La balistique lésionnelle.

La balistique lésionnelle est une notion assez nouvelle, voici un condensé de ce qu'à publié un pro de la balistique.

Citation :

Toutes les études anciennes sur les armes ont été menées par des artilleurs, c'était comme ça ! Les artilleurs connaissent la balistique ! Oui mais pas dans le cas des organismes vivant. Il a fallut attendre la fin des années 80 et le début des années 90 pour que des gens comme Jourdan, Jancovici, Breteau, Falkner et quelques autres démontrent que la balistique de but n'était pas la balistique lésionnelle. En 1943 un médecin américain avait déjà dit que les projectiles à haute vitesse n'avaient pas d'effets miraculeux, il est tombé dans l'oubli mais son constat était simple, basé sur l'expérience pratique sans les moyens d'analyse actuel : Une balle à 1000m/s est donnée pour avoir des effets miraculeux, alors qu'un éclat de munition explosive (grenade, obus...) avec des éclats parfois à plus de 2000m/s eux ne sont pas l'objet des mêmes "miracles" !
Les hautes vitesses magiques sont l'oeuvre de Von Hoffe, relayées par un jeune capitaine américain faisant parti de la commission d'étude Von Hoffe, un certain Roy Weatherby. En tirant sur des bidons d'eau, des annuaires mouillés, ses calibres étaient miraculeux. Si c'était vraiment le cas, depuis 1945 ou ses premiers essais ont été fais les autres calibres auraient tous disparus de la circulation et nous utiliserions tous des calibres Weatherby.
Les militaires ce sont penchés sur le problème avec les munitions flèches. Si celles ci ont des avantages aux vitesses relativement standard, dans des systèmes qui les utilisent en charge multiple provoquant des poly criblages, comme la chevrotine, dans des armes à tir individuel ils ont constatés que ces flèches de 1 à 2grammes lancées à des vitesses de plus de 1200m/s (1800 pour certaines) avaient des effets aléatoires. Si elles percent très bien les protection balistiques (balistique d'impact mécanique) dans les organismes vivant il se produit le plus souvent des lésions transfixantes de type "coup de fleuret" ou l'organisme est traversé par la flèche ne laissant comme canal vulnérant qu'un passage à peine plus gros en diamètre que le projectile, autrement dit rien ! C'est un phénomène d'hyper cavitation. Pour avoir de la puissance il faut de la vitesse vu la faible masse. Cette vitesse est supérieure à la vitesse du son dans le milieu impacté, bilan au moment ou la flèche touche la surface une cavité se forme devançant la flèche et cette dernière traverse l'organisme dans une "bulle" elle n'a aucun contact avec l'organisme et ne fait aucun dégâts. Si la vitesse est diminuée, la flèche ne pénètre pas suffisamment, il n'y a pas assez de quantité de mouvement pour assurer la pénétration face à la décélération causée par les tissus. Ils ont essayés avec certains artifices (pointe tordue ou molle) d'améliorer les effets mais cela c'est avéré peu concluant. Les fléchettes sont en service mais dans des systèmes à vitesse "basse" : cartouches de 12 tirant un fagot de fléchettes, roquettes, super slug (4 canons de 105 sans recul tirant ensemble une salve de plusieurs centaines de fléchettes, comme munitions sous calibrées dans les lance grenade de 40mm mais surtout en anti matériel....
Ils sont revenus à des projectiles "lourds" avec des vitesses standard pour les calibres utilisés, de l'ordre de 900m/s mais sur des balles de 22 et les profils ont été étudié pour faire le plus de dégâts. Les dernières générations de munitions tirées dans les P90, MP7.., sont des munitions comprises entres 5,5 et 4,7 mm classiques, avec une masse réelle, mais qui ont pour particularité de ne pas ressortir de l'organisme car faible masse et vitesse assez élevé au final pas de quantité de mouvement, ça ne traverse pas !
Donc toutes les théories des 800m/s des mini balles à hautes vitesse et le reste : au panier !

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L'énergie cinétique n'est qu'une information parmi tant d'autres. Elle n'a qu'une valeur informative en balistique lésionnelle. Si cette donnée est souvent citée en référence, c'est qu'il faut bien se référer à quelque chose pour définir une puissance minimale pour la chasse par exemple, par contre si cette valeur est souvent mise en avant c'est que la plupart des études sur la balistique ont été réalisées ou basées sur des travaux d'artilleurs. Hors si en balistique de but en artillerie les résultats sont basés sur la mécanique des matériaux, en balistique lésionnelle, il faut aussi faire appel à la mécanique des fluides et à quelques autres sciences. La vitesse du projectile, sa forme et sa quantité de mouvement sont plus significatives pour définir ce que sera potentiellement une lésion.
La vitesse de propagation du front de pression généré par un impact est constante, et fonction de la nature du milieu rencontré. Autrement dit quelle que soit la vitesse d'impact du projectile la vitesse de propagation du front de pression sera constante (entre 350 et 1200 m/s) en fonction de la nature des constituants organiques rencontrés sur la trajectoire. C'est pour cela qu'une simulation dans un milieu homogène (gélatine par exemple) forme une lésion homogène "sphérique" alors que dans la réalité les lésions ont des formes anarchiques.
Lors d'une atteinte par projectile quelle que soit sa vitesse, il se génère deux zones : La cavité permanente et la cavité temporaire, qui se décomposent en trois zones le long de la trajectoire. Le cou (neck), la bulle, la sortie. Le cou c'est la partie avant de la cavité de l'entrée à la bulle. C'est là que le projectile s'expanse. La bulle c'est là ou le projectile produit ses effets maximaux. La sortie unique ou multiple si le projectile est fragmenté, suit la bulle ou zone d'arrêt du projectile sans sortie effective.
La cavité permanente (strech) est une zone ou tous les tissus et constituants sont délabrés, ils sont détruits, dévitalisés. C'est la blessure que l'on constate au dépouillage. Dans cette zone les tissus et constituants organiques ont subits un accélération et une lacération mécanique qui à détruit l'enveloppe des cellules et casser les liaisons extra cellulaires. Les tissus arrivants en limite d'élasticité sous le choc sont détruits.
En périphérie de la cavité permanente se trouve la cavité temporaire (crush). Les tissus dans cette zone n'atteignent pas la limite de leur élasticité, en conséquence ils reprennent leur place après le passage du projectile et l'arrêt de ces effets. Dans cette zone les lésions sont très limitées. Mais un gros vaisseau peut voir sa paroi interne décollée et l'obstruer, un os peut se briser, un organe comme le coeur peut subir un choc qui va l'arrêter... Mais il n'y a en général pas de lésions importantes.
Selon le placement du projectile, sa vitesse, la richesse en terminaisons nerveuses placées sur la trajectoire, il peut y avoir un état vagal provoqué par une poly sollicitations quasiment instantanée de nombreuses terminaisons nerveuses. En conséquence le cerveau, recevant trop d'informations à la fois, "disjoncte" pour se préserver. Et l'animal tombe son corps n'étant plus contrôlé par le système nerveux central. Si les blessures ne sont pas suffisantes l'animal peut très bien repartir dans les secondes qui suivent comme si de rien n'était, si les blessures sont suffisantes hémorragies importantes ou organe vital atteint, l'animal meurt rapidement. Ce n'est pas en raison d'une onde miracle ou d'un effet particulier.

Intéressant mais un peu compliqué .Une petite vulgarisation de tout ça serait sympa Dédé !

C'est déjà bien expurgé pourtant.
Un petit croquis peut être?

http://eswb-sebl.org/bal_lesionnelle_page02.htm

Le lien ne fonctionne pas .

Bizarre, moi ça marche.

Moi toujours pas .

T'as un Mac ?

Non !

salut ,

essaies par là

http://www.eswb-sebl.org/

Ton lien n'ouvre pas le même doc jln.

Moi aussi le lien fonctionne .Merci dédé.

salut,

Dédé 13 a écrit:

Ton lien n'ouvre pas le même doc jln.

je sais , moi aussi , je n'arrivais pas à ouvrir la page de ton lien.

pour y accéder , je suis passé par la page d'accueil du site.


aujourd'hui , idem , impossible d'ouvrir le lien de la page directement

Trés interessant.Par contre le lien ne s'ouvre pas.

super interressant, un super article
merci dédé

Je viens de reessayer et ça marche toujours.


Bon, pour ceux qui n'y arrivent pas, je vous met la copie de ce doc très intéressant.

Citation :

LA BALISTIQUE LESIONNELLE


IV - LES MOYENS EXPERIMENTAUX DE LA BALISTIQUE LESIONNELLE


IV - 1 - Les matériaux biologiques

Les expérimentations en balistique lésionnelle nécessitent l'utilisation de matériaux biologiques.
L'expérimentation animale, réalisée sous contrôle de comités d'éthique, permet de mettre en évidence des phénomènes physiologiques tels que : hémorragies, oedèmes, emphysèmes, états de choc qui ne peuvent bien évidemment pas être observés sur des matériaux inertes.
Ces observations sont absolument indispensables à l'étude et au développement des protections balistiques, en particulier pour apprécier l'importance des effets traumatiques arrières dus à l'impulsion du projectile qui déforme la protection.
L'évaluation des A.L.R. à effets cinétiques demande également de visualiser l'existence ou non de lésions d'organes profonds et sous-jacents à la zone d'impact ainsi que les conséquences physiologiques de leurs actions.

L'épidémiologie fait également partie des moyens d'obtenir des informations sur les lésions par balles.
On peut seulement déplorer, dans ce cas, la non connaissance des conditions initiales (vitesse du projectile, obliquité, angle d'incidence, etc.) lors de l'impact.
L'épidémiologie est cependant un très bon complément à l'expérimentation en laboratoire.

IV - 2 - Les matériaux de référence

Autrefois appelés improprement " simulants ", ils sont considérés maintenant comme des " matériaux de référence ". Ils ont des caractéristiques mécaniques plus proches des tissus biologiques que leurs prédécesseurs : savon, argile, " plastiline ". Ces derniers matériaux étaient très utilisés car, aisés à obtenir et de prix modéré, ils gardaient, de par leurs plasticités, les déformations (cavités) produites par le passage des projectiles.
Le principal problème était que ces cavités, parfois impressionnantes, représentaient uniquement l'action de ces projectiles dans les matériaux considérés dont les caractéristiques mécaniques sont très éloignées de celles des tissus vivants. Les diverses études en balistique lésionnelle ont rapidement montré leurs limites.
Ces matériaux ne sont cependant pas à rejeter systématiquement. La " plastiline ", en particulier, est encore utilisée, faute de mieux, lors des tests sur les protections balistiques souples afin de vérifier leurs correspondances avec des normes relatives aux enfoncements arrières qui avaient été établies par rapport à ce matériau. Ces méthodes de tests s'avèrent néanmoins dépassées et l'on utilise maintenant de nouveaux produits dont les caractéristiques mécaniques sont bien plus proches de certains tissus vivants.

Actuellement, le matériau le plus utilisé par les laboratoires de balistiques est la gélatine à une concentration de 10 ou 20 % (tout dépend du protocole de test adopté) à une température de 5 degrés C.

La gélatine est un matériau organique (une protéine) fabriqué à partir du collagène des os et de la peau animale. C'est un matériau élastique qui donne de bonnes indications sur le comportement des projectiles dans certains tissus organiques. La gélatine à 10 % de concentration et à 5 degrés C présente, en l'occurrence, une bonne similitude avec le tissu musculaire au repos au sens des distances de pénétration.
En se gardant de toute comparaison directe et trop hâtive, l'étude des comportements des projectiles dans ce matériau permet de les extrapoler aux tissus vivants et d'avoir une bonne idée des lésions que l'on obtiendrait sur ces derniers.
La gélatine est également utilisée pour mesurer le cône dynamique d'enfoncement sur les protections balistiques individuelles (effets arrières). Ces mesures nécessitent l'utilisation de moyens de visualisation à très haute vitesse (#30000 images/secondes) lourds d'emploi et onéreux. C'est une des raisons pour lesquelles certains laboratoires hésitent à abandonner la " plastiline "pour ce genre de tests. En effet, ce matériau, plastique, garde la forme de l'enfoncement que l'on peut mesurer aisément après le tir. L'extrapolation aux effets arrières sur un corps humain et aux organes atteints est une gageure compte tenu de la divergence de leurs caractéristiques mécaniques mais permet cependant une approche.

Comme on vient de le décrire ci-dessus, la gélatine est utilisée pour étudier le comportement des projectiles selon deux modes d'actions :
- mode contondant : A.L.R., effets arrières...
- mode pénétrant ou transfixiant : études des traces laissées par le projectile durant son passage (profil lésionnel).

V - LE PROFIL LÉSIONNEL

La notion de profil lésionnel est en quelque sorte la pierre angulaire de la balistique lésionnelle. Il caractérise l'interaction du projectile avec le matériau qu'il traverse, la nature et l'importance des lésions sur tissus biologiques.
La forme et les dimensions de ce profil lésionnel dépendent des caractéristiques mécaniques du milieu traversé, de celles du projectile, de la manière dont ce dernier se comporte : fragmentation, expansion, déstabilisation, bascule etc. Tous ces paramètres dépendent également de la vitesse du projectile lors de l'impact  ainsi que de son obliquité.

On trouvera ci dessous le schéma d'un profil lésionnel type dont on peut lier le volume, donc le travail mécanique nécessaire à sa formation, à l'énergie cinétique du projectile




A : trajet proximal (neck en anglais)
B : zone de bascule, d'expansion etc. (selon le type de projectile)
C : trajet distal
1 : cavité permanente
2 : cavité temporaire

L'analyse du profil lésionnel dans la gélatine peut s'effectuer soit en mode statique, après le tir :



AK 74. V = 892 m/s.
Gélatine à 10 %, T = 5° C.

soit en mode dynamique pendant le tir :


idéo rapide d'un tir d'AK 74 (5,45 mm x 39) sur un bloc de gélatine à 10% et 5° C.
Dimensions du bloc : 25 x 25 x 50 cm.Vitesse du projectile : 892 m/s  
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VI - LA SIMULATION NUMERIQUE.

VI - 1 -Position du problème

L'ordinateur peut-il apporter l'espoir de s'affranchir un jour des méthodes expérimentales actuelles ?

Pour l'instant, il est clair que l'informatique n'est pas d'un grand secours pour prévoir le potentiel lésionnel d'un projectile tiré par une arme à feu classique ou à létalité réduite ou encore l'intensité d'un traumatisme en arrière d'un gilet pare balles atteint par un projectile.

En effet, si l'on considère la question suivante concernant, par exemple les A.L.R. : soit une balle en caoutchouc mousse de telles dureté et masse, de tel calibre lancée à telle vitesse dans une région thoracique donnée. Je souhaite savoir si je vais avoir une ou des fractures de côtes et de quel type ? Si l'impact risque de provoquer une perforation de la plèvre entraînant un pneumothorax voire un hémo-pneumothorax ? Si une contusion pulmonaire sera présente et de quelle importance. Quid d'une hémorragie, d'un oedème et/ou d'un emphysème et de la survenue éventuelle d'un état de choc ?
On pourrait poser la même question concernant un impact en région hépatique, splénique (région de la rate). Pas plus de réponse pour le crâne : fractures ou pas ; avec embarrure ou non présence de lésions de l'encéphale ?

Actuellement, aucun ordinateur et aucune société créant des moteurs de calculs n'ont pu répondre à ces questions, somme toute relativement simples dans leurs énoncés, et auxquelles il faut bien répondre avant de mettre un matériel en service. Toutefois, s'il existe une entreprise capable d'y répondre précisément, nous serions heureux qu'elle nous contacte.
Pourtant, on sait simuler des impacts sur des matériaux, des blindages, des déformations de structures complexes. Alors pourquoi pas le corps humain ?
La raison en est simple.

V - 2 - La simulation numérique aujourd'hui

La simulation numérique utilise une méthode de calcul par éléments finis. C'est à dire que si l'on souhaite connaître, par exemple, le comportant d'une structure face à un impact, on va décomposer cette structure en tout petits éléments. On va prendre un de ces éléments et on va le soumettre à une déformation dont la vitesse sera équivalente à celle de la sollicitation mécanique due au projectile. On définit ainsi la loi de comportement de cet élément et, dans le même temps, celle de tous les autres éléments de la structure. On pourra, de cette manière, prévoir la déformation de la structure soumise à la sollicitation. Le problème est que cette méthode ne s'applique qu'aux structures homogènes, puisque l'on considère que tous les éléments de la structure sont identiques à celui dont on vient de définir la loi de comportement.
L'ennui c'est que le corps humain n'est pas du tout homogène. Il suffit de prendre une planche anatomique pour le constater. Il en est de même des organes qui sont formés de différents tissus présentant des caractéristiques mécaniques également différentes.
On répondra à ces arguties qu'il est possible de considérer un organe comme constitué d'un assemblage de matériaux plus ou moins accolés ou s'interpénétrant mais localement homogènes. Puis passer ensuite au corps humain, tout entier. Les calculs seraient effroyables, à conditions qu'ils puissent donner des résultats utiles compte tenu des variations interindividuelles. De plus les maillages seraient très complexes. Bien plus complexes que ceux réalisés sur des structures aux formes géométriques bien définies par l'homme afin qu'elles se déforment selon ses prévisions. La Nature ou le Créateur n'a pas prévu de nous faciliter la tâche.

V - 3 - L'avenir de la simulation

Pour l'instant, à notre avis, la simulation doit faire partie du domaine de la recherche. Il ne faut pas la négliger sous prétexte qu'elle ne répond pas encore à nos attentes. Il serait, en effet, stupide et antiscientifique de ne pas utiliser toutes les méthodes pouvant être mises à notre disposition pour résoudre nos problèmes. De nombreux chercheurs mettent leurs grandes compétences au service de la simulation numérique. Nous ne pouvons que les encourager.
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VI - CONCLUSION

Cette rapide présentation de la balistique lésionnelle a montré, nous l'espérons, que cette discipline utilise des méthodes scientifiques, parfois parmi les plus modernes. Elle est en constante évolution. Les expérimentateurs oeuvrant dans ce domaine doivent faire preuve d'ouverture d'esprit et de la capacité de se remettre constamment en question ; avancer des conclusions uniquement en les étayant sur des faits avérés, vérifiés et scientifiquement établis à l'aide, notamment, des moyens fournis par les méthodes de la mesure physique.
Cette indispensable démarche scientifique évite les spéculations infondées, les déductions fantaisistes et l'acceptation de théories erronées.

ça ne fonctionne pas non plus chez moi...