| LES
PROTECTIONS BALISTIQUES |
J.J. Dorrzapf
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I
- Introduction
Avant
l’apparition des armes à feu, les combattants
devaient se protéger contre des armes tranchantes
(coups d’estoc ou de taille) et/ou contondantes. Le
coup d’une épée lourde, si elle ne tranchait
pas les chairs du fait de l’épaisseur des vêtements,
pouvait certainement entraîner des blessures inhérentes
au choc de l’arme. A cette époque, les protections
individuelles, tenant compte des caractéristiques
de ce type d’armes. Elles étaient généralement
lourdes et rigides. Pensons aux armures et autres côtes
de mailles, réservées, il est vrai aux riches
combattants à cheval et au-dessous desquelles ils
portaient des vêtements molletonnés, ancêtres
de nos matériaux anti-traumatismes.
Les
projectiles d’armes à feu et les éclats
d’obus sont d’une tout autre nature.
Légers, petits et rapides, ils interagissent, au
moment de leur impact sur le corps, avec une surface très
limitée et pénètrent donc facilement.
De plus, le besoin d’une plus grande mobilité,
existant déjà au temps de nos preux chevaliers,
incitait à rechercher des protections efficaces,
certes, mais en même temps légères et
souples afin de ne point par trop entraver les mouvements
du combattant.
I
- Les protections souples
Les
protections balistiques souples, destinées à
arrêter principalement les projectiles d’armes
de poing, sont réalisées avec des tissus,
disposés en couches superposées, dont les
fibres présentent une très forte résistance
à la traction. Elles agissent en arrêtant le
projectile à la manière d’un filet.
Les premières couches sont perforées car leurs
fibres, au moment de l’impact, sont surtout sollicitées
en cisaillement. Celles placées à l’arrière
de l’impact reculent sous l’impulsion et auront
tendance à se disposer de telle façon qu’elles
seront de plus en plus sollicitées en traction.
Dans le même temps, le projectile commence généralement
à se déformer sous les contraintes mécaniques
auxquelles il est soumis. Il met, de ce fait, un plus grand
nombre de fibres en action, facilitant ainsi son arrêt.
I
– 1 - Les matériaux utilisés
Les
protections souples ont été réalisées
à l’aide de fibres diverses. Naturelles dans
un premier temps, synthétiques ensuite. On peut prendre
l’exemple de la soie, déjà utilisée
au Japon médiéval, et employée aux
Etats-Unis à la fin du XIXème siècle
pour la fabrication de gilets pare balles. On prétend
que l’Archiduc Francois-Ferdinand d’Autriche
en portait un lors de son assassinat, d’une balle
dans la tête, qui fut à l’origine de
la première guerre mondiale. Ce genre de protection
balistique ne fut pas utilisé lors de la première
guerre mondiale du fait du prix alors très élevé
de la soie.
La résistance à la traction des fils de soie
fut rapidement dépassée par les fibres synthétiques
telles que le nylon et surtout par les fibres de polyaramide
et polyéthylène.
I
– 1 – 1 – Le polyaramide : « Kevlar
», « Twaron ». La guerre des fibres
Tout
le monde a plus ou moins entendu parler du « Kevlar
» que l’on sait être utilisé pour
la confection des packs balistiques des gilets pare balles.
C’est le nom donné par la société
américaine « Dupont » à la fibre
polyaramide qu’il fabrique.
On a moins entendu parler du « Twaron » qui
est la même fibre de polyaramide, mais fabriquée
en Europe par « Akzo ».
Comme on va le voir rapidement, la concurrence fut rude.
• Une
petite histoire du « Kevlar »
Comme
on le sait, « Kevlar » est le nom donné
à une fibre présentant une très forte
résistance à la traction qui est obtenue par
dissolution d’une matière plastique constituée
d’une amide aromatique polymérisée dans
un solvant bien particulier. Cette solution est ensuite
injectée au travers d’une buse afin d’en
obtenir, une fois le solvant évaporé, un fil
très fin présentant un rapport résistance/poids
environ cinq fois supérieur à l’acier.
La possibilité de créer une matière
plastique à base polyaramide avait été
envisagée dès 1939. Elle fut synthétisée
et identifiée par Dupont en 1960, mais les fibres
de polyaramide ne furent produites qu’en 1965 lorsque
le solvant adéquat fut découvert.
Lorsque l’on sait que la chercheuse à l’origine
de cette découverte s’appelait Stéphanie
Kwolek, on a peu comprendre le nom donné à
cette fibre.
• La
société « Akzo » et le «
Twaron »
Dans
le même temps, la concurrence ne restait pas inactive.
On peut le comprendre aisément si l’on accepte
de sortir, un moment, du domaine restreint des protections
balistiques, et que l’on se rende compte de l’importance
de la découverte d’un matériau présentant,
à poids égal, une résistance cinq fois
supérieure à l’acier. Les conséquences
industrielles et économiques étaient colossales.
Il en était ainsi de la société «
Akzo », basée en Hollande, au sein de laquelle
une équipe de chercheurs découvrait également
un solvant utilisable dans la fabrication des fibres de
polyaramide. Un brevet sur la fabrication de ces fibres,
appelées Kevlar par Dupont et « Twaron »
par « Akzo », fut déposé par la
société hollandaise. Comme on peut s’en
douter, face aux intérêts économiques
présentés par ces produits, des combats juridiques
eurent lieu et, finalement, un accord fut trouvé
dans lequel on concéda à « Akzo »
le droit de fabriquer ces fibres mais on lui opposa, en
même temps, l’interdiction de les commercialiser
aux Etats-Unis jusqu’en 1990.
Comme on l’a évoqué, les fibres de polyaramide
ne furent pas immédiatement utilisées dans
la confection des protections balistiques. Leur intérêt
se révéla dans tous les domaines où
le rapport résistance/poids du matériau était
un paramètre important. Elles furent à ce
titre largement utilisées, en remplacement de l’acier,
dans les structures des pneumatiques d’automobiles
et dans la confection d’éléments de
missiles, entre autre.
Sur le plan de leurs caractéristiques physico-chimiques,
les fibres de polyaramide perdent de leur résistance
mécanique lorsque la température augmente.
A très haute température (environ 600 degrés
C), elles ne fondent pas, mais se décomposent. Elles
sont sensibles à l’humidité qui leur
fait perdre également de leur résistance mécanique.
C’est la raison pour laquelle les packs balistiques
des gilets pare balles sont enfermés dans des housses
étanches.
Les fibres sont généralement tissées
pour former ce que l’on appelle un pli qui superposé
à d’autres, en nombre variable, créera
un pack balistique.
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