les armes à air comprimé piston ressort/CO2

Armes
Les armes dites à «air comprimé» regroupent l'ensemble des armes à canon court (pistolet, revolver) ou long (carabine, fusil) utilisant la détente d'un gaz pour propulser un projectile.

Le terme «arme à air comprimé» est abusivement utilisé pour nommer les armes utilisant ce principe de détente, indépendamment de la nature réelle du gaz. Ainsi on trouve généralement deux possibilités pour le gaz propulseur :

•soit du dioxyde de carbone (C02)
•soit de l'air (mélange de dioxygène O2 (21% à peu près) et de diazote N2 (78% à peu près) + autres gaz (1%) )
Selon le gaz utilisé et le mécanisme de l'arme, plusieurs variantes sont alors envisageables. On peut distinguer par conséquent les armes dite à ressort (piston), à air précomprimé, à CO2, etc.

Certaines de ces armes sont utilisées pour le tir de compétition, pratiqué à 10m (cible papier) ou plus (sur silhouettes métalliques).


Armes à ressort (piston)
C'est le dispositif le plus commun, le moins onéreux et , en particulier, le moins fragile. Un piston monté en arrière du canon est couplé à un ressort dont la force détermine la puissance de l'arme. Un levier, quelquefois astucieusement remplacé par le canon lui-même, sert à comprimer le ressort et de reculer le piston : cette opération est nommée «armement de l'arme».

Une pression sur la queue de détente libère le piston qui vient alors expulser l'air ainsi comprimé dans la chambre où le projectile a été positionné dans le cul du pigeon.


En réalité, on observe une compression puis une détente de l'air et non pas une expulsion directe :

•Quand le piston est libéré, le projectile nécessitant une mise en pression importante de l'air pour commencer sa progression dans le canon, le gaz monte en pression à mesure que le ressort se relâche.
•Quand la pression atteint un niveau suffisant pour vaincre la résistance du projectile dans la chambre (frottements et déformation partielle), le gaz subit une détente au fur et à mesure que le projectile progresse dans le canon, jusqu'à sa sortie.
Les armes disposant d'un canon fixe et d'un levier supplémentaire pour l'armement sont connues pour leur plus grande précision en comparaison avec celles utilisant le canon pour comprimer le ressort. En effet la présence d'un canon fixe limite les déplacements envisageables de ce dernier lors du tir.

Les calibres les plus populaires sont le calibre. 177 (4.5mm) et le calibre. 22 (5.5mm).

La velocité de ces armes peuvent fluctuer entre 152 m/sec et 457 m/sec.


Armes à air précomprimé
Ces armes ne disposent pas de ressort pour déplacer le piston mais comportent une chambre de précompression positionnée en amont de la chambre contenant le projectile (comme les air gun par exemple).


Versions à levier d'armement
Dans cette version, le levier d'armement sert alors à précomprimer l'air dans la chambre de précompression par action directe sur le piston. L'appui sur la queue de détente vient libérer une soupape qui laisse alors le gaz se détendre dans la chambre et propulser le projectile


Versions à cartouche
Dans cette version, aucun levier d'armement n'est utilisé. Une cartouche métallique rechargeable, logée sous le canon de l'arme, contient l'air précomprimé indispensable. Le rechargement de cette cartouche est obtenu avec un compresseur classique ou d'une pompe manuelle. L'air à température ambiante ne peut pas être rendu liquide aux pressions acceptables pour les cartouches, c'est par conséquent bien sous forme gazeuse qu'il se trouve dans ces dernières.

Plus précises que les armes à ressort+piston, ces armes sont aussi plus silencieuses car aucune pièce ne se trouve en mouvement lors du tir lui-même, ce qui contribue aussi à leur stabilité. Par contre, leur fragilité est plus importante en raison du mécanisme associant la soupape et les joints d'étanchéité.

Les armes à air précomprimé peuvent être plus puissantes que celles à ressort. Leur seule limitation, qui est aussi celle des armes à piston et ressort, est la vitesse de détente de l'air.

La velocité de ces armes fluctuent generalement entre 152 m/sec jusqu'a 1200 m/sec (maximum).

Exemple de carabine à air précomprimé à cartouche (version compétition) :





Armes à CO2
Ces armes n'utilisent ni piston ni ressort, ni levier d'armement, mais une cartouche de CO2 liquide pour la propulsion du projectile.

Ces cartouches de CO2 peuvent être jetables ou rechargeables. Les cartouches jetables autorisent généralement une trentaine de coups tandis que les versions rechargeables dépassent les 150 coups. Le CO2 est stocké sous forme liquide dans ces cartouches et le tireur doit acheter de nouvelles cartouches (version jetable) ou recharger avec une bouteille de CO2.

De telles armes sont de moins en moins utilisées à cause de la complexité de leur rechargement (bouteille de CO2). Exemple de pistolet à CO2 (version compétition) :


Munitions
Les armes à air comprimé utilisent généralement des munitions de type diabolo, en plomb ou en plastique avec tête aluminium. Il existe aussi des fléchettes pour les petits calibres, mais celles ci sont peu utilisées à cause de leur faible précision et du risque d'endommagement du canon.

Le calibre des armes à air comprimé est assez variable, quoique certaines valeurs soient nettement plus communes. Voici par exemple le calibre. 177 (4.5mm), le . 22 (5.5mm), le 6.35mm, mais toujours le . 50 pour les plus gros.


Cadence de tir
Les armes à air comprimé utilisant un piston+ressort n'autorisent pas les tir répétés sans réarmement manuel par action sur le levier. La cadence de tir fluctue alors selon l'habileté du tireur, de 2 à 3 tirs par minute jusqu'à 8-10 tirs par minute.

Les versions à air précomprimé avec bouteille ou à C02 permettent un fonctionnement semi-automatique puisqu'aucune énergie extérieure n'est indispensable à leur fonctionnement. Il est alors envisageable d'enchaîner les tirs (tir de vitesse), ce qui a donné naissance au tir de vitesse à 10 mètres, au pistolet ainsi qu'à la carabine. Les cadences de tir atteignent alors 1 tir par seconde, mais le nombre de tirs reste limité selon la capacité de la cartouche.


Puissance, portée, précision
La puissance des armes dites «à air comprimé» fluctue de quelques Joules à peine jusqu'à plusieurs centaines de Joules selon leur version et leur mécanisme.

Toutes les armes de ce type sont limitées par la vitesse de sortie du projectile, qui ne peut dépasser celle de détente du gaz propulseur. Le gaz propulseur étant tenu à des températures proches de l'ambiante (20°C généralement), la vitesse de détente ne peut être particulièrement élevée. Généralement on obtient des vitesses de projectiles atteignant 1200 m/sec maximum.

La puissance (terme abusif, dans la mesure où il s'agit en fait d'énergie cinétique) de l'arme s'exprime par la formule



Où M est la masse (en kg) et V la vitesse de sortie (en m/s)

Cette formule ne tient pas compte de la rotation imposée au projectile par les rayures du canon et donnant un terme d'énergie de rotation supplémentaire, car cet effet reste négligeable pour ces munitions, sauf pour leur stabilité en vol.

Puisque la vitesse est limitée, c'est sur la masse du projectile qu'on peut jouer pour augmenter la puissance.

C'est ainsi que certaines versions d'armes à air comprimé présentent des calibres quelquefois énormes (. 50 par exemple, soit à peu près 12.7mm !) pour augmenter leur puissance. De telles armes sont utilisées pour la chasse au gros gibier aux États-Unis par exemple (en France la chasse aux armes à air comprimé est interdite).

La portée des armes à air comprimé dépend de leur puissance et du type de projectile utilisé. En règle générale, la portée ne dépasse pas 100 mètres, sauf pour les plus gros calibres.

Pour le calibre 4.5mm, les portées sont de l'ordre de :

•8 à 30 mètres en portée efficace (distance maximum à partir de laquelle la vitesse du projectile diminue énormément)
•30 à 100 mètres en portée utile (distance maximum à partir de laquelle la vitesse est jugée trop faible pour conserver une efficacité suffisante (précision, pouvoir de pénétration)
•100 à 200 mètres en balle perdue (perte totale de précision)
Le pouvoir de perforation demeure limité, en particulier dans les matériaux durs, même pour les munitions à tête renforcée (aluminium), du fait de leur vélocité faible en comparaison avec d'autres munitions. Cependant la dangerosité de telles armes est loin d'être négligeable; à titre d'exemple une arme tirant une munition de calibre 4.5mm à 340m/s permet sans problème de traverser 1cm de sapin à 25 mètres.

La précision des armes à air comprimé est l'une des plus élevées, aux faibles distances de tir. Combinée à une instrumentation de visée particulièrement précise sur certains modèles conçus pour la compétition, celle-ci autorise des groupements d'impact en cible quelquefois à peine croyables. Il n'est en effet pas rare d'obtenir un seul trou tandis que plusieurs coups ont été tirés. Ainsi les carabines et pistolets dits de compétition permettent le tir sur des cibles de dimensions particulièrement réduites à 10 mètres.


Exemple de cible de tir à 10 mètres (version carabine - taille réelle)
Législation
En France les armes dites à «air comprimé», quel que soit leur type exact, sont classées en 7e catégorie. Quand elles développent moins de 10 Joules en sortie du canon elles sont en vente libre aux personnes majeures. Quand elle développent plus de 10 Joules en sortie de canon leur acquisition doit se faire sur présentation de la licence de tir ou permis de chasse de l'acquéreur. Une fois acquises elles doivent faire l'objet d'une déclaration en préfecture.

En Belgique, les armes à air, quel que soit leur type et l'énergie développée sont en vente et détention complètement libre pour les personnes majeures.

Quelle que soit leur catégorie, ces armes ne sont pas autorisées à la vente aux mineurs. Cependant, un flou existe pour ce qui concerne les «soft balls», versions jouets des armes à air comprimé, tirant des billes en plastique à une vitesse assez réduite. De tels jouets n'en sont plus vraiment quand leur puissance dépasse certains niveaux (danger pour les yeux surtout). Ces jouets échappent fréquemment aux règles de commerce et sont de nature à inquiéter les forces de l'ordre de par leur ressemblance quelquefois particulièrement aboutie avec de réelles armes.


Anecdote - Histoire
Les armes à air comprimé ne sont pas récentes et plusieurs armuriers ont contribué à leur développement actuel.

Les premières armes à air comprimé, alors nommées «armes à vent», sont apparues aux alentours du XVIIIe siècle. Pourvues d'une sorte de ballon métallique servant de réservoir, elles nécessitaient l'action répétée d'un levier actionnant une pompe pour monter à quelques dizaines ou alors centaines de bars pour les plus puissantes. Il s'agissait par conséquent d'armes à air précomprimé.

Le projectile utilisé était alors assez lourd car d'un calibre important (de l'ordre de quelques centimètres).

Assez précises et autorisant des tirs à des distances assez importantes au fil de leur mise au point, ces armes ont trouvé leur utilisation sur les champs de bataille pour les tireurs isolés, visant les officiers du camp adverse.

LONGRIFLE