably has the following characteristics: The first characteristic is that the invention is intended to protect the lower extremities of the human lower limbs, and in particular the feet (10), of the propagation of the blast wave and the heat generated by the explosion of an explosive device of mine type, consists of a shoe which is a homogeneous whole, usable without the addition of detachable elements, and which integrates into its structure the stem (7) of the shoe and its sole which is composed of a dispersion dihedron (3) reinforced by a triangular beam (2) on which is laminated a lower bridge (4), a shockproof material (5), and stabilizing pins of the step (9). - The second characteristic is that the sole of the protective shoe incorporates a dihedral geometric shape that disperses most of the blast wave and the heat of the explosion, including the summit stop (1) and the faces (3) are directed towards the ground and are left in the open air so that the aerodynamic effect of dispersion of the blast of the explosion can take place, - The third characteristic is that the summit part of the dihedral (1 ) integrates in its structure a beam of triangular section (2), on which is laminated a lower bridge (4) - - - - whose function is to stiffen and strengthen the entire dihedral which increases its resistance time during The fourth characteristic is that the dihedral body (3) has above the lower bridge (4) an interior volume (5) used to be filled with an impact-resistant material or module. absorption that absorbs some of the o The fifth characteristic is that the inner volume of the dihedron (5) is filled with a shockproof material or absorption module which consists of a cellular material composed of friable beads, hollow or spongy cast in a gangue elastomer, so that each ball offers the greatest number of possible medium change and therefore increased shock absorption, the sixth characteristic is that the shoe is a homogeneous set usable without elements detachable, the various components of the sole of which are the dihedron (3), the anti-shock material or absorption module (5) and the triangular beam (2) located under the lower bridge (4) of the dihedron, are assembled together and the other components of the anti-personnel mine protection shoe without being detachable once the shoe is assembled, so as not to create splinters or projectiles when The seventh characteristic is that the upper part of the assembly formed by the dispersion dihedron (8) and the anti-shock material or absorption module (6) has a "U" shape. formed by the vertical faces of the dihedron (8) and the upper face of the shock-absorbing material or absorption module (6) which "U" has an increased protective effect against the explosion of the mine and also offers a surface of maximum bonding to secure the sole to the rod (7), the eighth characteristic is that the upper part of the assembly constituted by the dihedral dispersion and the shock-absorbing material or absorption module (6) and (8), can be reinforced by means of an upper bridge characterized in that it consists of a plate made of composite material bonded or laminated on the upper part (6) of the shock-absorbing material or absorption module and the side walls (8) of the dihedral dispersion, which increases the Ballistic performance at all, Preferred embodiment The dispersion dihedron is made from a composite material composed of layers of fabric (the frame) and synthetic resin (the binder) such as for example fiberglass fabrics. associated with a polyester resin.
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.This dihedral dispersion is made in an open mold, inside which the first layers of tissue are laid. Then the nucleus (2) is made of cellular material which will be the triangular beam. The other layers of the reinforcement and the lower deck are then placed. The mold is closed by assembling its lid in two parts.
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).The synthetic resin is injected according to the predefined temperature and pressure parameters according to the resin used. After cooling the mold and polymerization of the resin, the lower part of the lid was removed which had molded the internal faces of the dihedral dispersion. The volume thus obtained corresponds to the volume of the absorption device (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.After re-closure of the mold by the lid removed from its lower part, the ball / elastomer resin mixture is injected according to the predefined injection parameters. After polymerization of the ball / elastomer resin mixture and cooling of the mold, the lid is removed. It is now possible to demold the dihedral dispersion / absorption device assembly.
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'assemblage1 shows the invention in longitudinal section and illustrates the components of the dispersion / absorption device: A dispersion dihedron whose summit edge (1) is reinforced by a triangular beam shape (2) laminated in the dihedron to withstand the initial shock wave - dihedral support pins for walking (9) whose shape offers little resistance to breath - An absorption module (5) composed of a mixture of hollow or friable or spongy beads in an elastomeric gangue. - The upper surface (6) of the absorption module allows the installation of the foot of the user (10). - The chip-resistant composite fabric upper (7) protects the wearer's ankle. FIG. 2 represents the invention in cross-section and illustrates the components of the dispersion / absorption device: a dispersion dihedron whose summit stop (1) and inclined faces (3) disperse the blast wave; dihedral support device (9) - Absorption module (5) whose upper surface (6) allows the user's foot to be fitted (10) - An assembly device with the upper part of the shoe or rod (7) characterized by vertical flanges (8) along the faces of the dihedral Figure 3 shows the invention in cross section and details the components of the absorption device: - A summit stop (1) of the dihedron ( 3) whose resistance is obtained by the triangular section (4), obtained by lamination of the core (2) made of cellular material - An absorption module (5) formed of hollow or spongy or friable beads taken in a resin of elastomer - An assembly of the upper part of the boot, or "U" -shaped stem (7) made from the top of the absorption module (6), and the lateral return of the dihedron (8), allowing the homogeneity of the assembly