COMPOSITE OBTENU

Domaine technique

La présente invention concerne un renfort textile pour fabriquer tout ou partie d’un matériau composite, ledit renfort textile comportant un complexe textile réalisé en trois dimensions 3D, défini par une surface principale en deux dimensions XY et une épaisseur formant la troisième dimension en Z, l’épaisseur dudit complexe textile étant obtenue par des fils transversaux s’étendant des deux côtés de ladite surface principale. L’invention concerne également un matériau composite comportant un empilement d’au moins deux renforts textiles liés entre eux par une matrice thermofusible après assemblage sous pression à chaud.

L’invention s’intéresse à tout type d’application nécessitant de renforcer une structure quelconque ou une jonction entre des éléments assemblés. Elle s’intéresse notamment au domaine de la protection balistique en proposant un matériau composite particulièrement résistant aux impacts de projectiles.

Le domaine de la protection balistique couvre entre autres la protection du combattant débarqué : soldat, force de l’ordre, et du combattant embarqué : blindage de véhicules terrestres, navals et aéroportés, sans que cette liste ne soit exhaustive. La protection balistique consiste à arrêter un ou plusieurs impacts de projectiles, tels que des balles, des fragments de matériau à haute énergie cinétique, ou de tout autre corps projeté par une arme. La protection balistique peut se présenter sous différentes formes, telles que des plaques composites en céramique, des doublures anti-fragment, des plaques de protection balistique en métal, ou similaires, dans des gilets pare-balles, des casques, des gants, etc. Les matériaux composites combinent au minimum deux constituants. Ils sont généralement constitués d'une structure textile composée de fibres conférant les propriétés mécaniques, appelée renfort, et d'un liant permettant de lier les fibres entre elles, de les protéger de l'environnement, et de maintenir en forme la structure textile, appelé matrice.

Technique antérieure

Dans le domaine particulier de la protection balistique, les matériaux composites sont déjà largement utilisés. Il existe un premier exemple de matériau composite dit en deux dimensions (2D). Il est constitué d’un empilement de couches de renfort bidimensionnelles en XY avec une alternance entre les couches de renfort, d'une matrice thermoplastique ou thermodurcissable, généralement sous la forme d’un film. Les couches de renfort sont de type toile, sergé, unidirectionnel (UD) dans lequel les filaments des couches de renfort sont parallèles les uns aux autres sans liage spécifique, etc. Cet empilement est ensuite pressé à chaud pour lier les couches de renfort entre- elles par fusion ou polymérisation de la matrice. Le matériau composite obtenu a l’inconvénient de se délaminer fortement après un premier impact, c’est-à-dire de perdre la cohésion entre les différentes couches de renfort. Il perd alors sa capacité à stopper efficacement un second impact dans la zone où il a été endommagé.

Pour pallier ces problèmes de délaminage, il existe un deuxième exemple de matériau composite de type interlock (2,5D), comme décrit dans la publication US 2010/183836 AL II est constitué d’une structure textile dans laquelle les couches de renfort sont liées entre elle par certains fils de chaine et/ou certains fils de trame évoluant dans l'épaisseur Z de la structure. Avec cette solution, le taux d'endommagement du matériau composite est effectivement réduit, mais au détriment de la performance balistique, puisque la dissipation de l’énergie cinétique en ondes transversales est moins efficace. Dans un troisième exemple de matériau composite, pour conserver une bonne performance balistique du type de celle des matériaux composites 2D, tout en diminuant l'endommagement du matériau composite après un premier impact des matériaux composites 2,5D, les couches de renfort bidimensionnelles en XY sont cousues entre elles par des fils de couture en Z, le plus souvent au moyen d’un motif en carré, rectangulaire, ou losange. Cependant, après pressage à chaud des couches de renfort pour réaliser le matériau composite, les fils de couture sont détendus et donc moins efficaces. Cette solution est généralement utilisée pour la réalisation de protections balistiques souples 100% textiles, c’est-à-dire sans matrice. Un autre inconvénient de cette solution réside dans le fait de coudre les couches de renfort entre elles, puisqu’on traversant les couches de renfort, l'aiguille de couture a tendance à couper certains filaments. Ainsi la structure textile est fragilisée et sa performance balistique réduite.

Il existe encore une autre solution décrite dans la publication US 4,888,228 A d’un matériau composite 3D conçu pour améliorer la résistance à la séparation des couches. Il comporte des couches de renfort constituées de textiles tuftés, dont les touffes sont formées de fibres en Z. Le procédé de fabrication consiste alors à déposer une couche de liant sur chaque couche de renfort pour former des plis, à empiler les plis, et à appliquer de la chaleur et une pression pour transformer le liant en une matrice qui sature les plis. Cependant, le fait d’étaler une couche de liant sur les couches de renfort a pour effet d’aplatir les fibres en Z et d’empêcher l’interpénétration de ces fibres avec celles des couches de renfort adjacentes. Le résultat est un ancrage mécanique insuffisant dans la jonction entre les couches de renfort.

A l’heure actuelle, il n'existe pas de solution technique permettant d’améliorer efficacement la résistance multi-impact des matériaux composites. La solution préférée reste à ce jour le matériau composite 2D combiné à des variantes de réalisation des couches de renfort qui le compose, telles que des couches unidirectionnelles (UD). La recherche d’un compromis entre l’endommagement du matériau composite et l’absorption d'énergie est donc difficile à trouver.

En outre, dans un autre domaine technique qui est celui de l’assemblage par collage de pièces structurelles, on cherche à améliorer et à renforcer les zones d’assemblage ou les jonctions entre les pièces assemblées en utilisant un insert textile texturé, comme décrit dans la publication WO 2019/081441 de la demanderesse, et dans lequel l’invention peut s’appliquer avantageusement.

Exposé de l'invention

La présente invention vise à pallier ces inconvénients en proposant un nouveau renfort textile capable d’augmenter significativement la résistance dans l’axe Z d’une jonction entre des éléments assemblés, ainsi qu’un nouveau matériau composite obtenu à partir de ce renfort textile, capable d’augmenter significativement le renforcement interlaminaire, permettant ainsi de répondre au compromis entre endommagement et absorption d’énergie, qui soit également capable de résister au multi -impact, en réduisant fortement voire en évitant le délaminage des couches de renfort, tout en maintenant une performance balistique équivalente voire supérieure au matériau composite 2D. L’objectif de l’invention est également la réalisation d’un renfort textile et d’un matériau composite, légers et performants au moyen d’un procédé industriel permettant de répondre aux exigences de production, de reproductibilité et de coût, et en outre d’alléger le soldat ou le véhicule qui en est équipé dans le domaine spécifique de la protection balistique.

Dans ce but, l'invention concerne un renfort textile caractérisé en ce que ledit renfort textile comporte en outre une matrice thermofusible contenue dans au moins une partie desdits fils transversaux. La matrice thermofusible peut représenter 2% à 35% en masse du complexe textile 3D, ou 10% à 95% en masse de ladite au moins une partie des fils transversaux. Elle est avantageusement intégrée dans lesdits fils transversaux par un procédé choisi dans le groupe comprenant le craquage, le filage, le poudrage, le retordage, le guipage, l’enduction. Selon le mode de réalisation, la matrice thermofusible peut se présenter dans une forme choisie dans le groupe comprenant des filaments, fibres courtes ou longues, particules, poudre, enduit, revêtement, et peut être obtenue dans une matière thermofusible choisie dans le groupe comprenant les polyéthylènes, polyamides et copolyamides, polyesters et co-polyesters, polyuréthanes thermoplastiques, copolymères à blocs styrènes type styrène butadiène styrène et dérivés, les époxy thermoplastiques, des élastomères thermoplastiques, et une combinaison de tout ou partie de ces matières.

De manière préférentielle, le complexe textile 3D est constitué d’un velours double face, comportant une armure de fond tissée à partir de fils de chaine et de fils de trame, sur laquelle sont fixés des fils de poil, placés en chaine ou en trame, formant des boucles qui sont ensuite coupées et brossées ou émerisées, pour créer lesdits fils transversaux sous la forme de poils.

Le titre des fils de poil est préférentiellement inférieur au titre des fils de chaine et des fils de trame dans un rapport compris entre 0,1 à 0,6. La surface massique du velours peut être comprise entre 200 et 600 g/m ² , et la densité de fils de poil par unité de surface dudit velours peut être comprise entre 10 à 200 fils/cm ² . La hauteur des poils peut être en outre comprise entre 0,1 et 1,5mm. Les fils de chaine, les fils de trame et les fils de poil peuvent être choisis dans le groupe comprenant les matières suivantes : aramide, lin, polyester, carbone, verre, basalte, viscose, polyamide, polyéthylène, quartz, polymères à cristaux liquides (LCP), poly(p-phénylène-2,6-benzobisoxazole) (PBO), et une combinaison de tout ou partie de ces matières. L’invention concerne également un matériau composite, caractérisé en ce qu’au moins une partie des renforts textiles correspond au renfort textile tel que défini ci-dessus, et en ce que, lors de l’assemblage sous pression à chaud, lesdits renforts textiles se lient entre eux dans les trois dimensions XYZ par les fils transversaux qui contiennent la matrice thermofusible, s’interpénétrent entre eux et aux renforts textiles adjacents, et s’aplatissent sous la pression pour former une couche d’interface entre les renforts textiles, ayant pour effet de consolider ledit matériau composite en permettant une continuité fibreuse et un ancrage mécanique entre lesdits renforts textiles.

Selon les modes de réalisation dudit matériau composite et ses applications, au moins une autre partie des renforts textiles peut être constituée d’un complexe textile en deux dimensions 2D, défini par une surface principale en deux dimensions XY, et l’empilage des renforts textiles peut être obtenu en combinant des complexes textiles 2D et des complexes textiles 3D.

Les renforts textiles dits externes, formant respectivement la face avant et la face arrière dudit matériau composite peuvent être constitués d’un complexe textile 2D ou d’un complexe textile 3D simple face pourvu de fils transversaux d’un seul côté, et les renforts textiles dits internes situés entre la face avant et la face arrière dudit matériau composite peuvent être constituées d’un complexe textile 3D double face pourvu de fils transversaux des deux côtés, ou d’une alternance d’un complexe textile 3D et d’un complexe textile 2D.

Ledit matériau composite peut en outre comporter une structure textile à gradient de performances, dans laquelle tout ou partie des renforts textiles présentent des caractéristiques différentes pour varier les propriétés mécaniques dudit matériau composite dans son épaisseur entre sa face avant et sa face arrière.

Grâce à l’invention, le fait d’intégrer la matrice thermofusible dans tout ou partie des fils transversaux des renforts textiles permet d’augmenter significativement le renforcement inter-laminaire du matériau composite ou d’une jonction entre des éléments assemblés. Dans le domaine de la protection balistique, cette augmentation significative du renforcement inter-laminaire implique de consommer beaucoup d’énergie pour rompre l’interface entre les renforts textiles, permettant ainsi de réduire drastiquement la surface endommagée en cas d’impact. En outre, l’invention permet de favoriser les mouvements relatifs entre les fils de la surface principale de chacun des renforts textiles, permettant ainsi de dissiper efficacement l’énergie de l’impact. En conclusion, l’augmentation des performances inter-laminaires est obtenue sans atténuation du pouvoir d’arrêt et du taux de déformation du matériau composite pour une meilleure résistance aux impacts multiples. En outre, cette solution technique permet d'ajuster le comportement du matériau composite à la résistance au délaminage souhaitée, en fonction de la quantité de matrice thermofusible dans les fibres transversales, et de la quantité de fibres transversales par unité de surface, dans les renforts textiles. Elle permet également de créer au sein dudit matériau composite un gradient de fonctions, en variant les propriétés entre les renforts textiles superposées.

Brève description des dessins

La présente invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description suivante de plusieurs modes de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :

- La figure 1 est une vue schématique en perspective d’un matériau composite selon l’invention,

- La figure 2 est une vue en plan agrandie d’une partie de la structure textile du matériau composite selon un premier mode de réalisation comportant un empilement de renforts textiles bidimensionnels et tridimensionnels alternés,

- La figure 3 est une vue en plan agrandie d’une partie de la structure textile du matériau composite selon un deuxième mode de réalisation comportant un empilement de renforts textiles tridimensionnels, - La figure 4 est une vue en plan agrandie d’une partie d’un renfort textile formé d’un velours trame, avant la coupe des fils de poil,

- La figure 5 est une vue similaire à la figure 4 du renfort textile formé d’un velours trame, après la coupe des fils de poil,

- La figure 6 est une vue en plan agrandie d’une partie d’un renfort textile formé d’un velours chaine, avant la coupe des fils de poil,

- La figure 7 est une vue similaire à la figure 6 du renfort textile formé d’un velours chaine, après la coupe des fils de poil,

- La figure 8 est une vue agrandie d’un échantillon de fil de poil comportant la matrice du matériau composite, selon une première variante de réalisation,

- La figure 9 est une vue similaire à la figure 8 d’un fil de poil comportant la matrice du matériau composite, selon une deuxième variante de réalisation,

- La figure 10 est une vue similaire à la figure 8 d’un fil de poil comportant la matrice du matériau composite, selon une troisième variante de réalisation, et

- La figure 11 est une vue similaire à la figure 8 d’un fil de poil comportant la matrice du matériau composite, selon une quatrième variante de réalisation. îcription des modes de réalisation

Dans les exemples de réalisation illustrés, les éléments ou parties identiques portent les mêmes numéros de référence. En outre, les termes qui ont un sens relatif, tels que vertical, horizontal, droite, gauche, avant, arrière, au-dessus, en-dessous, etc. doivent être interprétés dans des conditions normales d’utilisation de l’invention, et telles que représentées sur les figures. Les axes X, Y et Z sont quant à eux définis par un repère orthonormé illustré à la figure 1. Par ailleurs, les positions géométriques indiquées dans la description et les revendications, telles que « perpendiculaire », « parallèle », « symétrique », « longitudinale », « transversale », ne sont pas limitées au sens strict défini en géométrie, mais s’étendent à des positions géométriques qui sont proches, c’est-à-dire qui acceptent une certaine tolérance dans le domaine technique considéré, sans influence sur le résultat obtenu. Cette tolérance est notamment introduite par l’adverbe « sensiblement », sans que ce terme soit nécessairement répété devant chaque adjectif.

En référence à la figure 1, le matériau composite 10 selon l’invention peut se présenter sous la forme d’une plaque constituée d’un empilement de couches de renfort 1 liées entre-elles par une matrice thermofusible 2 après assemblage sous pression à chaud. Dans la suite de la description, le terme « couche de renfort » et le terme « renfort textile » désignent le même objet. Le contour de la plaque n’est pas limité à un parallélogramme et est adapté à l’application visée, telle que dans une doublure, un plastron, un casque, etc. La plaque peut comporter des moyens permettant sa fixation, tels que des trous, des œillets, des rivets, des boutons pression, etc. La plaque peut en outre être fabriquée dans un grand format, pour être ensuite découpée dans un petit format par tout procédé de découpe connu et compatible, tel que par découpe laser, jet d’eau, ou similaire. Le nombre de renforts textiles est une donnée variable en fonction du cahier des charges et des propriétés de chacun desdits renforts textiles. Le matériau composite comportera au minimum trois renforts textiles, sans limite haute. En outre, les renforts textiles ne sont pas nécessairement identiques, ni en termes de composition, ni en termes de format. Là encore, ils varient en fonction du cahier des charges.

En référence aux figures 2 à 7, une partie au moins des renforts textiles est constituée d’un complexe textile réalisé en trois dimensions, dénommé par la suite « complexe textile 3D », défini par une surface principale en deux dimensions XY et une épaisseur formant la troisième dimension en Z. L’épaisseur du complexe textile est notamment obtenue par des fils transversaux s’étendant de la surface principale, d’un seul côté ou des deux côtés de la surface principale. Ce complexe textile peut être constitué par tout produit textile répondant à la définition ci-dessus, tel qu’un produit tricoté avec des motifs en reliefs, un produit tissé avec des bouclettes, un produit tissé avec des poils, sans que ces exemples ne soient limitatifs. En outre, la matrice thermofusible 2 est avantageusement intégrée dans le complexe textile 3D et préférentiellement contenue dans au moins une partie des fils transversaux. Ainsi, lors de l’assemblage sous pression à chaud, les renforts textiles se lient entre eux dans les trois dimensions XYZ par les fils transversaux qui contiennent la matrice thermofusible, s’interpénétrent entre eux et aux renforts textiles adjacents, et s’aplatissent sous la pression pour former une couche d’interface de type non-tissé entre les renforts textiles, ayant pour effet de consolider ledit matériau composite. L’apport de la matrice thermofusible dans les fils transversaux offre de nombreux avantages comme expliqué précédemment et permet à l’invention d’atteindre les performances fixées.

Le complexe textile 3D peut être constitué d’un velours à simple face et de préférence à double face. Le velours est un produit textile qui comporte une armure de fond tissée à partir de fils de chaine et de fils de trame, sur laquelle sont fixés des fils de poil, placés en chaine ou en trame. L’armure de fond peut être obtenue par tissage, tricotage ou tout procédé similaire. Ces fils de poil peuvent être fixés sur le recto de l’armure de fond pour former un velours simple face, ou fixés sur le recto et le verso de l’armure de fond pour former un velours double face. Après tissage, les fils de poil forment des boucles qui sont ensuite coupées et brossées, ou émerisées et brossées, pour créer des poils formant l’épaisseur en Z du complexe textile. Les poils forment ainsi les fils transversaux du complexe textile 3D.

L’armure de fond du velours forme, selon un exemple non limitatif, une structure en deux dimensions 2D dans le plan XY, et a pour fonction d’arrêter les impacts provenant de projectiles venant frapper la surface du matériau composite, tandis que les poils du velours s’étendent majoritairement dans l’axe Z, comportent la matrice thermofusible en tout ou partie et préférentiellement en totalité. Il est bien entendu possible de combiner des fils de poil avec matrice et des fils de poil sans matrice pour varier la répartition de la matrice thermofusible dans le complexe textile 3D. Les fils de poil ont pour fonction d’assurer le maintien en forme du matériau composite et la résistance inter-laminaire entre les renforts textiles évitant ou limitant de délaminage du matériau composite. A titre d’exemple, la résistance à l’épreuve de pelage en T selon la norme NF EN 1895 est augmentée d’un coefficient multiplicateur au moins égal à 10 par rapport à un étalon composite constitué de renforts textiles 2D tissés en para-aramide et liés par une même matrice thermofusible. Les résultats obtenus passent ainsi d’une force linéique moyenne de 0,4 N/mm pour l’étalon composite à 4N/mm pour le composite de l’invention.

La structure de l’armure de fond peut être une toile simple, une toile nattée 2/2, un sergé, un satin, ou tout autre motif équivalent obtenu par tissage, tricotage, ou tout procédé similaire. Les fils de chaine et les fils de trame qui composent l’armure de fond sont de préférence identiques en termes de matière et de grosseur pour créer une structure équilibrée. Il est cependant possible de jouer sur ces paramètres (matière et grosseur) et d’utiliser des fils différents entre la chaine et la trame en fonction des besoins. La matière peut être choisie dans le groupe comprenant l’aramide, le lin, le polyester, le carbone, le verre, le basalte, la viscose, le polyamide, le polyéthylène, le quartz, les polymères à cristaux liquides (LCP), le poly(p-phénylène-2,6- benzobisoxazole) (PBO), ou une combinaison de tout ou partie de ces matières. L’aramide constitue une matière préférée grâce à sa grande légèreté, ses bonnes propriétés mécaniques en traction, sa bonne résistance aux chocs et à l'abrasion, ainsi qu’au feu, à la chaleur, et aux solvants organiques. L’aramide est notamment commercialisé sous les marques Kevlar® et Nomex®, De manière similaire, les matières commercialisées sous les marques Zylon® (PBO) et Vectran®(LCP) sont également préférées. Les fils de chaine et les fils de trame peuvent être des fils retordus avec une torsion de l’ordre de 60 tr/m, et le titre des fils de chaine et des fils de trame peut être compris entre 400 et 4400 dTex, sans que ces valeurs ne soient limitatives. La densité des fils de chaine peut être de l’ordre de 16 à 18 fils par cm, et la densité des fils de trame peut être de l’ordre de 18 à 20 fils par cm, sans que ces valeurs ne soient limitatives. La surface massique du velours peut être comprise entre 200 et 600 g/m2, et la densité de fils de poil par unité de surface du velours peut être comprise entre 10 à 200 fils/cm2, sans que ces valeurs ne soient limitatives.

Les fils de poil du velours peuvent être constitués de la même matière que celle des fils de chaine et des fils de trame de l’armure de fond, ou d’une matière compatible avec celle de l’armure de fond. Cependant, la torsion des fils de poil est de préférence supérieure à celle des fils de chaine et des fils de trame et par exemple de l’ordre de 500tr/m, et le titre des fils de poil est de préférence inférieur au titre des fils de chaine et des fils de trame, et par exemple compris entre 100 et 2600 dTex, sans que ces valeurs ne soient limitatives. Le rapport entre le titre des fils de poil et le titre des fils de chaine et des fils de trame peut être compris entre 0,1 à 0,6, sans que ces valeurs ne soient limitatives. Les fils de poil peuvent être agencés dans l’armure de fond pour former des motifs, tels qu’un damier, un losange, ou tout autre motif équivalent et compatible, sans que ces exemples ne soient limitatifs.

L’opération qui consiste à couper, émeriser et brosser les fils de poil a pour effet d’ouvrir chaque brin de poil dressé à partir de l’armure de fond en un cône de brossage. Le cône de brossage est ainsi constitué de microfibres individualisées. Cette opération permet d’augmenter la pilosité du velours, ayant pour avantage d’augmenter significativement la surface spécifique du velours. La hauteur des poils est de préférence comprise entre 0,1 et 1,5mm. Une hauteur inférieure à 0,1mm est difficilement réalisable industriellement et une hauteur supérieure à 1,5mm nuirait à la fonction de liaison mécanique entre les renforts textiles. En effet, des poils auraient tendance à se coucher, ayant pour effet de diminuer le pouvoir d’ancrage mécanique entre les différents renforts textiles.

La matrice thermofusible est ajoutée, intégrée ou rapportée dans ou sur tout ou partie des fils de poil par tout procédé connu, tel que par craquage et filage, poudrage, retordage, guipage, ou similaire. Les figures 8 à 11 illustrent quelques exemples de réalisation. La matrice thermofusible peut ainsi se présenter sous différentes formes, telles que des filaments continus, des fibres courtes ou longues, des particules, de la poudre, un enduit, un revêtement, etc. La figure 8 illustre un fil de poil craqué, dans lequel des fibres thermofusibles sont mélangées aux fibres de base du fil de poil, avant filage et/ou retordage. La figure 9 illustre un fil de poil enrichi par une poudre de matière thermofusible, qui peut être une poudre micronisée pouvant entrer à cœur du fil de poil. La figure 10 illustre un fil de poil retord, dans lequel des filaments thermofusibles sont retordus avec des filaments de base du fil de poil. Et dans la figure 11, tout ou partie des filaments de base du fil de poil sont obtenus par l’enrobage d’un matériau fusible ou thermofusible autour de fibres de renfort pour obtenir une structure de type cœur/peau. La matrice est choisie dans une matière thermofusible à une température qui peut être comprise entre 70 et 200 degrés Celsius sans que ces valeurs ne soient limitatives, et choisie dans le groupe comprenant de préférence des thermoplastiques et des élastomères thermoplastiques (TPE), tels que polyamides et co-polyamides, polyesthers et co-polyesthers, polyuréthanes thermoplastiques, copolymères à blocs styrènes type styrène butadiène styrène et dérivés, les époxy thermoplastiques, ou une combinaison de tout ou partie de ces matières, sans que cette liste ne soit limitative.

Les figures 4 et 5 illustrent un velours trame, respectivement avant et après la coupe des fils de poil. Les fils de chaine 11 sont perpendiculaires à la feuille et représentés en coupe, tandis que les fils de trame 12 sont parallèles à la feuille et représentés dans leur longueur. Les fils de poil 21 sont parallèles aux fils de trame 12 et représentés par des hachures dans la figure 4 sous la forme de fils continus. Les fils de poil 21 sont représentés dans la figure 5, coupés sous la forme de fils transversaux, qui se redressent sensiblement perpendiculairement à l’armure de fond formée par les fils de chaine 11 et les fils de trame 12, sont ouverts en cône de brossage et forment les poils du velours. La figure 5 montre clairement que chaque fil de poil est maintenu très serré entre deux fils de chaine 11 ayant pour effet de le bloquer mécaniquement dans le plan XY par friction avant fusion de la matrice, puis par collage après fusion de la matrice. Les figures 6 et 7 illustrent un velours chaîne, respectivement avant et après la coupe des fils de poil. Les fils de trame 12 sont perpendiculaires à la feuille et représentés en coupe, tandis que les fils de chaine 11 sont parallèles à la feuille et représentés dans leur longueur. Les fils de poil 21 sont parallèles aux fils de chaine 11 et représentés par des hachures dans la figure 6 sous la forme de fils continus. Dans ce procédé, les boucles sont créées avec les fils de poil 21 à l’aide de conformateurs, appelés des duites de fer 3, positionnés dans le sens de la trame à intervalles définis. Les fils de poil 21 sont représentés dans la figure 7 coupés sous la forme de fils transversaux, qui se redressent sensiblement perpendiculairement à l’armure de fond dans l’axe Z, sont ouverts en cône de brossage et forment les poils du velours. La figure 7 montre clairement que chaque boucle forme deux poils, maintenus très serrés entre deux fils de trame 12 ayant pour effet de les bloquer mécaniquement dans le plan XY.

Les figures 2 et 3 illustrent deux exemples de réalisation du matériau composite de l’invention. Dans la figure 2, le matériau composite est constitué d’un empilage de renforts textiles tridimensionnels 3D alternés avec des renforts textiles bidimensionnels 2D. L’alternance peut être : une couche 2D suivie d’une couche 3D et ainsi de suite, terminée par une couche 2D, comme illustré dans la figure 2, ou selon toute autre alternance non illustrée, le premier renfort textile et le dernier renfort textile étant une couche 2D pour éviter la présence de poils et de matrice thermofusible sur les faces externes du matériau composite constituant sa face avant et sa face arrière. Plus précisément, les renforts textiles 2D sont constitués d’une toile simple, une toile nattée 2/2, un sergé, un satin, ou tout autre motif équivalent, et les renforts textiles 3D sont constitués d’un velours double face.

Dans la figure 3, le matériau composite est constitué d’un empilage de renforts textiles tridimensionnels 3D uniquement, tel qu’un velours double face. Dans ce cas, le premier renfort textile et le dernier renfort textile peuvent être constitués de couches 2D comme dans l’exemple de la figure 2, ou des couches 3D sous la forme d’un velours simple face, les poils étant tournés vers l’intérieur du matériau composite. La conception du matériau composite selon l’invention permet d’envisager de multiples variantes de réalisation et ainsi d’adapter la protection balistique et ses performances au cahier des charges fixé. Il est en outre possible de créer des structures à gradient de performances, en faisant évoluer les caractéristiques des renforts textiles dans l’épaisseur du matériau composite, telles que le titre des fils de chaine, des fils de trame et/ou des fils de poil, la densité des fils de chaine et des fils de trame, la densité des fils de poil, la quantité de matrice thermofusible dans les poils pour varier la porosité des renforts textiles, le type de tissage de l’armure de fond, etc. Le but de ces structures à gradient de performances est de faire varier les propriétés physiques du matériau composite dans son épaisseur entre sa face avant recevant l’impact et sa face arrière contre le soldat, telles que le module de rigidité, la résistance à la compression, la résistance inter-laminaire, la dissipation de l’énergie, etc. Il est également possible d’ajouter au matériau composite obtenu, une ou plusieurs couches additionnelles apportant des fonctions complémentaires, telles qu’une couche de gel antitraumatisme sur la face arrière contre le soldat, une couche en matériau dur en face avant pour fragmenter le projectile, telle qu’une plaque en acier ou en céramique, sans que ces exemples ne soient limitatifs.

La présente invention n'est bien entendu pas limitée aux exemples de réalisation décrits mais s'étend à toute modification et variante évidentes pour un homme du métier dans la limite des revendications annexées. Elle n’est pas limitée non plus au domaine technique des protections balistiques et s’étend à tout domaine technique nécessitant une protection contre les impacts, les coups, les coupures, etc. comme un carter de réacteur, des aubes de turbine, une coiffe de missile, etc. sans que ces exemples ne soient limitatifs. L’invention s’étend également à tout autre domaine technique nécessitant de renforcer une structure quelconque ou une jonction entre des éléments assemblés. En outre, les caractéristiques techniques des différents modes de réalisation et variantes décrits ci-dessus peuvent être, en totalité ou pour certaines d’entre elles, combinées entre elles.