L’introduction de céramiques techniques a constitué une avancée majeure dans les technologies de protection balistique en raison de leurs propriétés remarquables combinant légèreté, dureté et résistance aux impacts. Des avantages importants au regard de la conjugaison mobilité protection.

Résultat ?  Les protections sont plus légères et parfois aussi plus fines. Les protections peuvent par ailleurs être aussi personnalisées, via la réalisation de pièces en céramique de forme en cohérence avec l’application visée (par exemple : pièces de forme complexe ou de très grandes dimensions).

Face à ces enjeux et à des théâtres d’opérations en constante évolution, l’Agence de l’innovation de défense favorise la recherche et l’innovation dans le domaine des protections balistiques.

Récemment elle a financé le projet CAPBAB (« Céramiques légères à base de phosphures de bore pour applications balistiques »).

Comme son nom l’indique, celui-ci vise à mettre au point des céramiques de faible densité et légères grâce à l’introduction de phosphures de bore pour applications balistiques.

Celui-ci a été conduit par l’Institut de Recherche sur les Céramiques (IRCER), en partenariat avec 3 laboratoires (le Laboratoire des Sciences des Procédés et des Matériaux (LSPM), l’Institut de Minéralogie, de Physique des Matériaux et de Cosmochimie (IMPMC), le laboratoire dédié aux Sols, Solides, Structures, Risques (3SR)) et ainsi qu’avec le Centre de transfert de technologies céramiques (TTC) afin d’assurer le changement d’échelle du projet.
Ce projet a consisté à explorer le potentiel de plusieurs systèmes céramiques et des procédés de synthèse associés. Plus précisément, les phases céramiques de type phosphure de bore sont prometteuses car elles sont légères et présentent des duretés élevées (comprises entre 30 et 40 GPa), voisines de celles du carbure de bore. De plus, le déploiement de nouvelles méthodes de synthèse comme la mécanochimie à savoir la mise en œuvre d’un broyage de haute énergie de réactifs permet de produire des poudres de haute pureté et de granulométrie fine et contrôlée. Les poudres ainsi obtenues présentent une réactivité élevée au cours de l’étape de mise en forme et de frittage.

La recherche de procédés céramiques adaptés a intégré toutes les étapes clés de l’élaboration de ces céramiques. Que ce soit de la synthèse de poudres spécifiques, jusqu’à l’étape de densification rapide (procédé appelé « frittage flash ») permettant le contrôle des nanostructures des céramiques frittées et ainsi constituer des céramiques complètes. Ces techniques ont démontré qu’il était effectivement possible de mettre au point au grande quantité des pièces céramiques denses, de microstructures fines, compatibles avec de hautes propriétés mécaniques. Il a été ainsi possible de développer des protections balistiques légères et résistantes à des munitions performantes.
Les essais de chargement dynamique sous impact ont enfin montré des performances supérieures à celles des céramiques commerciales couramment utilisées dans les applications de blindage.