Dans un contexte mondial où la sécurité civile et militaire impose de nouvelles contraintes de génie, il devient nécessaire d’améliorer les caractéristiques des vitrages anti-effraction et pare-balles. Les vitrages sont un des aspects les plus importants à développer puisqu’ils sont le plus grand facteur de blessures et de décès lorsqu’ils sont brisés. En effet, ces vitrages ont de multiples usages dans les bâtiments avec protection, les automobiles, l’aérospatiale ou encore les équipements militaires. De nos jours, ces derniers sont laminés à l’aide d’un polymère thermoplastique, le poly (vinyl butyral), non-biodégradable et onéreux (600 $ CAD/kg). L’idée a donc été de remplacer une partie du polymère actuel par du gel de cellulose oxydée au TEMPO, une ressource renouvelable, biodégradable et cinq fois moins onéreuse que celui-ci. Ce gel est de plus translucide, voire transparent.
Notre recherche s’est organisée selon trois étapes. La première étape a consisté à la fabrication d’un composite à partir du gel de cellulose et du polymère thermoplastique pour l’utiliser en tant qu’intercalaire. La seconde étape avait pour but de laminer les vitres avec les composites formés précédemment et d’étudier leur comportement sous contrainte statique. La troisième étape se concentre sur l’étude du comportement de ces vitrages sous contrainte dynamique : puits de chute et tirs balistiques.
Les résultats obtenus lors des tests sont prometteurs puisque nous avons pu observer que les vitrages constitués d’intercalaires de cellulose stoppaient les projectiles jusqu’à une énergie d’environ 650 J. Cette limite nous a permis d’évaluer que les nouveaux vitrages seraient susceptibles d’arrêter des projectiles venant d’armes à feu de type 9 mm parabellum ou .38 spécial.
Thèse de doctorat en sciences de l’énergie et des matériaux soutenue le 11 juin 2019
Membres du jury, de gauche à droite: Bruno Chabot, président de jury et professeur au Département de génie chimique (UQTR), Éric Loranger, directeur de recherche et professeur au Département de génie chimique (UQTR), Chloé Maury, doctorante, Frank Crispino, codirecteur de recherche et professeur au Département de chimie, biochimie et physique (UQTR), et Jean Brazeau, évaluateur externe, directeur du Département de la section de la criminalistique au Laboratoire de sciences judiciaires et de médecine légale du Québec. Photo: Josée Beaulieu
