La balistique, qu'est-ce que c'est ?

On parle des armes à feu mais rarement de la balistique. Pourtant,  dans un certain sens, sans l’un de ces termes l’autre n’existerait pas et vice-versa. Mais alors qu’est-ce que c’est que ce terme de balistique ?

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ans le dictionnaire, on nous donne cette définition : Science du mouvement des projectiles.  Le rapport avec les armes à feu est donc bien établi. Comme vous l’avez sûrement compris, cela désigne l’étude du mouvement de la balle (le projectile). Mais pas seulement. Bien entendu une pierre lancée par un enfant sur un pigeon est aussi un projectile mais quand on perle de balistique et d’armes à feu, on ne s’occupe naturellement que des balles. Pourtant, le terme de « Balistique » à prit plus d’envergure dans le secteur des armes à feu. La balistique est  ici considérée comme la discipline qui étude tout ce qui à trait aux armes à feu : les douilles, les différentes La balistique est généralement divisée en trois parties : la balistique interne, la balistique externe, la balistique terminale.

Commençons par bien comprendre ces trois parties.

La balistique interne

La balistique interne, ou la science qui étudie ce qui se passe à l'intérieur des armes à feu lors du tir, est un sujet relativement compliqué.  

 

Qu’est-ce qui est affecté et par quoi ?

Parmi les choses qui affectent la performance interne (pression et vélocité) d'un certain projectile, nous avons :

-Le diamètre, le poids et la grandeur totale d'un projectile;
-La capacité de la chambre à poudre (une fonction qui varie selon la construction de la douille et la grandeur de la chambre);
-Les caractéristiques de combustion de la poudre utilisée et le taux de combustion relatif ;
-La quantité de poudre utilisée;

-La longueur et les dimensions intérieures du canon;
-L'uniformité et la vitesse de combustion de la poudre et
-La température de la poudre avant sa combustion, juste après la frappe du percuteur.
 

La poudre en simple.

Les grains de la poudre sans fumée se présentent sous différentes formes et grosseurs afin de donner le meilleur résultat dans les armes à feu dans lesquelles elles sont utilisées. Par exemple, la poudre utilisée dans le canon de 16 pouces de diamètre a des grains mesurant près de un pouce de diamètre et 2,5 pouces de long alors que la poudre typique de carabine a des grains mesurant seulement 2/32e ou 3/32e de pouce. Plus petit est le grain plus vite il brûlera.  La plupart des poudres sont disponibles dans des grains tubulaires, sphériques et en forme de flocons.

 

La plupart des grains tubulaires ont un trou dans le centre afin de permettre une combustion à la fois de l'intérieur et de l'extérieur uniformément.  Sans le trou, lorsque le grain brûle, sa surface va décroître et la quantité de gaz produits va décroître également à mesure que le grain va achever de brûler, ce qui va faire que la balle partira moins vite et moins loin.  La poudre de ce type, appelée poudre dégressive, donne une pression maximale alors que le projectile est près de la culasse et une faible pression à la bouche du canon.  En perçant un trou au centre du grain, la surface de combustion demeure constante et le point de pression maximale est déplacé à un point où le projectile est à une certaine distance à l'intérieur du canon.  Ces types de poudre sont appelés à combustion neutre.

 

Une autre façon de contrôler le taux de combustion est l'utilisation d'un enrobage. Ces poudres, appelées poudres à combustion progressive, donnent une pression maximale à un point où le projectile est déjà rendu loin dans le canon : l'enrobage sur les grains de poudre contient le taux de combustion jusqu'à temps que l'enrobage ait complètement brûlé. La technologie d'enrobage est importante dans les poudres pour armes portatives parce que sans celui-ci, les grains seraient quelquefois trop gros pour être pratiques.

La majorité des poudres commerciales pour armes portatives sont composées soit à base de nitrocellulose (poudres à simple base), soit d'un mélange de nitrocellulose et de nitroglycérine (poudres à double base).  Les poudres à double base ont un plus grand potentiel d'énergie que les poudres à simple base. Quelques poudres modernes sont quelquefois référées en tant que poudres "à triple base", incorporant dorénavant un ingrédient additionnel appelé nitroguandine, mais elles ne font pas l'objet d'une grande distribution excepté pour les poudres militaires et quelques poudres commercial.

En tant que point d'intérêt technique, les poudres propulsives pour armes portatives ont un potentiel d'énergie d'environ 178 pieds-livre par grain de poids.  Toutefois, en pratique, cette figure n'est même pas vaguement approchée à cause des pertes d'énergie variables qui sont inhérentes et inévitables : l'énergie utilisée pour pousser le projectile dans les rayures du canon, pour chauffer le canon, etc.

Contrairement au mythe des médias, la poudre sans fumée n'est pas un explosif, mais plutôt un solide hautement inflammable.  Notez toutefois que nous parlons ici seulement de poudre sans fumée.  La poudre noire est un explosif et une petite quantité allumée même dans un espace ouvert peut exploser.  En tant qu'exemple, un des gros grains de poudre utilisée dans le canon naval de 16" peut actuellement être tenu dans la main lorsque allumé; il va tout simplement éclater en morceaux.  Même les grains individuels de poudres pour armes portatives brûlent très lentement.  Mais, lorsque plusieurs grains d'une pile sont allumés ensemble, la chaleur générée par chacun d'eux en brûlant fait que le grain adjacent brûle encore plus rapidement.  Un très petit tas de poudre sans fumée brûlant à l'air libre peut causer une telle montée de chaleur qu'une personne se tenant près ne serait pas capable de s'écarter assez rapidement pour éviter d'être blessée. 

À l'intérieur d'une cartouche, le même procédé survient, mais sur une échelle de temps beaucoup plus courte.
 

 

Qu'arrive-t-il lorsque la détente est pressée ? 

Lorsque vous appuyez sur la détente et que l'amorce éclate, la flamme intense créée par le mélange d'amorçage remplit l'intérieur de la douille et allume la charge de poudre au grand complet.  Plus la charge de poudre remplit la cartouche, moins les gaz générés par la poudre en combustion vont s'expansés sans faire leur travail et plus la chaleur générée accélérera le processus de combustion décrit plus haut.  Autrement dit, une cartouche pleine de poudre ou presque va être plus efficace qu'une cartouche partiellement remplie.  La pression montante générée par la poudre en combustion va pousser le projectile dans le canon.  Si le projectile est lourd, et maintenu solidement dans le collet de la cartouche, ou si la pression des rayures sur le projectile est grande, le confinement de la poudre est accentué et la combustion va procéder plus rapidement que si ces conditions n'auraient pas été présentes. 

 

Plus le canon sera long, plus la poudre aura de temps pour pousser le projectile : vous avez de plus hautes vélocités avec un plus grand canon, tous les autres facteurs étant égaux.  Toutefois, même lorsque non atteint avec des carabines de gros calibre, il y a un point auquel une grandeur de canon additionnelle ne cause pas une hausse mais une baisse de vélocité.

Lorsque le projectile descend dans le canon et que les gaz derrière lui diminuent, il va venir un temps, avec un canon suffisamment long, où la friction du canon et la pression de l'air en avant du projectile vont égaler la pression derrière lui.  À ce point, la vélocité va commencer à diminuer.  Avec les .22 à percussion latérale, ce point est atteint avec environ 14-16" de canon.  Au-delà de cette longueur, aucune hausse de vélocité ne survient, mais la longueur supplémentaire peut être utile pour d'autres choses telles qu'une distance entre les mires accrue ou des exigences légales.

Si nous devons garder la longueur du canon raisonnable, la façon d'augmenter la vélocité est soit de changer les caractéristiques de combustion de la poudre, de telle sorte qu'elle donne de plus hautes pressions pendant un temps plus grand, ou simplement de brûler plus de poudre en utilisant une plus grosse douille.

En utilisant une douille avec une plus grande capacité, nous fournissons un volume de chambre égal à celui du canon tout en diminuant le taux d'expansion.  Comme résultat, les gaz ont subi moins d'expansion alors qu'ils atteignaient la bouche du canon et la pression à celle-ci est plus haute.  Puisque la pression à la bouche du canon est plus haute, la pression moyenne le long du canon est plus haute et le projectile a une plus haute vélocité.  Il y a un désavantage à cela.  Parce que la pression à la bouche du canon est plus haute, il y a plus d'énergie transmise à l'air inutilisé (tel que le flash et le coup de feu) et l'efficacité de la charge en est réduite.
 

La balistique externe

Nous avons vus comment – et avec quelle force la balle part du canon. Mais que ce passe-t-il ensuite ?

 

La trajectoire de la balle  

Les projectiles vont sur leur cible sous une trajectoire parabolique qui devient de plus en plus courbée à mesure que la distance augmente et que la vélocité diminue (comme une balle de tennis qu'on lance au loin avec ses mains).  En réalité, le projectile commence à tomber dès l'instant où il quitte le canon.  Toutefois, la ligne centrale du canon est inclinée légèrement vers le haut par rapport à la ligne des mires (qui sont au-dessus du canon), de façon à ce que le projectile croise la ligne de mire lorsqu'il monte (habituellement 25 verges ou plus) et une autre fois lorsqu'il redescend à ce qu'on appelle la portée "zéro".

Le projectile atteint le plus souvent sa cible là ou l’on a visé (et pas ou l’on croit avoir visé !) mais dans certaines conditions et sur de certaines distances, certains éléments peuvent faire changer de trajectoire la balle, de quelques centimètres à plus d’un mètre selon les conditions. Celles-ci sont le vent, la pluie…

 

La balistique terminale

La balistique terminale est la science qui étudie ce qui se produit lorsque le projectile frappe sa cible.  Pendant très longtemps, ce sujet fut basé sur des mythes et des incompréhensions.  Ce ne fut que lorsque des tests de simulation de tissus et des photographies aux rayons X à haute vitesse furent effectués qu'on commença à comprendre ce qui se passa vraiment.  

 

 

 

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