Matériaux balistiques utilisés pour fabriquer un gilet pare-balles
Un gilet pare-balles n’est pas « qu’un simple » gilet ; il s’agit d’un vêtement blindé balistique fabriqué dans le monde entier à partir de certains matériaux pour garantir sa résistance aux balles.
Ce guide explore les différences entre l’aramide et l’UHMWPE, en mettant en avant les matériaux balistiques les plus reconnus et utilisés aujourd’hui.
Les matériaux utilisés dans un gilet pare-balles déterminent sa flexibilité, son épaisseur, son poids et les types de balles qu’il peut arrêter. Par conséquent, choisir le bon gilet peut sembler intimidant, car il peut être difficile de s’y retrouver et de savoir quelles options répondent le mieux à vos besoins.
Cependant, tous les gilets pare-balles ont une caractéristique commune, à savoir qu’ils doivent être capables d’arrêter le même type de cartouche, qu’ils soient fabriqués selon :
- American NIJ (National Institute of Justice: 0101.04 and 0101.06 with Levels IIA, II and IIIA)
- German Standard (German Schutzklasse Standard Edition 2008, Level SK1-SK2)
- British Standard (HOSDB Standard, Level HG1 / A, HG1 and HG2).
Les normes susmentionnées concernent toutes les gilets pare-balles souples.
Avant de parler des différents matériaux pare-balles, il est essentiel de comprendre ce qui les distingues les uns des autres. Deux d’entre eux sont majoritairement utilisés dans les vêtements blindés.
L’UHMWPE (polyéthylène à très haute masse moléculaire)
Le premier matériau est l’UHMWPE, un polyéthylène à poids moléculaire ultra élevé, issu d’un processus de polymérisation chimique au cours duquel des monomères sont transformés en polymères.
L’UHMWPE est TRÈS résistant pour son poids et présente une haute résistance aux armes à feu, comme aux objets tranchants et pointus. L’UHMWPE n’est pas seulement utilisé dans les gilets pare-balles et pare-couteaux, mais aussi dans certains vêtements, dans les lignes de pêche, les gants résistants aux coupures, les conteneurs aériens, les équipements sportifs, etc.
Principales propriétés de l’UHMWPE :
- haute résistance à l’usure
- grande légèreté d’une résistance incroyable
- conservation de sa résistance, même après avoir été exposé aux rayons UV
- haute résistance aux produits chimiques liquides
- excellente conservation de ses propriétés balistiques, aucune friction interne
Plusieurs fabricants produisent l’UHMWPE sous des marques reconnues telles qu’Endumax de Teijin, Dyneema de DSM ou encore Spectra Shield, Gold Shield et Gold Flex de Honeywell.
En parallèle, de nombreuses marques moins connues produisent également de l’UHMWPE pour des gilets pare-balles.
Dyneema de Avient
Le Dyneema est l’un des matériaux polyéthylène les plus utilisés dans les gilets pare-balles. Selon Avient, le Dyneema est jusqu’à 15 fois plus résistant que l’acier et 40 % plus résistant que les fibres d’aramide si l’on tient compte de son rapport résistance/poids. Avient propose une gamme de fibres Dyneema, chacune avec des propriétés uniques adaptées à différentes applications.
- La technologie Dyneema Force Multiplier est utilisée dans les gilets pare-balles et pare-couteaux (gilets multifonctions).
- En ce qui concerne les plaques balistiques, casques et boucliers, on utilise la technologie Dyneema HB212, HB210, HB80, HB56, HB50, HB26 et HB2.
- Pour les vêtements blindés, on utilise les matériaux SB117, SB115, SB71, SB51, SB34, SB31, SB28 et SB21.
Comme vous pouvez le constater, il existe de nombreuses options pour ce matériau, ce qui signifie que les gilets pare-balles fabriqués en Dyneema peuvent varier considérablement en termes de flexibilité, de poids et d’épaisseur. De nombreux fabricants de vêtements blindés mélangent le Dyneema avec des fibres d’aramide afin d’optimiser la protection balistique.
Par exemple, Protection Group Danmark produit un gilet balistique léger en Dyneema SB71 qui pèse seulement 4,5 kg par mètre carré. Il en résulte des inserts balistiques pour un grand gilet ne pesant que 1,24 kg. Cependant, le Dyneema SB71 est relativement rigide et manque de flexibilité par rapport à d’autres types de Dyneema comme le SB115 qui est le plus léger et le plus flexible, bien qu’il soit aussi très coûteux.
Cela signifie également que le Dyneema est souvent mélangé avec des aramides pour produire un gilet pare-balles à la fois flexible et léger.
Honeywelle nous en propose un bon exemple avec ses fibres Gold Flex et Gold Shield fabriquées à partir de sa propre fibre UHMWPE et de Kevlar. Ce gilet pare-balles contient des fibres d’aramide et d’UHMWPE, bénéficiant ainsi des propriétés uniques de ces deux matériaux pour offrir flexibilité, légèreté et résistance aux balles.
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L’aramide
L’aramide est une fibre synthétique créée dans les années 1960 par Stephanie Kwolek. Cette fibre est surtout connue grâce au Kevlar de DuPont, la première entreprise à commercialiser un gilet pare-balles, suivi du Twaron de Teijin. L’aramide est couramment utilisé dans les gilets pare-balles et pare-couteaux en raison de sa résistance et de sa flexibilité exceptionnelles. Il a démontré sa stabilité et sa fiabilité au fil des années, ce qui en fait un choix de confiance pour les vêtements blindés.
Les principales caractéristiques de l’aramide sont les suivantes :
- haute résistance
- bonne résistance aux agents chimiques
- aucune conductivité
- aucun point de fusion
- bonne résistance aux températures élevées et aux coupures
- fragilité aux UV et aux acides
Deux types d’aramide différents sont utilisés pour les gilets pare-balles : l’aramide UD (unidirectionnel) et l’aramide tissé.
L’aramide unidirectionnel se compose de 2 à 4 couches de fibres d’aramide disposées dans une configuration 0°/90° ou 0°/90°/0°/90°. L’aramide UD est généralement un peu plus rigide que l’aramide tissé ; cependant, ce matériau présente l’avantage d’être solide et léger.
Les aramides tissés sont des tissus fabriqués de manière plus traditionnelle. Il existe de nombreuses méthodes de tissage différentes qui ont un impact sur la résistance et le poids du matériau. L’aramide tissé est souvent très flexible et peut stopper des tirs à bout portant.
L’aramide UD et l’aramide tissé sont fabriqués à partir de fils de Kevlar de DuPont, d’aramide Twaron de Teijin ou d’Artec de Pro-Systems S.p.A.
L’aramide tissé est souvent bien plus flexible que l’aramide UD et peut se plier dans plusieurs directions, tandis que l’aramide UD est plus rigide. (Il existe évidemment une disparité de la qualité entraînant des niveaux de flexibilité différents de l’aramide UD, comme l’UD42 de Teijin, un aramide UD extrêmement flexible qui s’adapte immédiatement à la forme du corps de l’utilisateur.)
Il est important de comprendre qu’il est possible d’acheter le matériau pare-balles fini sous les marques Teijin et Kevlar, ou de se procurer leur fil pour développer ensuite son propre aramide UD ou tissé.
Chez Protection Group Danmark, nous avons utilisé l’aramide UD de Teijin, car il permet de créer l’un des gilets pare-balles en aramide les plus fins et les plus flexibles du marché, avec un poids de 5,5 kilos par mètre carré (1,5 kilo pour une taille L) et une épaisseur de seulement 6 mm. L’aramide UD est très flexible et parfait pour les solutions de gilet pare-balles dissimulables.
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Aramide Kevlar de DuPont
Le Kevlar est l’aramide le plus connu et le plus utilisé au monde. La plupart des gens reconnaissent le terme « Kevlar » et l’associent généralement aux produits pare-balles en raison de sa réputation concernant sa résistance et ses propriétés protectrices. Cependant, cette fibre est également utilisée dans les avions, les navires, les pièces automobiles (pneus), les pièces de moteur, les freins, diverses industries nécessitant le port de gants et maillots anti-coupures ou de vêtements ignifuges, etc.
Le Kevlar est généralement plus flexible que l’UHMWPE et existe en différentes qualités. Cette diversité provient du fait que de nombreux fabricants achètent la fibre brute et la tissent selon leurs propres designs, engendrant une large gamme de qualités. Par conséquent, la gamme de vêtements blindés s’étend d’un Kevlar filé en Chine de qualité inférieure à un Kevlar filé en Europe de qualité supérieure.
Kevlar XP est l’une des solutions phares de DuPont et, selon la société, cette solution réduit la back face deformation (BFD) jusqu’à 15 % et le poids total d’au moins 10 % par rapport aux solutions aramides similaires. Le Twaron de Teijin ressemble beaucoup au Kevlar, car Teijin propose également des fils et des solutions développées en interne.
Teijin a développé la doublure Twaron LFT-AT/AT flex, une solution BFS qui ajoute une à deux couches AT flex et réduit ainsi la BFD jusqu’à 40 %. Cet aramide peut être combiné, par exemple, avec du Dyneema, du Kevlar ou du Spectra pour obtenir une solution fine et flexible avec une faible BFD.