Excellents résultats pour le projet Compabal !

Labellisé par le Pôle Véhicule du Futur, le projet COMPABAL vient de se terminer sur un succès technologique. Il va désormais aborder la phase "marchés". 
Compabal - Composites pour Applications Balistiques - a bénéficié d’une subvention du Ministère des Armées (Régime d’Appui à l’Innovation Duale) avec comme partenaires les sociétés Amefo SAS, Saint-Gobain CREE et le Laboratoire de Photochimie et d’Ingénierie Macromoléculaires de l’Université de Haute-Alsace.

Contexte du projet

L’amélioration, le renforcement et l’allègement de la protection balistique sur les véhicules terrestres qu’ils soient civils ou militaires deviennent une préoccupation grandissante pour les utilisateurs. 
En effet, aujourd’hui les véhicules terrestres peuvent être exposés à des menaces croissantes en fonction des missions pour lesquelles ils sont utilisés. En parallèle, les véhicules sont soumis à des contraintes de poids de plus en plus exigeantes ce qui nécessite de développer des sur-blindages allégés appliqués sur les structures blindées des véhicules, voire parfois des blindages "standalone", c’est-à-dire qui assurent la fonction balistique à eux seuls, sans structure métallique blindée.

Un pré-imprégné thermoplastique conformable en 3D  

Pour augmenter le taux de couverture balistique, beaucoup de blindages multi-courbures sont demandés par les constructeurs de véhicules. La protection d’équipements spécifiques tels que les radômes et antennes embarquées nécessite également l’emploi de blindages multi-courbures. Les tissus pré-imprégnés présents sur le marché étant difficiles à conformer en 3D, des découpes sont nécessaires, ce qui induit des zones de faiblesse balistique.
Aussi, certains tissus pré-imprégnés à base de résine phénolique ou époxy relarguent des composés organiques volatiles (COV) dans les habitacles. Ce phénomène est d’autant plus préoccupant dans les véhicules protégés, car le volume de leur habitacle est très faible, la concentration de ces COV augmente donc rapidement. Dans les domaines des pièces composites automobiles et aéronautiques, l’usage de résines thermoplastiques haute performance s’est généralisé. Le développement d’un pré-imprégné thermoplastique conformable en 3D et adapté à ces contraintes est donc nécessaire.

Des protections céramiques et composites thermoplastiques

La composition des systèmes de protection balistique est fonction du type de menace. Pour lutter contre les menaces non perforantes, des protections composées intégralement de composites à matrice polymère peuvent suffire. En revanche, pour faire face aux menaces perforantes, des solutions céramiques avec un backing en composite thermoplastique doivent être développées. Actuellement, une majorité des céramiques utilisées se présentent sous forme de petits éléments assemblés en mosaïque. Afin de faciliter la mise en oeuvre et aussi dans l’optique d’augmenter le taux de couverture balistique, notamment pour les géométries 3D, des solutions monolithiques apporteraient un net avantage.
Les radômes sont aussi des cibles vulnérables pour les véhicules militaires. Actuellement, aucun matériau acier, aluminium ou composites balistiques n’est en mesure de les protéger tout en permettant la bonne transmission des ondes. Il est donc stratégique de développer des protections céramiques et composites thermoplastiques transparentes aux ondes utilisées par les radômes.

D’excellents résultats

Débuté en septembre 2020, ce projet Compabal présente d’excellents résultats, tant au niveau de la céramique développée par St Gobain que celui du préimprégné mis au point par le LPIM, laboratoire de l’Université de Haute-Alsace.
A son terme, Compabal a permis le développement de produits innovants optimisés avec un gain de poids par rapport aux références disponibles actuellement sur le marché.

• Du côté de Saint Gobain, ce projet a permis de travailler sur la composition et la mise en oeuvre de nouvelles solutions allégées par rapport aux produits standards permettant de réduire les effets de bord et de faciliter la mise en oeuvre entrainant un gain de temps pour l’intégrateur.
• Pour le LPIM et sa plateforme EPPC (European Platform of Photo Composites), un nouveau préimprégné permettant de réaliser des solutions de protections balistique polyvalente.
• En ce qui concerne Amefo, l’intégration des produits développés par les partenaires a été réalisée sans difficultés permettant d’alléger les solutions références du marché, et des protections balistiques 3D ont réalisées et testées avec succès en une seule pièce sans découpe ni drapage préalable.

Les marchés visés

Le potentiel de marchés est conséquent. Il va des véhicules de transport de fonds aux véhicules de police ou encore la protection anti-mines et éclats des planchers et tunnels de transmission et la protection des radômes et antennes. Amefo se positionne comme un fournisseur français, majeur pour l’Armée. 

Présentation des partenaires

AMEFO, porteur du projet 

Fondée en 1948, Amefo emploie 60 personnes sur son site de Chambilly (71), et a réalisé en 2023 un chiffre d’affaires de 10M€. Amefo dispose au total d’une superficie de production couverte de 20 000 m2. AMEFO est spécialisé en mécanosoudure dans les véhicules blindés et en protection balistique fibreux ou à base de céramique.
Amefo dispose d’une équipe Recherche et Développement spécialisée en blindage composite. Cette équipe conçoit, dimensionne et teste des solutions Stanag 4569 de niveaux 1 à 4, en toute autonomie de sa maison mère, et sous habilitation Défense Spécial France. Son atelier de fabrication composites a une superficie de 1200m². Cet atelier produit à la fois les cibles de R&D, les prototypes et la série.
Les procédés utilisés sont variés : découpe de tissus automatisée, pressage de panneaux composites (plans et 3D), cuisson sous vide de sur-blindages en céramique, pressage d’hybrides métal-composite et finition.

La société Amefo dispose également de moyens humains et matériels très importants de production dans le domaine de la transformation des métaux et la mécanosoudure complexe d’acier et aluminium blindés. Ce savoir-faire peut être utilisé conjointement avec les produits composites. Lire+

Laboratoire de Photochimie et d’Ingénierie Macromoléculaires, LPIM  

Fondé en 2010, le Laboratoire de Photochimie et d’Ingénierie Macromoléculaire (LPIM) emploie 10 enseignants-chercheurs permanents au sein de l’UHA. Le LPIM est spécialisé dans l’étude des matériaux polymères : copolymères, les polymères hyper-ramifiés, les biopolymères, les développements de matrices pour matériaux composites, les revêtements fonctionnels et l'étude des propriétés de surface (réparation, adhésion / anti-adhésion, usure) de matériaux polymères qui sont explorés grâce à un ensemble d’équipements de pointe très complet.
La forte activité contractuelle du laboratoire lui permet de mobiliser des moyens importants sur des thématiques élaborées en collaboration avec les partenaires industriels. 
Du fait de cette structure "atypique", le LPIM a fait le choix de pousser plus loin que toute autre la valorisation et l’innovation avec le privé, des PME, essentiellement régionales, à de grands groupes. Lire+
Pour la réalisation de ce projet, le LPIM s’est appuyé sur sa plateforme composites EPPC (European Platform of Photo Composites) dont il dépend. Lire+

Saint-Gobain CREE,  Centre de recherches et d’études européen

Fondé en 2003, Saint-Gobain CREE emploie plus de 200 personnes sur son site de Cavaillon (84). Il apporte son expertise sur de nombreux projets de recherche sur les matériaux minéraux, céramiques et réfractaires : formulation, synthèse et conditionnement des matériaux, caractérisation des produits et de leurs comportements en service, mise au point des procédés de fabrication. Les produits, sous la forme de poudres, grains et composants usinés, sont destinés à des applications de haute technologie tels que la production, l’économie d’énergie et la défense. Lire+