Comment des matériaux récemment découverts pourraient révolutionner les protections pare-balles que nous connaissons.

Des armures et côtes de mailles du Moyen-Âge en passant par les plastrons d’acier et les gilets capitonnées, les équipements et les matériaux utilisés pour protéger le corps humain des agressions armées ont beaucoup évolué. Aujourd’hui, le gilet pare-balles est essentiellement destiné à protéger le dos, l’abdomen et le thorax en absorbant l’impact d’un tir d’arme à feu. Autrement dit, les protections modernes arrêtent les projectiles en absorbant leur énergie cinétique en la redistribuant sur le corps et en déformant la munition.

Pour éviter la perforation des balles, les gilets doivent donc posséder une haute capacité d’absorption et de résistance aux chocs. Il leur faut aussi renfermer une excellente durabilité face à la chaleur. De même, plus ces protections seront légères et souples et plus l’utilisateur pourra préserver sa mobilité et son confort.

Depuis les années 70, des nouvelles méthodes de fabrication et des matériaux comme les fibres para-aramides type Kevlar et Twaron et les fibres polyéthylènes à haute résistance comme le Dyneema permettent de créer des gilets de protection efficaces. Ils sont classés en quatre standards de performance ; le quatrième étant le plus efficace, notamment grâce à l’ajout de plaques balistiques de métal ou de céramique glissées sur le thorax et le dos, mais aussi le plus lourd  …

Autre problème, les gilets pare-balles actuels ne peuvent pas encore emmagasiner totalement l’énergie de l’impact d’une balle. Conséquences, les utilisateurs portent souvent des hématomes aux endroits des impacts. Ils peuvent parfois souffrir de répercussions plus graves encore : hémorragies internes, déchirures des tissus ou encore fractures des côtes.

Des professionnels des équipements de sécurité de haute performance comme Arsha Consulting assurent en veille constante sur l’évolution des technologies afin de proposer des solutions de protections maximales à des coûts toujours compétitifs.

Petit tour d’horizon des technologies qui pourraient bien révolutionner les gilets pare-balles de demain.

Le graphène

Découvert en 2004, le graphène existe à l'état naturel dans le graphite que l'on utilise couramment dans les mines de crayons. On l’obtient facilement en séparant les feuillets du graphite.

En 2010, deux physiciens de l’Université de Manchester reçoivent le prix Nobel pour les expériences menées sur ce matériau d’avenir. Non seulement il est conducteur d’électricité et de chaleur mais il est le matériau le plus résistant et le plus mince au monde. Selon le professeur James Hone de l’Université de Columbia : ‘Il faudrait le poids d’un éléphant, en équilibre sur un crayon, pour passer à travers une feuille de graphène de l’épaisseur d’un film alimentaire.’

Cent fois plus fort que l’acier, prodigieusement mince et léger, ce super matériau intéresse de nombreux secteurs notamment celui des protections pare-balles.

Des chercheurs de l'Université du Massachusetts ont réalisé des tests balistiques à petite échelle. En étudiant la réaction de la matière lors de l'impact au microscope électronique, les chercheurs ont constaté que le graphène dissipait l'énergie en s'étirant sous la forme d'un cône avant de rediriger la force vers l'extérieur du point d'impact. Ses capacités de résistance et d'élasticité lui permettraient d'absorber des impacts en moyenne 9 fois supérieurs à ceux de l'acier.

Pour le moment, il est impossible de réaliser des tests à l’aide d’armes à feu mais les résultats sont prometteurs et pourrait permettre de proposer des équipements beaucoup plus souples et légers.

Le nanotube de carbone

En 1991, le chercheur japonais Sumio Lijima déclenche une révolution dans le secteur des matériaux en découvrant les nanotubes de carbone.

Ultrasouples, ces tubes minuscules, quatrième forme du carbone à l'état pur, constituent la substance la plus dure jamais observée. Les applications sont innombrables et des chercheurs de l’Université de Sydney ont prouvé la résistance de ce matériau à l’impact d’une balle, suggérant l’intégration de fibres de nanotube de carbone dans des textiles de protection.

Et, c’est désormais chose faite. Garison Bespoke, un couturier canadien réalise des costumes trois pièces pare-balles à l’aide de six feuilles de ces nanotubes, glissées dans les doublures des vestes. Particulièrement légers, les nanotubes de carbone permettent une protection ultra-discrète contre des coups de poignards et des balles de petits calibres.

Costume de James Bond ou bouclier moderne, léger et résistant … Il est maintenant permit de rêver.

La technologie Shear-Thickening Fluid (STF, liquide d’épaississement sous cisaillement fluide) ou l’armure liquide

Des fluides légers et discrets placés dans des sachets spéciaux, intégrés dans un gilet, qui se transforment en armure solide au moment d’un impact de balle ? Non ce n’est pas de la science-fiction. En Pologne, les scientifiques de l’Institut technologique Moratex ont mis au point le liquide Shear-Thickening Fluid qui a la faculté de se transformer en un solide offrant une meilleur protection encore que le Kevlar.

Ce liquide est appelé liquide non newtonien. Contrairement aux liquides newtoniens ordinaires tels que l’eau, qui ne changent de structure que selon la température ou la pression, les liquides non newtoniens changent de viscosité selon la contrainte mécanique. En d’autres termes, ce fluide durcit lors d’un impact en raison de l’augmentation de la température, par exemple, lors de l’arrivée d’une balle à grande vitesse.

Encore plus fort, si une grande surface du liquide devient solide lors de l’impact, cela disperse l’énergie du choc, ce qui signifie que les balles sont moins susceptibles de ricocher, mais aussi que le porteur ressent moins d’impact.

Et l’équipe polonaise n’est pas la seule à transformer des substances gélatineuses en armure de survie. D’autres pays travaillent sur des procédés de transformation similaire, comme l’armée américaine qui fabrique une armure liquide basée sur une nanotechnologie capable de se durcir en quelques millisecondes lorsqu’elle est soumise à un champ magnétique ou électrique.

Les costumes de super-héros pourraient bien devenir banals …

La soie d’araignée

Cinq fois plus résistant que l’acier, beaucoup plus extensible que le nylon, les araignées produisent les plus solides des fils confectionnés par des organismes vivants. Il est plus résistant, plus souple et bien plus léger que le Kevlar, par exemple. Le chercheur Ann Terry explique dans un entretien à la BBC : ‘c’est la matériau le plus performant pour absorber l’énergie. En l’augmentant en proportion et si son épaisseur est de 5 cm alors une toile d’araignée pourrait arrêter un Boeing 747 lancé à pleine vitesse.’

De telles propriétés trouvent des applications dans de nombreux domaines et le monde militaire se penche depuis quelques années sur la fabrication de gilets pare-balles en soie d’araignée. Problème, l’élevage des araignées est une mission fastidieuse car peu sociables, nos arachnides s’entredévorent dès qu’elles sont éloignées de leur milieu naturel.

La solution est donc de trouver les moyens de produire cette soie de manière artificielle. L’espoir vient d’une PME allemande, AMSilk qui a réussi a modifié le génome d'une bactérie en introduisant un gène d’araignée. La bactérie sécrète alors une protéine permettant la production des fameux fils en soie, rebaptisés Biosteel. Il reste des tests à effectuer et quelques points d'interrogation quant à la longévité et à la capacité d’une telle soie à résister à de grandes chaleurs. Ce qui est certain cependant, c’est que les individus revêtus de ces gilets seraient beaucoup plus mobiles.

 Des technologies d’un futur pas si éloigné qui montrent combien les gilets pare-balles de demain pourraient devenir encore plus légers et performants au service de celles et ceux dont le métier et de protéger les autres.

Amélie Weigel | Journaliste - Arsha Consulting

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