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Une munition d'arme à feu est constituée au minimum d'un explosif appelé charge et d'un projectile. Ce terme désigne souvent un ensemble destiné à charger une arme à feu.
Historique
Les premières armes à feu tiraient de simple cailloux, puis rapidement des balles sphériques en plomb. La poudre était chargée séparément par la gueule. Jusqu'au siècle, il était nécessaire de calepiner les balles, c'est-à-dire de les enrouler dans un morceau de coton, de tissu ou de papier graissé afin d'assurer le meilleur rendement possible du tir en ajustant mieux le projectile au canon afin d'y réduire les interstices par lesquels les gaz s'échappent au lieu de pousser la balle.
Avec l'apparition des poudres sans fumée ni résidu et des capsules s'enflammant à la percussion, les munitions ont gagné en facilité d'usage et en fiabilité. L'étui (arme) est un réceptacle muni d'une capsule à sa base et rempli d'une charge tandis que la balle, ayant pris différentes formes d'ogive, est enchâssée à l'autre extrémité. L'ensemble nommé cartouche est étanche et offre une facilité de chargement qui a ouvert la voie à toute une série de systèmes automatiques de chargement de l'arme, améliorant ainsi sa puissance de feu.
Les cartouches modernes présentent des calibres de plus en plus petits avec des balles plus légères mais aussi beaucoup plus rapides.
Désignation
Les munitions sont généralement désignées par un chiffre correspondant quasi toujours au calibre (au moins approximatif) du projectile suivi d'un nom propre. Un second système de notation plus rigoureux exprime le calibre et la longueur de l'étui, plus éventuellement quelques lettres établissant diverses caractéristiques.
Mécanique de la munition
La plus importante caractéristique d'une arme à feu est la munition pour laquelle elle est chambrée. Elle détermine le calibre de l'arme ; le poids de la balle et la quantité de poudre déterminent la puissance de la munition et le recul de l'arme.
Les chapitres suivant expliquent pourquoi les munitions modernes ont tendance à être d'un calibre inférieur, plus légères et rapides que les munitions plus anciennes.
Énergie
L'énergie d'un projectile en mouvement correspond à son énergie cinétique et augmente sa portée et son efficacité. La formule en mécanique classique est :
Notons que l'énergie cinétique au moment de l'impact dépend de l'énergie qui lui est donnée au moment du tir, et de l'énergie perdue par le frottement de l'air. L'énergie donnée au moment du tir dépend de la charge explosive et du frottement dans le canon (donc de sa longueur), mais pas de la masse du projectile ; ainsi, pour une charge explosive donnée, un projectile plus lourd ira moins vite qu'un projectile léger, mais les deux auront la même énergie cinétique.
Le frottement de l'air dépend lui de la forme du projectile et de sa vitesse : plus un projectile est rapide, plus le frottement est important et donc plus il ralentit. L'inertie, donc la masse, du projectile s'oppose à ce freinage. Ainsi, pour une énergie cinétique intiale donnée, un projectile plus lourd sera moins sensible au freinage qu'un projectile léger, car moins rapide initialement (le frottement est donc moins important) et moins sensible au ralentissement (inertie plus grande).
Recul
Le recul d'une arme est une poussée inverse à celle de la balle, selon le principe d'action-réaction. Elle est fonction de la quantité de mouvement p développée par la balle soit :
À la quantité de mouvement de la balle partant dans un sens correspond, pour l'arme dont le coup est parti, une quantité de mouvement identique en sens contraire.
- m1·v1 = m2·v2
Trajectoire du projectile
La gravité terrestre entraîne irrémédiablement le projectile vers le sol et la trajectoire d'un projectile prend nécessairement la forme d'une courbe. Les tirs à longue distance nécessitent de compenser cette chute en visant au-dessus de la cible. Plus la balle aura d'énergie, plus sa trajectoire semblera plate pour une distance donnée. Le vent devra être compensé de la même manière en décalant la ligne de visée sur le côté.
La plupart des armes à feu présentent un canon pourvu de rayures internes destinées à imprimer un mouvement de rotation à la balle pour améliorer la stabilité de sa trajectoire. La vitesse à la bouche d'une balle est très variable en fonction des munitions et de la longueur de canon des armes. Les munitions d'armes de poing sont relativement lentes, leurs vitesses ne dépassent guère celle du son soit environ 340 m/s. Les munitions d'armes d'épaule sont nettement plus rapides, entre 400 et 1 000 m/s. Un tir à longue distance implique également un décalage temporel entre le tir et l'arrivée du projectile qu'il peut être nécessaire de compenser.
Les balles entrant en contact avec des objets (pierre, arbre, mur, surface de l'eau) sont susceptibles de ricocher et de connaître d'important changements de trajectoires. C'est une source d'accident non négligeable.
Voir aussi Balistique et Trajectoire parabolique.
Dégâts, traumatologie
Les dégâts infligés par une arme à feu dépendent assez peu de l'arme elle-même, mais plutôt de la munition. Les blessures infligées sont essentiellement des plaies (perforation de la peau et des tissus sous-jacent), dont les conséquences dépendent essentiellement de la partie touchée et de la profondeur de pénétration.
La première conséquence est la douleur. Si un muscle ou un tendon est touché, cela va provoquer une impotence fonctionnelle (mouvement gêné ou impossible). Des vaisseaux sanguins seront probablement touchés, provoquant des hémorragies pouvant entraîner rapidement la mort. La destruction partielle ou totale d'organe peut provoquer une mort immédiate (cœur, cerveau) ou retardée (poumons et système respiratoire) ou des infirmités (paralysie ou troubles mentaux en cas d'atteinte du cerveau ou de la moelle épinière, troubles divers selon l'organe atteint, amputation). Comme toutes les plaies , elles présentent un risque d'infection.
La munition peut également provoquer un fracture osseuse.
Une autre conséquence de la pénétration de la munition est le « choc hydrostatique » : la percussion provoque une onde de choc (onde mécanique de pression) qui peut en elle-même provoquer des dégâts.
Le type de munition dépend du but recherché :
- maintien de l'ordre : on va plutôt s'orienter vers des munitions provoquant de la douleur, avec un faible risque de pénétration (munition dite « sub-létale »), comme par exemple de la chevrotine en caoutchouc ou des flash-balls. Les munitions classiques seront le plus souvent des balles blindées conventionnelles, probablement pour une raison plus liée au coût qu'à l'efficacité. Pour la police l'arme est symbolique et dissuassive plus que pratique ;
- chasse : le but est de stopper rapidement un animal en mouvement et d'une taille souvent réduite, la portée doit en outre demeurer relativement faible pour protéger les personnes et les biens situés hors de la zone ; les projectiles sont donc en général non profilés et multiples pour maximiser les chances de toucher et limiter la portée. La chasse au gros gibier se fait en revanche avec des balles plus conventionnelles et rapides car destinées à des animaux de forte corpulence. On cherchera alors à ce que le projectile puisse briser ses os afin de la stopper au plus vite.
- maîtrise d'un individu dangereux : le but recherché est de stopper rapidement les agissements de l'individu ; ce pouvoir d'arrêt peut être obtenu par un projectile expansif pour augmenter le volume de tissus détruits et maximiser les chances de toucher un organe vital ou de provoquer une hemorragie importante ou encore des projetctiles multiples, ces munitions présentent des risques de blesser des innocents, leur faible capacité de pénétration est donc un gage de sécurité ;
- guerre : Les munitions de guerre sont aussi variées que les armes qui les mettent en oeuvre (de la balle de pistolet à la bombe). La logistique est une contrainte importante, les munitions doivent être peu onéreuses à produire et de préférence légères et peu encombrantes, ce qui est un gage d'efficacité, tant pour l'acheminement vers les troupes combattantes que pour la quantité de munitions que celles-ci peuvent transporter. En ce qui concerne les armes légères, la portée et la capacité de perforation sont importantes car les protections individuelles se multiplient. Sur le plan stratégique il est plus rentable de blesser un soldat ennemi que de le tuer ; en effet, un blessé nécessite une logistique beaucoup plus importante (équipe de soins) et provoque un impact psychologique sur la population, lors du retour à l'arrière, pouvant infléchir les choix politiques. Il n'en demeure pas moins que la protection de ses propres soldats compte également et qu'une munition telle que le 5,56 x 45 mm OTAN est l'une des plus dangereuses munitions d'armes légères en raison de sa capacité à éclater sous les contraintes d'un impact à moins de 100 mètres (voir l'article Blindage et munition anti-blindage).
Voir ci-après Efficacité des munitions.
Classification
Le mode de percussion détermine trois types de munitions :
- centrale, étui métallique
- centrale, étui/douille non métallique : pour arme à canon lisse,
- annulaire
Efficacité des munitions
Masse et vitesse du projectile
L'énergie cinétique augmentant en fonction du carré de la vitesse, alors que son influence sur la quantité de mouvement n'est pas supérieure à celle de la masse, il est généralement intéressant de la privilégier lors de la conception de la munition. Une balle légère et rapide offrira un meilleur rapport entre énergie et recul. À titre d'exemple, une 9mm Parabellum standard de 8 g et présentant une vitesse initiale de 350 m/s aura une énergie de 490 joules tout comme une .45 ACP standard de 14,95 g avec une vitesse de 258 m/s (494 joules). Mais le recul développé par les deux munitions est en revanche très dissemblable puisque la quantité de mouvement de la 9mm Parabellum est de 2,8 kgm/s contre 3,86 kgm/s pour la .45 ACP. En terme de rapport entre énergie conférée au projectile et recul, l'avantage est très nettement en faveur des balles légères et rapides.
De telles balles nécessitent néanmoins des poudres performantes donc de hautes pressions en chambre ainsi que des canons longs, ce qui explique qu'il ait fallu du temps avant de développer des balles rapides et que les munitions d'arme de poing restent relativement lentes. Le poids de la tradition joue néanmoins un rôle important en la matière puisque qu'une 9mm Parabellum THV (Très Haute Vitesse) a été développée par une entreprise française sans rencontrer un succès commercial significatif. Les armées se sont progressivement dotées de munitions légères et rapides à partir des années 1960 et on note également l'apparition de munitions rapides et légère dans des pistolets mitrailleurs récents correspondant au concept de PDW. L'un d'entre eux, le P90 s'accompagne même du Five-SeveN, un pistolet chambré pour ce même genre de munition.
Onde de choc
En théorie une onde de choc naît dans le sillage d'un projectile progressant à plus de Mach 1 dans un fluide compressible. Or les tissus vivants contiennent beaucoup d'eau donc sont très peu compressibles. Par ailleurs la vitesse du son en leur sein est supérieure à celle des plus rapides munitions d'armes longues donc les projectiles disponibles n'y atteignent pas Mach 1. De surcroît l'inertie et la résistance mécanique des tissus leur permet de reculer lors d'une poussée donc d'absorber une partie de l'énergie qui anime le projectile. Leurs caractéristiques physiques, en particulier leur densité, causeraient de plus une rapide dissipation d'une onde de choc par élévation de la température et dommages mécaniques au milieu immédiatement environnant et non à une part importante de l'ensemble. C'est pourquoi certains affirment qu'aucun projectile d'arme à feu contemporaine ne provoque d'onde de choc dans des tissus vivants où les cavités observées relèvent des ondes de pression.Caractéristiques des balles
Mais l'énergie et le recul ne suffisent pas à rendre compte de l'efficacité des munitions. La capacité de mise hors combat d'un humain, par exemple, est particulièrement difficile à établir car des tests empiriques sont exclus. Plusieurs notions émergent toutefois :
- la capacité de perforation exprime l'aptitude d'une balle à traverser des obstacles et à pénétrer profondément dans la cible. Une munition blindée d'arme de poing est généralement capable de traverser la carrosserie d'une voiture (pas le moteur ni les roues) de part en part mais un gilet pare-balles relativement léger la stoppera. Une munition d'arme d'épaule présente généralement une capacité de perforation supérieure, face à laquelle les gilets pare-balles légers sont sans effet à moins de les renforcer de lourdes plaques (métal ou céramique). Ces protections individuelles sont de plus en plus répandues, c'est pourquoi les munitions de petits calibres utilisées dans les PDW ont pour objectif de les traverser. Certains résument la perforation en divisant l'énergie de la balle par sa surface frontale sans négliger la dureté de son noyau.
- le pouvoir d'arrêt est la capacité d'une munition à mettre un adversaire hors de combat dès le premier impact. Un pouvoir d'arrêt supérieur est l'un des critères qui justifie pour certains l'emploi d'une munition de fort calibre, telle que le .45 ACP, alors même qu'elle présente un mauvais rapport entre l'énergie dissipée lors de l'impact et le recul produit mais également un encombrement et une masse plus importants que ceux des petits calibres.
- le pouvoir vulnérant correspond à la quantité de dommages qu'une balle occasionne dans des tissus vivants. Une balle de gros diamètre s'enfonçant profondément dans sa cible en expansant autant que possible détruira un plus grand volume de tissus.
- la morphologie du projectile, améliorant ou réduisant les autres paramètres.
Types de balles
Balles blindées : Il s'agit d'une configuration simple dans laquelle le noyau, souvent en plomb, est entièrement chemisé d'un métal dur. Ces balles simples présentent un coût réduit et réduisent l'emplombage. Leur efficacité limitée a également été perçue comme un avantage par les militaires, considérant qu'il était préférable de blesser un soldat ennemi qui monopolise beaucoup plus de ressources logistiques à transporter et à soigner que s'il est simplement mort. Leur utilisation dans un contexte civil, par exemple par des policiers, pose un problème car elles traversent souvent les corps et ricochent facilement, donc peuvent atteindre des innocents.Balles perforantes : Elles présentent généralement une forme profilée (ogive) et sont composées d'une chemise classique en métal tendre (cuivre) et d'une ogive interne en métal très dur et très dense (tungstène, acier durci). Une pellicule de plomb peut être coulée entre la chemise et l'ogive interne afin de lubrifier lors de l'impact. Lorsque la balle touche une surface dure, le nez de l'ogive s'écrase sur la surface et créé une zone de contact. L'ogive interne beaucoup plus dure glisse sur l'intérieur de la chemise (a fortiori si du plomb fondu par la chaleur de la balle est présent entre l'ogive interne et la jupe), bien calée par la chemise écrasée, l'ogive interne s'enfonce droit dans la surface dure tandis que la chemise vide reste contre la paroi… L'ogive pointue aura tendance à glisser le long des obstacles plutôt que de les fracasser. Certaines balles sont même recouvertes de téflon pour faciliter leur pénétration. De telles balles perdent en puissance d'arrêt car n'expansent pas lors de l'impact. Une balle dont l'ogive est bien ronde aura en revanche tendance à conserver une trajectoire plus droite dans la cible et à briser les os si toutefois elle possède suffisamment d'énergie.
Balles à tête creuse ou molle, balles dum-dum : Ces balles sont conçues pour se déformer lors d'un impact sur un organisme vivant, donc « s'épanouir » ou « champignoner » afin d'augmenter leur efficacité. Les tissus vivants sont aqueux, or l'eau est (quasi) incompressible de sorte que ces balles molles sont déformées lors de l'impact, surtout si elles sont rapides, par la résistance rencontrée. Elles perdent en perforation mais augmentent les dommages causés à la cible par simple augmentation de leur surface frontale. Avant l'apparition de ce types de balles, certains entaillaient la tête de leur balle en forme de croix pour obtenir un effet équivalent ou encore l'éclatement de la balle en fragments dans la cible. Les balles dum-dum, produites dans l'arsenal du même nom près de Calcutta, furent les premières spécifiquement conçues pour obtenir cet effet. Ce type de balle est très répandu, dans le monde civil notamment, bien qu'elles furent interdites lors de la première conférence internationale de la paix de la Haye en 1899. Chevrotine et Glaser : Munitions composées de projectiles multiples. Les fusils de chasse à âme lisse l'utilisent pour augmenter la probabilité de toucher une petite cible en mouvement. La Glaser (marque commerciale) est une munition très spécifique utilisée dans les situations de prise d'otage. La balle contient un ensemble de projectiles qui s'égayent dans la cible à l'impact, occasionnant des dommages immédiats et considérables, notamment au système nerveux, destinés à interdire toute réaction de la cible. Les Glaser nécessitent un tir parfaitement localisé pour être efficaces, un impact à l'abdomen pourrait par exemple rester sans effet immédiat donc exposer un otage. Ces deux types de munitions sont très efficaces à courte portée mais présentent une capacité de perforation très faible.
Munitions militaires : Les munitions modernes utilisées par les armées (5,56 OTAN, 5,45 russe) présentent malgré leur faible diamètre des potentiels de destruction importants. Trois phénomènes concourent à cette efficacité. Là encore les données sont contestées, notamment parce qu'elles contreviennent parfois à des accords signés par les gouvernements qui les mettent en œuvre mais aussi parce qu'il est très difficile de faire la part entre la légende et la réalité dans un domaine aussi particulier.
- Leur barycentre est excentré vers l'arrière qui a donc tendance, lors de l'impact, à « dépasser l'avant ». La balle bascule donc lorsqu'elle touche la cible, ce qui augmente sa surface donc les dommages occasionnés.
- Certaines, en particulier le 5,56 OTAN, peuvent se fragmenter en plusieurs éclats dans la cible grâce à leur grande vitesse d'impact et de rotation.
- Outre la capacité de destruction correspondant au diamètre de la balle, leur grande vitesse crée une onde de choc si rapide et puissante qu'elle déchire les tissus dans lesquels elle se propage au lieu de les déformer temporairement.
Les abréviations présentées dans les tableaux ci-dessous correspondent aux balles suivantes :
- LRN : Lead Round Nose, balle de plomb simple et peu onéreuse non chemisée à ogive arrondie pour une meilleure pénétration dans l'air.
- FMJ : Full Metal Jacketed ; balle chemisée, c'est-à-dire recouverte d'un revêtement de métal dur. Ce type de balle est peu déformable.
- FMC flat : Full Metal Case, balle à tête plate utilisé plus pour le tir en stand que pour la chasse, moin onéreuse et moin lourde que sa grande sœur.
- JSP : jacketed soft point : balle chemisée à tête molle. La balle est entourée d'une couche de métal dur sauf la tête destinée à s'expanser.
- JHP : Jacketed hollow point ; balle chemisée à tête creuse, la balle est recouverte d'un revêtement de métal difficile à déformer sauf pour la tête qui comprend une dépression en son centre pour permettre une meilleure expansion.
- SJ ESC : semi jacketed Exposed Steel Core : noyau en acier semi-chemisé. Balle développée autour d'un noyau dur perforant conçu pour passer les gilets pare-balles.
- LSW : Lead semi-wadcutter : balle en plomb à tête tronconique. La tête de la balle est une ogive plate, peu onéreuse et présentant des qualités balistiques améliorées par rapport à une balle à la tête totalement plate.
Munitions des armes de poing
- | Munition | masse de la balle | type de balle | vélocité | énergie | - |
2,6 g | LRN | 220 m/s | 68 J | - | .22WMR — 5,6 mm | 2,6 g | FMJ | 300 m/s | 117 J | - |
2,925 g | JHP | 245 m/s | 98 J | - | .30 Mauser (TT) — 7,62 mm - 7,63 Mauser | 6,18 g | FMJ | 430 m/s | 510 J | - |
3,9 g | JHP | 296 m/s | 170 J | - |
8,13 g | JHP | 442 m/s | 793 J | - | .357 Magnum — 9×33 mmR | 10,27 g | JHP | 377 m/s | 728 J | - | .357 Magnum — 9×33 mmR | 11,7 g | JHP | 332 m/s | 646 J | - | .357 SIG — 9 mm | 8,1 g | FMJ | 411 m/s | 684 J | - | .380 Auto — 9 mm court (9×17) | 5,85 g | JHP | 305 m/s | 272 J | - |
8,42 g | JHP | 390 m/s | 690 J | - | .38 special — 9 mm | 7,15 g | JHP | 288 m/s | 296 J | - | .38 special — 9 mm | 10,27 g | JHP+P | 275 m/s | 400 J | - | 9 mm Makarov (9×18 PM) | 6,18 g | FMJ | 315 m/s | 306 J | - | 9 mm Makarov Modifié (9×18 PMM) | 5,54 g | FMJ | 420 m/s | 490 J | - | 9mm Parabellum (9×19) | 5,72 g | JHP | 458 m/s | 598 J | - | 9 mm Parabellum (9×19) | 8 g | FMJ | 350 m/s | 490 J | - | 9 mm SP-10 (9×21 Russian) | 6,7 g | SJ ESC | 420 m/s | 590 J | - | .40SW — 10 mm | 10,08 g | JHP | 360 m/s | 651 J | - | .40SW — 10 mm | 11,7 g | FMJ | 306 m/s | 544 J | - | .400 Cor-Bon — 10 mm | 9,18 g | JHP | 396,5 m/s | 721 J | - | .400 Cor-Bon — 10 mm | 11,22 g | JHP | 381 m/s | 813 J | - | 10 mm Auto | 11,7 g | JHP | 360 m/s | 756 J | - |
11,7 g | JHP | 306 m/s | 544 J | - | .44 S&W special — 11 mm | 15,6 g | LSW | 242 m/s | 423 J | - | .44 Rem. magnum — 11 mm | 15,6 g | JSP | 419 m/s | 1 370 J | - | .44 Rem. magnum — 11 mm | 19,5 g | JHP | 383 m/s | 1 360 J | - |
12,03 g | FMJ | 235 m/s | 326 J | - | .45 ACP — 11,43 mm | 13 g | JHP | 297 m/s | 572 J | - | .45 ACP — 11,43 mm | 14,95 g | FMJ | 258 m/s | 494 J | - | .454 Casull | 19,5 g | JHP | 427 m/s | 1 776 J | - | .50 Action Express (.50AE) - 12,7 mm | 21,13 g | JHP | 427 m/s | 1 923 J | - | 500 S&W Magnum (500 S&W Mag) — (12,7 mm×41) (munition de stand Mag Tech) | 21,06g | FMC Flat | 549 m/s | 3 174 J |
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Caractéristiques de diverses munitions
- | Munition | cartouche | masse de la balle | vitesse initiale | Energie | - | .223 Remington/5,56mm OTAN (USA) | 5,56×45 | 3,56 g (3,95 g SS109) | 1 005 m/s | 1 798 J | - | 5,45 mm M74 (URSS/Russie) | 5,45×39 | 3,25 g | 900 m/s | 1 316 J | - | 6,8 mm Remington SPC (USA) | 6,8×43 | 7,5 g | 850 m/s | 2 700 J | - | .30 US Carbine (USA) | 7,62×33 | 7,1 g | 605 m/s | 1 299 J | - | Kurzpatrone PP43/7,92x33 mm Kurz (Allemagne) | 7,92×33 | 6,95 g | 650 m/s | 1 468 J | - | 7,62 mm M43 (URSS/Russie) | 7,62×39 | 7,9 g | 710 m/s | 1 991 J | - |
7,7×56R | 11,4 g | 745 m/s | 3 164 j | - |
7,62×51 | 9,5 g | 780–840 m/s | 2 890–3 352 J | - | 7,5 mm GP11 (Suisse) | 7,5×55,5 | 11,3 g | 750–840 m/s | 3 178–3 987 J | - | 7,5 mm 1929C (France) | 7,5×54 | 9 g | 820 m/s | 3 206 J | - | 7,62mm M1908/30/ 7,62 mm Mosin-Nagant (URSS/Russie) | 7,62×54R | 9,6–11,8 g | 780–870 m/s | 2 920–4 466 J | - | 7,92 mm Mauser M03/05 (Allemagne) | 7,92×57 | 12,8 g | 750-880 m/s | 3 600–4 956 J | - | .30-06 Springfield (USA) | 7,62×63 | 9,7–10,5 g | 820–850 m/s | 3261–3793 J | - | 9 mm SP-5, SP-6, PAB-9 (URSS / Russie) | 9×39 | 16,2–17,3 g | 280–300 m/s | 660–780 J | - | .338 Lapua (USA/Finlande) | 8,58×71 | 16,2 g | 915 m/s | 6 780 J | - | .50 Browning (USA) | 12,7×99 | 46 g | 765–890 m/S | 13 460–18 218 J | - | 12,7 mm M30/38 (URSS/Russie) | 12,7×108 | 51 g | 830–860 m/s | 17 567–18 860 J | - | 14,5 mm M41/44 (URSS/Russie) | 14,5×114 | 63,4 g | 1 000 m/s | 31 700 J |
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