SOCIÉTÉ EUROPÉENNE
de BALISTIQUE LÉSIONNELL
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EUROPEAN SOCIETY
for WOUND BALLISTICS

 

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LES PROTECTIONS BALISTIQUES

J.J. Dorrzapf

 

 

Sommaire :

• Introduction
• Les protections souples
    - Les matériaux utilisés
    - Les fibres polyaramide : Le Kevlar® et le Twaron®
    - Les fibres polyéthylène : Le Spectra® et le Dyneema®
    - Le Zylon® (P.B.O.)
• Les protrections rigides
    - Les matériaux utilisés
• Le gilet pare-balles - Problématique - Ergonomie
• Le traumatisme en arrière des protections balistiques
• Les casques balistiques
• Les normes balistiques

 

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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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