I. Composites céramiques dans les systèmes de protection blindés
Dans le domaine des armes et des équipements, les composites céramiques sont devenus des matériaux essentiels pour les systèmes de protection blindés modernes grâce à leurs propriétés physico-chimiques uniques. Leur dureté élevée, leur légèreté et leur excellente résistance aux chocs leur confèrent une place prépondérante dans la conception de la protection des plateformes de combat terrestres, maritimes et aériennes. En matière de protection des véhicules blindés, l'utilisation de composites céramiques a considérablement amélioré leur capacité de survie. Comparés aux blindages en acier traditionnels, les composites céramiques présentent une densité plus faible, ce qui permet de réduire significativement le poids du blindage et d'améliorer la mobilité du véhicule.
Par exemple, les blindages composites utilisant des céramiques d'alumine ou de carbure de silicium ont une dureté supérieure à 9 sur l'échelle de Mohs et peuvent résister efficacement à la pénétration des projectiles perforants et des projectiles formés par explosion.
La résistance à la corrosion des matériaux céramiques leur permet d'offrir d'excellentes performances en milieu marin, avec une durée de vie de plus de 20 ans, soit bien plus longue que celle des matériaux de protection métalliques traditionnels.
Dans la conception des avions militaires, les composites à matrice céramique sont utilisés pour le blindage des composants clés tels que le fuselage et les bords d'attaque des ailes.
II. Composants en céramique résistants aux hautes températures dans les missiles et les moteurs de fusée
Les céramiques de nitrure de silicium (Si₃N₄) et de carbure de silicium (SiC) peuvent encore maintenir une résistance à la flexion de plus de 400 MPa dans un environnement à haute température de 1 600 °C, une propriété qui en fait des choix idéaux pour les composants à haute température des moteurs.
Dans le domaine des moteurs de missiles, les composites à matrice céramique ont été utilisés avec succès pour fabriquer des aubes de rotor de turbine et des chemises de chambre de combustion.
L'amélioration du rendement propulsif des moteurs-fusées bénéficie directement de l'utilisation de matériaux céramiques avancés. Lors d'une série de tests menés entre 2021 et 2023, la NASA a confirmé que les tuyères en céramique d'alumine renforcée à la zircone (ZTA) présentent une excellente résistance aux chocs thermiques dans un environnement gazeux à haute température (3 000 °C), avec une durée de vie 5 à 8 fois supérieure à celle des tuyères métalliques traditionnelles.
III. Céramiques pour plaques pare-balles et armures légères
Dans le domaine des plaques pare-balles, une voie technique dominée par l'alumine, le carbure de silicium et le nitrure de silicium s'est imposée. D'après les résultats des tests de performance, les plaques pare-balles en céramique présentent des performances exceptionnelles en termes de résistance à la compression, à la traction et aux impacts, et peuvent résister efficacement aux tirs de balles de différents calibres. Comparées aux matériaux métalliques traditionnels, les plaques pare-balles en céramique offrent un avantage considérable en termes de légèreté, avec une réduction de poids de 30 % à 50 %, ce qui améliore significativement la mobilité et l'endurance au combat des soldats.
Les solutions de blindage léger ont évolué d'une protection monofonctionnelle vers une intégration multifonctionnelle. Dans les équipements militaires actuels, tout en garantissant les performances de protection, le blindage composite céramique a permis de réduire le poids total des véhicules blindés de 15 à 20 %.