La Résistance des Blindages
Le blindage est l'un des facteurs déterminant d'un véhicule blindé sur ses chances de survie en combat et induit stratégiquement son temps d'occupation sur le terrain avant destruction ou dégâts graves. Cette étude simplifiée, mais tout de même assez complète va vous montrer l'étroite relation entre le perforateur et le blindage.
Lorsqu’un projectile percute une plaque de blindage, la résistance de ce dernier est la résultante de quatre force distinctes.Au XIXe siècle, un capitaine de la marine, Jacob de Marre a modélisé les résultats de ses expériences dans une équation. Cette formule est à la base de la théorie de la résistance des blindages.
Pour Jacob de Marre, l’énergie cinétique nécessaire pour percer un blindage est fonction essentiellement du diamètre du projectile, de l’épaisseur de la plaque et de sa résistance mécanique. Cette théorie est aujourd’hui toujours valable pour des projectiles classiques cylindra-coniques et à des vitesses à l’impact de l’ordre de 1000 m/s.
En aucun cas cette formule n’est applicable pour les obus à charges creuses. On a vu que l’énergie cinétique est déterminée par la vitesse et la masse du projectile soit : mv²
La vitesse étant portée au carré, cela signifie que si la vitesse double, l’énergie totale est multipliée par 4.
En d’autre terme, l’idéal pour percer une épaisse cuirasse est d’envoyer des projectiles lourds à très haute vélocité.
La résistance du blindage s’exprime par rapport à l’énergie cinétique du projectile qui le frappe. Tout est fonction de vitesse et de freinage. Autrement dit, l’obus est arrêté seulement s’il est suffisamment freiné par le blindage.
La résistance du blindage est liée à l’énergie cinétique du projectile, ainsi on obtient la formule suivante :
mv² = kd³ ( e/d ) ᶰ
«e» représente l’épaisseur du blindage
«d» représente le diamètre du projectile
«k» correspond à une constante qui est propre aux matériaux utilisés pour produire tant le blindage que le projectile.
Il variera donc logiquement en fonction de l’obus(avec ou sans thungtsen) et du métal qui compose la protection ( maintenant on ajoute une couche d'uranium appauvrie qui est très dur).
Cette constante caractérise 2 des 4 forces qui permettent au blindage de résister.
L’une est
la force de frottement qui s’oppose à l’avance du projectile dans l’orifice qu’il a crée. Cette effet est à l’origine de 30% de la résistance du blindage.
D’autre part, l’obus doit écarter les molécules de métal constituant le blindage. Plus les molécules sont lourdes, plus elles sont difficiles à déplacer. C’est la raison pour laquelle les chars modernes utilise de l’uranium appauvri pour leur protection, qui augmente la densité du blindage. Dans le total,
l’inertie moléculaire représente 5% de la résistance d’un blindage.
Les importances relatives du diamètre et de l’épaisseur dans le résultat final dépendent beaucoup de l’exposant «n» qui peut varier de 1 à 4.
Il représente la force principale d’un blindage :
la force de mandrinage.
Elle est matérialisée par l’opposition des molécules de la cuirasse à leur écartement pour laisser passer l’obus.
Elle équivaut à 50% de la force faisant obstacle à la pénétration de la pointe cinétique. Cette force diminue si l’épaisseur devient insuffisante. En effet, si l’obus peut déboucher de l’autre coté, il ne doit plus déplacer les molécules sur le coté mais simplement les enfoncer suivant son axe de progression. Dans ce cas, la résistance totale est influencée par l’épaisseur de la protection plus que le calibre de la munition.
Si la vitesse est insuffisante pour perforer, la valeur «n» diminue et c’est maintenant le diamètre qui devient crucial. Plus il sera petit et meilleure sera sa capacité à s’enfoncer dans la matière. Pour résumer, entre deux obus de taille différente mais de même vélocité, ce sera l’obus de plus petit diamètre qui fournira la même pénétration car sa progression déplacera moins de matière.
«n» représente également l’effet de la
résistance hydrostatique, ou force de refoulement. C’est à dire l’opposition à la pénétration. Cette force équivaut aux 15 derniers % de la résistance totale d’un blindage.
Toutes ces forces forment la résistance du blindage, appelé aussi retardation. La valeur de ses composantes varie en fonction de la profondeur d’enfoncement de la tête d’obus par rapport à l’épaisseur. Elle passe par un maximum avant de diminuer fortement à cause de la diminution de la résistance de mandrinage quand l’obus est sur le point de traverser.
Ainsi, dès que 75% de l’épaisseur est enfoncée, la résistance décroît de telle manière que la cuirasse n’apporte pratiquement plus de protection. On peut donc résumer que la valeur réelle d’une blindage n’équivaut qu’à 75% de sa valeur théorique.
Bien sur, en parallèle de la formule de Jacob de Marre, il faut prendre en compte la technologie de conception et d'assemblage. Une carapace moulée offre la meilleure résistance structurelle alors que des plaques rivetées ont plus de chance de subir plus de dégâts voir de même de voir les plaques se désolidariser entre elles en cas d'impact.
Les chars modernes sont technologiquement pensés pour contrer ces 4 forces grâce au blindage composite. Fini l'assemblage de plaques d'acier presque bruts.
Dorénavant, les blindages sont composés des plusieurs couches différentes et offrent chacune des propriétés de protection qui leur sont propres.
Ainsi, la couche externe est enrichi à l'uranium pour contrer l'inertie moléculaire. Les couches intermédiaires alternent entre de l'acier et de la céramique pour augmenter la résistance à l'avancement et à l'écartement. Enfin, la couche interne est composée d'un matériaux anti-éclatement. La valeur des 75% du blindage théorique est alors dépassée grâce à cette dernière couche.
A cela il ne faut pas oublier la capacité du blindage notamment incliné à faire ricocher la munition.
