Abstract :
[fr] On constate depuis une vingtaine d'années une augmentation significative de l'emploi d'armes non-létales, aussi bien au sein des forces de l'ordre que du côté militaire. L'idée est effectivement séduisante: pouvoir stopper ou neutraliser la cible, sans lui occasionner de blessures graves, ou de lésions permanentes, voire létales. La technologie actuellement prépondérante consiste en le tir d'un projectile, généralement très déformable, à l'aide d'un lanceur pneumatique ou d'une arme à feu classique, à des vitesses de l'ordre de 100 m/s. L'impact provoque une douleur, qui amène à la neutralisation ou à l'obtempération de la cible.
En pratique, on constate que ces armes provoquent néanmoins des blessures graves et même létales, d'où la nécessité de mettre au point des méthodes d'évaluation avant leur mise sur le marché. Les impacts au niveau du thorax, zone d'impact prépondérante, sont caractérisés par des lésions plus importantes que pour d'autres parties du corps, à l'exception de la tête qui n'est jamais visée. Les lésions observées consistent en des blessures provoquées par un impact non-pénétrant, ou en la pénétration du projectile dans l'organisme.
Une étude de la littérature sur le sujet oriente cette recherche vers les résultats obtenus à l'Université de Wayne State, par le professeur C. Bir. Ainsi, le critère lésionnel de l'impact non-pénétrant étudié dans cette thèse sera le (VC)max, même si la méthode mise en place est adaptable à tout autre critère. Par ailleurs, l'étude de la pénétration de la peau s'inspirera d'un modèle anthropomorphique ou "surrogate", également développé par C. Bir.
La méthode d'évaluation proposée dans ce travail combine des mesures expérimentales et des simulations numériques. La présente thèse s'intéresse exclusivement à l'aspect expérimental, l'aspect numérique faisant l'objet d'une autre thèse développée au département ABAL (Systèmes d'Armes et Balistique) de l'Ecole Royale Militaire.
Les deux tests expérimentaux mis au point consistent en des tirs de projectiles non-létaux respectivement sur une cible supposée infiniment rigide, équipée d'un capteur de force, et sur le "surrogate" susmentionné. Ces deux tests nécessitent l'emploi d'un lanceur pneumatique, développé pour l'occasion, qui permet de tirer l'intégralité des projectiles aux vitesses voulues. Ses caractéristiques inédites apportent entière satisfaction tout au long de l'étude.
L'emploi du "surrogate" ne nécessite qu'une mesure de vitesse avant l'impact, tandis que les mesures réalisées lors du tir sur le mur rigide consistent en une mesure de vitesse avant l'impact, ainsi que de force et de déplacement du projectile pendant l'impact. La mesure de force est effectuée à l'aide d'un capteur piézoélectrique, les deux autres sont réalisées à l'aide d'une caméra haute-vitesse. L'emploi de celle-ci nécessite le développement d'un logiciel de poursuite dédié à l'application de mesures dynamiques d'impacts de projectiles non-létaux. Ce logiciel apporte une flexibilité, une précision et quantité d'information jusque là jamais atteintes.
Les résultats consistent alors en la prise de ces mesures pour six projectiles commerciaux et un projectile en développement. Un énorme effort est fourni pour quantifier les incertitudes de mesure. celles-ci sont calculées grâce à l'emploi du logiciel de poursuite dédié et constituent une originalité supplémentaire de cette thèse. Finalement l'ensemble des résultats expérimentaux sont collationnés et intégrés dans l'approche hybride expérimentale et numérique pour évaluer le potentiel lésionnel de l'impact non-pénétrant et de l'impact pénétrant, à différentes vitesses d'impact, pour le projectile Spartan LE 40 mm de Nobel Sport et le FN303.
Les données obtenues pour ces deux projectiles sont ensuite reliés à des distances de tirs. Trois systèmes d'armes sont alors étudiés: le F2000 pour le projectile 40 mm, et le FN303 et FN303p pour le projectile FN303. Grâce à une étude de dispersion et d'efficacité supplémentaire, les résultats définitifs permettent de dimensionner des distances minimum et maximum d'engagement, qui garantissent un tir sûr et efficace.
