Contexte

Les munitions pour armes légères, ou cartouches, sont utilisées dans une variété d’armes à feu allant des pistolets aux fusils et fusils de chasse jusqu’aux armes automatiques plus lourdes parfois appelées mitrailleuses. Le terme « balle » est couramment utilisé pour décrire la cartouche, alors qu’il ne désigne en fait que le projectile. La terminologie correcte pour les composants de la cartouche est la suivante : balle, douille, amorce et poudre à canon. Chaque composant est fabriqué séparément, puis assemblé dans la cartouche. Les spécifications relatives à la taille, à la forme, au type d’allumage et aux performances balistiques ont été normalisées pour la majorité des munitions militaires et civiles, mais il existe encore de nombreuses cartouches obsolètes et uniques en leur genre. Les munitions pour armes légères comprennent les cartouches dont le diamètre de la balle, ou calibre, peut atteindre 0,75 pouce (calibre 750). L’essentiel de la production concerne les cartouches à balles de calibre .45 ou inférieur.

Jusqu’au 19e siècle, la seule façon de charger une arme était de verser d’abord la poudre dans le canon, puis de placer une pièce de tissu graissé autour d’une balle de plomb et de faire descendre la balle dans le canon jusqu’à la poudre avec la baguette. Une serrure à silex produisait une petite étincelle, ou une amorce à percussion produisait un petit éclair explosif pour enflammer la poudre qui tirait la balle rapiécée. Ce processus était très lent et produisait souvent un tir imprécis. Après des tirs répétés, le canon s’encrassait de résidus de poudre au point que le chargement devenait impossible.

Au début des années 1800, les fabricants d’armes à feu ont réalisé qu’une précision et une cadence de tir accrues ne pouvaient être obtenues qu’en repensant la façon dont la balle, la poudre et l’allumeur étaient chargés dans l’arme. La première nouvelle conception réussie a été réalisée en 1848 par Christian Sharps. Sa conception utilisait une ouverture, ou culasse, à la base du canon, la plus proche de la personne qui tirait l’arme. La culasse pouvait être fermée manuellement pour sceller l’extrémité. Avec la conception de Sharp, la balle était chargée dans la culasse ouverte, suivie d’une charge de poudre contenue dans un sac en papier. Lorsque la culasse était fermée, le sac était ouvert. Cela exposait la poudre qui pouvait alors être allumée par la capsule à percussion.

En 1852, une cartouche avec un étui métallique a été développée par Charles Lancaster d’Angleterre. Elle contenait la poudre à l’intérieur de l’étui avec la balle à une extrémité. À peu près à la même époque, un autre Anglais, le colonel Boxer, et un Américain, Hiram Berdan, ont également développé une cartouche à étui métallique qui incorporait un allumeur, ou amorce, inséré au centre de la base de l’étui. L’amorce contenait une petite quantité d’explosif à impact qui pouvait être déclenché lorsqu’il était frappé par une goupille – appelée percuteur – qui faisait partie de l’arme. Le concept de la cartouche à étui métallique à percussion centrale développé par Boxer et Berdan a survécu jusqu’à nos jours et constitue la base de la conception des munitions modernes pour armes légères.

Matières premières

Les balles sont faites d’un alliage de plomb, contenant souvent de l’étain et de l’antimoine. Certaines balles sont dotées d’une épaisse chemise de cuivre sur la face extérieure pour améliorer les performances.

Les douilles sont faites de laiton, d’acier ou d’aluminium. Le laiton est le plus courant. Les douilles de fusils de chasse sont souvent fabriquées avec un

De nombreuses balles d’armes de poing et de fusils utilisées pour le tir de compétition sont chiffrées à l’aide de méthodes de chiffrage conventionnelles. Le plomb fondu est versé dans la cavité du moule de la balle, refroidi rapidement, puis extrait du moule. La douille typique en laiton est formée à partir d’une feuille recuite par étirage avec un jeu de poinçons et de matrices multiples.

étui en plastique fixé à une base métallique. Quelques douilles de cartouches d’armes de poing ont été fabriquées en plastique, mais elles n’ont pas été largement acceptées.

Les amorces sont constituées d’une coupelle en cuivre ou en alliage de laiton avec une enclume en laiton et sont remplies d’un allumeur en styphnate de plomb sensible aux chocs. Les parties métalliques de l’amorce sont généralement nickelées pour résister à la corrosion.

Les propulseurs peuvent varier de la poudre à canon noire à une poudre sans fumée plus moderne qui contient de la nitrocellulose. Les propergols sont soigneusement formulés pour s’enflammer et créer un gaz en expansion qui accélère la balle dans le canon. Le taux d’expansion, la taille physique et la forme des particules de poudre, et la stabilité du propulseur sont tous des facteurs importants dans la formule chimique utilisée pour le produire.

Conception des balles & Fabrication

Les balles peuvent être fabriquées par plusieurs procédés différents. Les petites balles de calibre .22 sont généralement en plomb et sont pressées, ou formées à froid, pour prendre forme. Un petit morceau de fil de plomb épais est coupé à la bonne longueur et formé à la forme de la balle par un jeu de matrices dans une presse automatique. Ce type de processus automatisé permet d’atteindre des taux de production élevés. De nombreuses balles d’armes de poing et de carabines utilisées pour le tir de compétition sont coulées à l’aide de méthodes de coulée conventionnelles. Le plomb fondu est versé dans la cavité du moule de la balle, refroidi rapidement, puis extrait du moule. L’endroit où le plomb pénètre dans la cavité (ou « sprue ») est rogné lors de l’extraction de la balle. Les balles formées à froid et les balles moulées peuvent être encore améliorées par un placage de cuivre. Le procédé de cuivrage consiste à déposer électriquement une fine couche de cuivre sur l’extérieur de la balle, protégeant ainsi le plomb de l’oxydation et offrant une surface plus dure pour s’engager dans les rainures, ou rayures, du canon qui donnent à la balle une rotation améliorant la précision. Le cuivre réduit également l’encrassement des rayures par le plomb après le tir, ce qui permet à l’arme à feu de conserver sa précision après avoir tiré de nombreuses cartouches.

Pour améliorer les performances et la précision des balles, la balle « chemisée » a été développée. Il s’agit d’une famille de balles qui utilisent une enveloppe extérieure substantielle en laiton ou en cuivre, généralement remplie de plomb par coulée ou par formage à froid, et ayant plusieurs configurations différentes pour des critères de performance spécifiques. Parmi les exemples, citons les balles FMJ (full metal jacket), JHP (jacketed hollow point) et JSP (jacketed soft point), chacune avec des options telles que la conception de la queue de bateau, l’expansion contrôlée, la traçabilité, l’incendie et le perçage de blindage. L’enveloppe extérieure en laiton de ces balles s’engage fermement dans les rayures lors du tir, ce qui permet un ajustement serré pour une meilleure précision. Conçue pour améliorer encore la précision, la balle à queue de bateau a une base de diamètre réduit pour améliorer le flux d’air et la stabilité en vol. Les balles à nez mou et à pointe creuse sont conçues pour se dilater au moment de frapper la cible afin d’intensifier leur impact.

On trouve parfois des balles spécialisées dans des applications militaires. Les balles perforantes peuvent être en laiton massif ou à noyau d’acier gainé de cuivre. Elles peuvent pénétrer dans les blocs moteurs et les châssis d’avions, endommageant et neutralisant les mécanismes à l’intérieur. Les traceurs contiennent une petite quantité d’un composé phosphoré dans leur base. Au moment du tir, le phosphore s’enflamme et brûle en produisant une lumière vive. La nuit, on peut les voir s’éloigner de la position de tir et se diriger vers la cible, ce qui permet au tireur de suivre la balle en vol et d’ajuster sa visée. Les balles incendiaires contiennent de petites quantités de magnésium qui, comme le phosphore, brûle lorsqu’il est allumé, mais reste en combustion plus longtemps et provoque l’inflammation des carburants ou des munitions lors de l’impact sur la cible.

Conception des étuis & Fabrication

Presque tous les étuis de munitions pour armes légères sont en alliage de laiton. Certains utilisent l’aluminium, l’acier ou le plastique, mais l’étui en laiton est le plus populaire et le plus facile à fabriquer.

La conception de l’étui est déterminée par l’arme à feu dans laquelle les munitions sont utilisées. L’étui en laiton typique est formé à partir d’une feuille recuite par étirage avec un jeu de poinçons et de matrices multiples. La première étape du jeu de matrices multiples forme le métal, la deuxième étire le métal plus profondément, la troisième forme le rebord, et ainsi de suite. Chaque étape étire le métal un peu plus jusqu’à ce que l’étape finale produise une douille formée avec précision. Les douilles sont coupées à la longueur voulue et le trou d’amorçage est percé. Le traitement thermique et la détente sont appliqués à certains types de douilles pour en améliorer la durabilité. Ces opérations sont réalisées dans de grands fours à lots, où des paniers de douilles sont chauffés à une température suffisante pour ramollir doucement le métal sans le déformer. Une fois refroidi, le métal est « détendu » et mieux à même de supporter les tirs. Certaines douilles de calibres d’armes de poing sont nickelées pour leur durabilité lors du rechargement, leur résistance à la corrosion et leur apparence. Chaque étui est estampillé avec des informations telles que le calibre, le fabricant, les codes de munitions et l’année de fabrication.

Conception de l’amorce & Fabrication

L’amorce se compose de deux parties métalliques et d’une petite quantité de composé explosif. Les amorces sont de tailles différentes en fonction de l’arme à feu. Si l’on prend l’exemple d’une petite amorce de pistolet, la coupelle a généralement un diamètre d’environ 0,125 pouce (0,32 cm) et une hauteur de 0,125 pouce (0,32 cm), et elle est faite de cuivre doux ou de laiton. À l’intérieur se trouve une petite quantité de styphnate de plomb, un explosif sensible aux chocs, et dans l’ouverture se trouve une pièce en forme de triangle appelée enclume. Lorsqu’il est frappé par le percuteur, le centre de la coupelle s’effondre, comprimant l’explosif entre sa surface interne et l’enclume. L’explosif s’enflamme et projette une flamme par le trou d’éclair, enflammant le propulseur pour tirer la cartouche.

Le processus de fabrication : L’assemblage des cartouches

Le processus d’assemblage des composants de la cartouche commence par un nettoyage et un polissage minutieux du boîtier par une finisseuse vibrante. La finisseuse travaille en faisant vibrer un sous-produit du maïs (des épis de maïs séchés et moulus) avec un composé de polissage autour des boîtiers, créant ainsi un lustre élevé. Ainsi préparés, ils sont prêts pour l’assemblage final. Voici comment est assemblée une cartouche métallique typique à percussion centrale :

Dimensionnement de la douille

• 1 Les douilles sont introduites dans une presse de chargement qui commence par dimensionner la douille. Ce calibrage
  

  forme la douille métallique aux dimensions standard. L’étui doit être à 0,001 pouce près pour qu’il fonctionne correctement.

Insertion de l’amorce

• 2 L’amorce est ensuite enfoncée dans le trou d’amorce de l’étui au ras de la base. L’amorce doit être à fleur, sinon la cartouche ne pourra pas s’alimenter correctement dans le magasin de l’arme, ce qui provoquera un « bourrage ». En même temps, l’embouchure de l’étui est légèrement élargie, en préparation pour recevoir la balle.

Chargement de l’étui

• 3 L’étui est « chargé », ou rempli de la bonne quantité de propergol. Cette étape est de la plus haute importance, car une erreur de calcul ou un double chargement pourrait être désastreux.

Assemblage de la balle

• 4 La balle est fermement installée dans l’extrémité ouverte de l’étui. La balle est recouverte d’une couche de lubrifiant pour prévenir la corrosion et faciliter le processus d’assemblage. La balle est ensuite sertie dans l’étui pour donner la longueur totale correcte de la cartouche. Le sertissage réduit le diamètre de l’extrémité ouverte de l’étui et capture fermement la balle, scellant l’ensemble pour que l’humidité ne puisse pas envahir la poudre.

  La presse utilisée pour assembler les cartouches doit alimenter chaque composant avec précision et dans la bonne séquence. Sinon, les douilles pourraient ne pas être amorcées, la poudre pourrait être oubliée ou les balles mal placées. Chacun de ces problèmes peut, au minimum, provoquer un raté ou une perte de précision et, au pire, faire exploser l’arme à feu au moment du tir. À chaque étape du processus, des matrices spéciales remplissent l’importante fonction d’assemblage. Les matrices sont fabriquées en carbure d’outillage pour une longue durée de vie, et ont des ajustements serrés pour produire des munitions de qualité.

  Après l’assemblage, les cartouches finies sont emballées, généralement 50 par boîte, et préparées pour être expédiées au tireur.

Contrôle de la qualité

La plupart des fabricants tirent des milliers de leurs propres cartouches dans le cadre de leurs programmes et processus de contrôle de la qualité. La précision, la pression, la fiabilité, la vélocité et la constance sont toutes enregistrées. Les armes utilisées à cet effet sont spécialement fabriquées, très précises et équipées de dispositifs électroniques de collecte de données. Chaque série de production d’une cartouche particulière se voit attribuer un « code de lot ». Ce numéro, imprimé sur la boîte de munitions, permet d’inventorier et de tracer les munitions. Si un lot particulier présente des problèmes sur le terrain, ce groupe peut être rappelé et remplacé en utilisant le système de code de lot.

L’avenir

Les munitions pour armes légères seront disponibles sous leur forme actuelle dans un avenir prévisible. Sa fonction continuera à être de propulser un projectile sur une certaine distance pour atteindre une cible. Les variations dans le matériau et la conception de ces munitions répondront aux besoins spécifiques des nombreux groupes d’utilisateurs d’armes légères.

Les militaires continueront à développer des munitions capables de pénétrer et de neutraliser une grande variété de cibles allant des humains aux équipements électroniques sophistiqués. Actuellement, ils étudient les armes et les munitions « non létales » qui neutralisent une cible sans la détruire. Parmi les armes légères de cette catégorie figurent les lasers chimiques portatifs qui neutralisent les capteurs électroniques et les canons à mousse qui projettent une mousse collante qui enveloppe la cible. Ces dispositifs non létaux viendraient compléter, et non remplacer, les armes légères et les munitions conventionnelles.

La police s’intéresse également aux armes et munitions non létales. Les balles en caoutchouc qui ont un impact sans pénétration sont déjà utilisées pour le contrôle des émeutes. Un autre dispositif est un fusil de chasse qui tire un petit sac de fèves. Lorsqu’il est tiré à courte distance, le sac de fèves frappe avec l’impact d’un coup de poing pour neutraliser momentanément la cible.

Les chasseurs voudront des munitions qui frappent avec précision et tuent d’un seul coup. Une grande partie du développement des munitions commerciales pour armes légères a porté sur ce domaine, et a inclus de nombreuses variations dans les charges de poudre et la configuration des balles.

Les tireurs sur cible continueront à développer des munitions qui offrent une excellente précision et répétabilité pour le tir de compétition.