Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
CA 02726643 2010-12-01
WO 2009/153442 PCT/FR2009/000684
DISPOSITIF DE PROTECTION DE PLANCHER POUR UNE CABINE DE
VE H I CULE
Le domaine technique de l'invention est celui des
dispositifs de protection d'un plancher de cabine de véhicule
et notamment d'un plancher de véhicule militaire.
Il est connu d'assurer la protection d'un plancher de
véhicule en disposant une plaque de blindage à distance de ce
plancher, plaque qui est fixée à la cabine par des moyens de
/0 liaison déformables tels que des plots élastiques. Le brevet
DE19913845 décrit un tel dispositif de protection.
Le but recherché est d'absorber une partie de l'effet du
souffle de la mine par la déformation de la plaque de
blindage tout en laissant un espace libre autorisant la
déformation de la plaque sans impact sur le plancher. Les
moyens de liaison déformables absorbent également une partie
de l'énergie du choc.
Cependant le dispositif décrit par ce brevet ne permet
pas de protéger d'une façon suffisante un plancher de
véhicule. Les capacités d'absorption d'énergie des moyens de
liaison sont en effet insuffisantes. Par ailleurs les
solutions décrites par DE19913845 ne permettent pas
d'utiliser l'espace libre situé en dessous du véhicule pour
loger des équipements ou des composants du véhicule lui-même.
Le brevet DE19935573 décrit un dispositif de protection
analogue à celui proposé par DE19913845. Ce dispositif
comprend une plaque déformable disposée en dessous du
plancher du véhicule et qui est relié à celui ci par des
profilés longitudinaux avec interposition d'une couche de
matériau amortisseur entre les profilés et le véhicule. Les
capacités de protection d'un tel dispositif sont également
insuffisantes. De plus la plaque déformable porte des moyens
de mobilité qui peuvent se trouver projetés lors du choc
contre le plancher du véhicule et les profilés sont
directement en contact avec les supports du plancher et
communiquent donc à ce dernier le choc reçu.
L'invention a pour but de proposer un dispositif
permettant, d'une part d'assurer pour une masse minimale une
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protection renforcée du plancher d'un véhicule, et d'autre
part de permettre l'utilisation de l'espace libre disposé
sous le plancher du véhicule sans pour autant pénaliser les
performances de protection.
Ainsi, l'invention a pour objet un dispositif de
protection de plancher pour une cabine de véhicule dispositif
comprenant au moins une plaque de blindage qui est disposée à
distance du plancher de la cabine et qui est reliée à celle-ci
par des moyens de liaison deformable, dispositif
caractérisé en ce qu'au moins un des moyens de liaison
deformable est constitué par un caisson cloisonné, qui est
fixé à la cabine au niveau d'une cloison latérale
sensiblement verticale de cette dernière, le caisson
cloisonné comprenant au moins deux parois qui sont
sensiblement perpendiculaires à la plaque de blindage et qui
sont solidaires d'une part d'une paroi inférieure sur
laquelle vient en appui la plaque de blindage et d'autre part
d'une paroi supérieure qui vient en appui sur la cabine, les
parois ayant des dimensions telles qu'elles se déforment par
flambage lors du choc.
Selon un mode particulier de réalisation, l'invention a pour
objet un dispositif de protection fixé à une cabine de
véhicule, la cabine de véhicule ayant une largeur et
comprenant:
un plancher sensiblement plat s'étendant sur toute la
largeur de la cabine; et
deux cloisons latérales sensiblement verticales s'élevant
de chaque côté de la cabine;
le dispositif de protection comprenant :
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,
2a
au moins une
plaque de blindage sensiblement plane
s'étendant sur toute la largeur de la cabine, ladite au
moins une plaque de blindage étant disposée sous la
cabine à distance et parallèlement au plancher de la
cabine;
un premier et un second groupes d'au moins un caisson
cloisonné deformable disposés entre et reliant le
plancher à ladite au moins une plaque de blindage; le
premier et second groupes étant chacun disposé
respectivement sous une desdites cloisons latérales; et
dans lequel
- chaque caisson cloisonné comprend au moins deux
parois déformables sensiblement perpendiculaires à
la plaque de blindage et ayant des dimensions
telles qu'elles se déforment par flambage lors
d'un choc;
- chacun des caissons de chacun desdits premier et
second groupes comprend au moins une paroi
inférieure et une paroi supérieure solidaires des
parois déformables; la paroi inférieure étant
fixée à la plaque de blindage et la paroi
supérieure étant fixée au plancher de la cabine;
et
un espace libre est défini entre le plancher et la plaque
de blindage et entre le premier et le second groupe.
Selon un mode particulier de réalisation, les parois
seront sensiblement perpendiculaires à une cloison latérale.
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, .
2b
Le dispositif de protection peut comprendre au moins
deux caissons solidaires d'une même paroi inférieure, les
caissons étant disposés à distance l'un de l'autre et séparés
par un espace.
Avantageusement, les caissons sont fixés par ailleurs à
une même plaque latérale, les caissons, la plaque latérale et
la paroi inférieure formant ainsi un boîtier.
La plaque latérale pourra comporter au moins une
ouverture donnant accès à l'espace séparant les caissons.
L'ouverture pourra être obturée par une trappe ou un
couvercle, l'espace formant un casier de rangement.
Le dispositif de protection du plancher pourra
comprendre au moins trois caissons délimitant deux espaces.
Selon un mode particulier de réalisation, la plaque
latérale peut former un angle par rapport à la plaque de
blindage.
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Le boîtier peut par ailleurs être positionné de telle
sorte qu'il comporte un rebord supérieur plan qui s'étend
vers l'extérieur du véhicule au-delà de la cloison latérale,
rebord supérieur plan qui est parallèle ou confondu avec les
parois supérieures des caissons.
Selon une variante de réalisation, au moins un caisson
est rempli par un matériau absorbant l'énergie.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la
description qui va suivre de différents modes de réalisation,
/0 description faite en référence aux dessins annexés et dans
lesquels :
- la figure 1 est une vue latérale d'un véhicule blindé
léger équipé d'un dispositif de protection de plancher selon
un premier mode de réalisation de l'invention,
- la figure 2a est une vue de la précédente en coupe
transversale suivant le plan dont la trace AA est visible à
la figure 1,
- la figure 2b est une vue en perspective du caisson
seul,
- les figures 3a et 3b sont des vues partielles d'un
deuxième mode de réalisation de l'invention, la figure 3b
étant une vue en perspective du boîtier seul,
- les figures 4a et 4b sont des vues partielles d'un
troisième mode de réalisation de l'invention, la figure 4b
étant une vue en perspective du boîtier seul,
- la figure 4c est une vue en perspective représentant
une variante de réalisation du boîtier,
- la figure 5 est une vue en coupe transversale d'un
véhicule blindé léger équipé d'un dispositif selon un
quatrième mode de réalisation de l'invention,
- la figure 6 est une vue en perspective de deux boîtiers
suivant un cinquième mode de réalisation de l'invention.
En se reportant à la figure 1, un véhicule 1 blindé léger
comprend une cabine 2 fixée sur un châssis 3 portant des
roues 4. L'intérieur de la cabine est accessible par une
porte 5 et il renferme des sièges 6 qui sont suspendus au
plafond de la cabine par une structure porteuse 7. Une telle
disposition est classique et permet d'isoler les sièges du
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plancher 8 de la cabine, ce qui protège l'équipage contre les
effets sur le plancher de l'explosion d'une mine.
Conformément à l'invention un dispositif de protection de
plancher 9 est prévu qui comprend une plaque de blindage 10
(par exemple en acier) qui est disposée à distance du
plancher 8 de la cabine.
La plaque 10 est fixée à la cabine 2 par l'intermédiaire
de moyens de liaison déformables 11. Conformément à
l'invention au moins un des moyens de liaison déformable 11
(et de préférence tous les moyens de liaison 11) est
constitué par un caisson cloisonné. On voit sur les figures 1
et 2a que la plaque de blindage 10 est fixée par trois
caissons 11 disposés de chaque côté du véhicule.
Comme cela est plus particulièrement visible à la figure
2a les caissons 11 sont disposés en dessous d'une cloison
latérale 2a ou 2b de la cabine 2, cloison qui est
sensiblement verticale. Ainsi les efforts reçus par la plaque
de blindage 10 seront communiqués à la cabine, non pas au
niveau du plancher 8, mais au niveau des Parois 2a,2b qui
sont peu déformables.
La figure 2b montre en perspective un caisson 11 selon ce
premier mode de réalisation de l'invention.
On entend par caisson cloisonné une structure
sensiblement parallélépipédique qui comporte au moins deux
parois 12a,12b qui seront disposées de façon sensiblement
perpendiculaire à la plaque de blindage 10. Les parois
12a,12b sont solidaires d'une paroi inférieure 14 sur
laquelle viendra en appui la plaque de blindage 10. Les
parois 12a,12b sont par ailleurs solidaires d'une paroi
supérieure 13 qui vient en appui sur la cabine 2 et permet la
fixation du dispositif à cette dernière. Chaque caisson 11
délimite un espace interne 15 qui est ouvert latéralement des
deux côtés du caisson.
Les parois 12a,12b sont donc sensiblement verticales et
elles sont par ailleurs dimensionnées de telle sorte qu'elles
se déforment par flambage lors d'un choc transmis par la
plaque de blindage 10 et dû à la détonation d'un engin
explosif. Ce dimensionnement sera fait de façon classique par
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calcul en fonction du matériau des parois 12a,12b et du
niveau de choc attendu. Le flambage sera d'autant plus
important que la hauteur de la paroi sera importante par
rapport à sa section.
5 Les parois 12a,12b délimitant l'espace interne 15 du
caisson, ces parois sont par ailleurs également sensiblement
perpendiculaires à la paroi 2a,2b considérée de la cabine 2.
Cette orientation des parois conduit à réduire leur
section ce qui favorise leur déformation par flambage. Une
telle configuration est donc très éloignée de celle des
longerons longitudinaux décrits par DE19935573. En effet ces
derniers s'étendent sur toute la longueur du véhicule (ce qui
accroît la section des parois verticales des longerons) et
ils ont une hauteur réduite. De tels longerons absorbent peu
d'énergie par déformation et communiquent l'essentiel du choc
reçu à la structure du véhicule.
La paroi supérieure 13 portera des perçages permettant de
fixer le caisson 11 au plancher 8 ou à la cabine 2.
La paroi inférieure 14 portera par ailleurs des perçages
permettant de fixer la plaque de blindage 10 au caisson 11.
Les caissons 11 sont réalisés en acier (ils pourraient
suivant le niveau de protection recherché être réalisés en un
autre matériau, par exemple en aluminium ou en composite).
Les parois 12a,12b assurent la rigidité du caisson. Lorsqu'un
engin explosif ou une mine explose en dessous du véhicule 1,
la plaque de blindage 10 se déforme par l'effet du souffle.
L'espace libre 16 entre la plaque 10 et le plancher 8
autorise une telle déformation sans que le choc ne soit
transmis au plancher 8.
Les efforts sont communiqués par la plaque aux caissons
11 qui les retransmettent aux parois 2a,2b de la cabine.
Cependant les parois 12a,12b vont également se déformer par
flambage. Cette déformation va consommer une partie de
l'énergie reçue mais surtout atténuer la violence du choc.
En effet, l'énergie de l'explosion sera transmise sur une
durée moins brève ce qui diminuera les contraintes reçues par
le véhicule et atténuera les effets destructeurs sur la
cabine.
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Il est possible de donner aux caissons 11 différentes
formes.
Les figures 3a et 3b montrent un autre exemple de
réalisation dans lequel on dispose de part et d'autre du
véhicule un seul caisson 11 mais ayant une longueur
sensiblement égale à celle de la plaque de blindage 10.
Pour donner au caisson 11 ses caractéristiques de
rigidité/déformabilité lui permettant d'assurer sa fonction
d'atténuation des chocs, on dispose à l'intérieur de celui ci
des cloisons 17 parallèles aux parois 12a,12b (ici quatre
cloisons). Les cloisons 17 seront par exemple soudées aux
parois supérieures 13 et inférieure 14 du caisson.
Les figures 4a et 4b montrent un autre mode de
réalisation dans lequel on met en uvre trois caissons 11 qui
/5 sont tous solidaires d'une même paroi inférieure 18.
Il n'est alors pas nécessaire de prévoir une paroi
inférieure 14 spécifique à chaque caisson 11. Les parois
latérales 12a,12b et supérieure 13 forment ainsi une
structure en U qui sera par exemple soudée à la paroi commune
18. Lors de l'initiation d'une mine, le choc reçu par la
plaque de blindage 10 sera donc transmis à la paroi 18 qui
assurera une répartition de ce choc sur les différents
caissons 11.
Avec un tel mode de réalisation les caissons 11 sont
disposés à distance les uns des autres. Deux caissons voisins
11 sont ainsi séparés par un espace 19.
Ces espaces 19 peuvent être mis à profit pour constituer
des zones de rangement utilisables par l'équipage du
véhicule.
Ces espaces 19 peuvent aussi permettre de loger des
organes du véhicule, par exemple un silencieux d'échappement
ou des batteries.
On notera qu'il serait également possible dans le mode de
réalisation des figures 3a,3b d'utiliser les espaces internes
au caisson 11 (entre les cloisons 17) comme des zones de
rangement.
La figure 4c diffère de la figure 4b en ce que les
caissons 11 sont également fixés à une même plaque latérale
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20 qui est ici perpendiculaire à la paroi inférieure 18. Les
caissons 11, la plaque latérale 20 et la paroi inférieure 18
forment un boîtier 21.
Le véhicule comporte ainsi un boîtier 21 de chaque côté.
Chaque boîtier constitue un ensemble compact incorporant les
caissons 11 assurant l'amortissement de l'onde de choc
transmise par la plaque de blindage 10. La plaque latérale 20
constitue un autre élément déformable qui complète les
caissons 11. Elle permet aussi de fournir une fermeture du
/0 boîtier qui isole les espaces internes 19 de l'extérieur du
boîtier. On prévoira avantageusement des ouvertures dans la
plaque latérale 20 qui porteront des couvercles de fermeture
permettant d'accéder aux espaces de rangement internes 19.
La figure 5 diffère du mode de réalisation précédent en
/5 ce que les caissons 11, groupés en boîtiers 21, comportent
une plaque latérale 20 qui forme un angle par rapport à la
plaque de blindage 10.
Une telle disposition donne une forme globale de
déflecteur au dispositif 9, forme assurant une déviation du
20 souffle reçu d'une mine lorsque cette dernière est voisine
d'un des rebords de la plaque de blindage 10.
Par ailleurs on voit sur la figure 5 que chaque boîtier
21 est positionné de telle sorte qu'il comporte un rebord
supérieur plan 22 qui s'étend vers l'extérieur du véhicule
25 au-delà de la cloison latérale 2a,2b.
Ce rebord 22 est ici formé par une partie de la paroi
supérieure 13. Il constitue un marchepied permettant de
faciliter l'accès au véhicule.
La figure 6 montre un autre mode de réalisation des
30 boîtiers 21 selon l'invention. Suivant ce mode la plaque
latérale 20 de chaque boîtier est là encore inclinée par
rapport à la plaque de blindage 10.
On voit sur la figure 6 que la paroi inférieure 18 porte
deux rangées de trous pour permettre la fixation de la plaque
35 de blindage (non représentée figure 6). Par ailleurs les
parois supérieures 13 (13a,13b et 13c) des caissons portent
des trous pour le passage des vis de fixation du dispositif
sur la cabine.
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On remarque que dans ce mode de réalisation les caissons
11 n'ont pas tous la même forme. Les caissons d'extrémité lia
et llc comportent des parois latérales 12a,12b qui ne sont
pas parallèles. Au moins une paroi (12a) est cependant
toujours perpendiculaire à la paroi inférieure 18 (et à la
plaque de blindage). L'autre paroi 12b est légèrement
inclinée par rapport à la paroi inférieure 18. Une telle
disposition a pour objet d'adapter les formes externes des
caissons avant llc et arrière lia (donc du boîtier 21) à la
structure du véhicule. Les parois 12a et 12b assurent
néanmoins une résistance à la déformation pour les caissons
considérés.
On remarque également sur cette figure que les caissons
11 comportent au niveau de certaines de leurs parois
latérales 12 une ouverture 24. Ces ouvertures permettent
d'assurer un allègement de la structure des boîtiers et
donnent par ailleurs un accès aux vis de fixation permettant
de solidariser les faces supérieures 13 des caissons et la
cabine du véhicule.
On voit sur cette figure que les plaques latérales 20
comportent des ouvertures donnant accès à l'espace 19
séparant les caissons 11. Ces ouvertures sont obturées par
des trappes 22 dotées de charnières et de moyens de fermeture
non représentés. Les espaces 19 forment ainsi des casiers de
rangement. On voit enfin sur la figure 6 que chaque boîtier
21 comporte ici un rebord supérieur 22 qui complète la
fermeture des espaces 19. Ce rebord 22 est parallèle aux
parois supérieures 13 des caissons et situé au niveau d'un
plan légèrement en dessous du plan des parois supérieures 13.
Le rebord forme ainsi un marchepied donnant accès à la cabine
du véhicule.
Dans tous les modes de réalisation décrits précédemment
les caissons 11 sont vides. Il est possible à titre de
variante de disposer à l'intérieur d'un ou plusieurs caissons
un matériau déformable pouvant compléter l'absorption de
l'énergie du choc. On pourra par exemple disposer dans les
caissons une mousse déformable, par exemple une mousse
métallique (telle une mousse d'aluminium). On pourra aussi
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disposer dans les caissons 11 du sable ou bien une structure
alvéolaire métallique ou en matériau composite, telle qu'un
nid d'abeille. Il est possible aussi de disposer un matériau
amortissant entre la plaque de protection 10 et la paroi
inférieure 14 et/ou entre la paroi supérieure 13 et le
plancher de la cellule 8.
