Comprendre l'Alésage du Canon d'un Fusil : Définition et Importance

Le canon de fusil est un élément essentiel des armes à feu. Voici une exploration détaillée de ce composant crucial, incluant la définition de l'alésage et son importance pour la performance de l'arme.

Définition du Canon

En termes d'Artillerie, le terme "canon" désigne une pièce d'artillerie qui sert à lancer des projectiles. On parle de canon de 75, de 155, de 240, selon le diamètre intérieur compté en millimètres. Il existe des canons de campagne, de place, de siège, de côte, de montagne. Plus généralement, il désigne cette partie des autres armes à feu où l'on met la cartouche et par où elle s'échappe.

Les Rayures du Canon

Le rainurage désigne le processus de fabrication de rainures hélicoïdales par l'alésage du canon d'une arme à feu. Les rayures sont définies par leur taux de rotation, qui indique quelle distance le projectile doit parcourir pour achever un tour complet comme « 1 tour en 10 pouces » (1:10 pouces) ou « 1 tour en 30 cm » (1:30 cm). La masse, la longueur et la forme d'un projectile conditionne le taux de rotation nécessaire pour le stabiliser - les canons destinés à des projectiles courts et de gros diamètre comme des balles de plomb sphériques ont des rayures avec un taux de rotation faible, typiquement 1 tour en 48 pouces (122 cm). Dans certains cas, les rayures ont un taux de rotation qui augmente le long du canon, appelé « taux de rotation progressif ». Un taux de torsion qui diminue à partir de la culasse à la bouche n'est pas souhaitable, car elle ne peut pas stabiliser de façon fiable la balle.

Les rayures du canon ont été inventées à Augsbourg, à la fin du XVe siècle et en 1520, August Kotter, un armurier de Nuremberg, améliore cette invention.

Canon Lisse vs. Canon Rayé

Les mousquets avaient un canon lisse. C'étaient des armes de gros calibres avec des munitions sphériques tirées à des vitesses relativement faibles. En raison du coût élevé, de la grande difficulté liée à la fabrication de précision et de la nécessité de le charger facilement de la bouche, la balle de mousquet avait un diamètre plus petit que l'alésage du canon. Que le canon soit rayé ou lisse, un bon ajustement du projectile au diamètre du canon était nécessaire pour assurer l'étanchéité des gaz propulseurs et fournir la meilleure portée et la meilleure précision possibles. Arme à canon lisse: arme dont l'âme du canon est de section circulaire et ne peut donner aucun mouvement de rotation à un projectile unique ou multiple. Pour diminuer la force nécessaire pour charger le projectile, ces armes utilisaient un projectile de diamètre plus petit que celui de l'alésage du canon et une pièce de tissu, de papier ou de cuir - la bourre - était nécessaire pour remplir le jeu entre la balle et les parois du tube. Cette pièce fournissait un certain degré d'étanchéité, gardait la balle assise sur la charge de poudre noire, et conservait la balle concentrique à l'alésage. Dans un canon rayé, cette pièce fournissait également un moyen de communiquer la rotation à la balle, puisque la pièce était gravé plutôt que de la balle.

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A Quoi Sert Un Choke ?

Partie terminale du canon, le choke mène un rétrécissement progressif du diamètre de l’âme. En effet, un rétrécissement nul ou faible de l’ordre de 1 à 2 dixièmes de mm aura tendance à former une gerbe cylindrique avec une surface frontale importante, à la sortie du canon l’air pénétrant rapidement dans la gerbe éclatera cette dernière rapidement. Par voie de conséquence, le groupement des plombs sera plus important. L’écrasante majorité des fusils de chasse dispose désormais de chokes interchangeables, ces embouts que l’on visse à l’extrémité du canon. Généralement, les armes sont livrées avec 3 ou 5 chokes : le lisse, un quart, demi, trois-quarts et full.

Origine et Evolution des Chokes

À vrai dire, nul ne connaît le créateur de ces ingénieux embouts. L’idée de réduire le diamètre du canon à son extrémité pour améliorer la gerbe serait parvenue à Fred Kimble, un chasseur américain de l’état de l’Illinois aux alentours de 1866. Il aura alors fallu patienter près de 100 ans, jusqu’en 1959 plus précisément, pour voir le premier fabricant de fusils de chasse proposer une arme avec des chokes interchangeables. Il s’agit en l’occurrence de Winchester et son Model 59. Le succès ne fut pas immédiat, il aura encore fallu attendre quelques décennies avant que l’utilisation des chokes interchangeables soit appréciée des chasseurs et exploitée par les fabricants.

Rôle et Fonctionnement des Chokes

Le choke joue un rôle fondamental dans le groupement d’une gerbe. Fixé à l’extrémité du canon, cet embout permet de réduire le diamètre interne de celui-ci. Cela permet de concentrer davantage la gerbe. Comme nous le disions en introduction, les fusils de chasse sont généralement livrés avec cinq modèles de chokes : le lisse, le quart, le demi, le trois-quarts et le full. Chacun d’entre eux aura un rôle et une incidence différente sur la gerbe. Le choke vous permet donc d’adapter votre arme à votre mode de chasse et ce, sans changer le canon, comme il était obligatoire à l’époque. En plus de ces chokes que nous appellerons « d’origines » étant donné qu’ils sont fournis par le fabricant de l’arme directement, vous pouvez trouver sur le marché de nombreux autres modèles, fabriqués par des sociétés spécialisées. Il existe une multitude de marques, parmi les plus fameuses on retrouve : Patternmaster, Kick’s ou encore Briley.

Choisir le Bon Choke

En résumé, le choke a pour rôle d’offrir une qualité de groupement de gerbe idéale à une distance donnée. Chaque modèle de choke propose un diamètre différent. C’est cette donnée qui influencera le groupement de la gerbe. Les fabricants respectent une norme dans la fabrication des chokes, voici les différents diamètres en mm auxquels correspondent les « cylindres de rétrécissement ». L’incidence du choke sur la gerbe est différente selon qu’il s’agit de plombs, d’aciers ou d’autres substituts. Ces correspondances sont valables pour les fusils de calibres 10, 12, 16 et 20. Vous l’aurez compris, chaque choke est différent. Ces différences de quelques dixièmes de millimètres joueront pourtant un rôle fondamental dans la formation de la gerbe de projectiles. Chaque choke peut être utile dans une situation précise. La majorité des chasseurs optent pour le full en espérant pouvoir tirer les oiseaux les plus éloignés, au risque de louper la grande majorité des gibiers qu’ils auront « dans leurs bottes ». Plus le chokage sera serré, plus l’exigence envers le tireur est grande. Il s’agit de trouver la meilleure combinaison entre groupement de gerbes et distance moyenne de tir.

On attend d’une cartouche qu’elle soit performante à une distance donnée. Pour obtenir de meilleurs résultats, la bonne cartouche doit être adaptée au bon choke. Les gerbes varient tellement d’un choke à l’autre, d’une cartouche à l’autre voir même d’un fusil à l’autre qu’il faut exploité au maximum les capacités des chokes fournis. Le meilleur moyen pour trouver le choke qui correspondra au mieux à votre situation de chasse et à votre cartouche reste de cibler votre fusil. Ces distances sont données à titre indicatif, comme nous ne cessons de le répéter, les résultats sont différents selon chaque cartouche, fusil et choke. Nous ne pouvons donc que vous conseiller d’effectuer des tirs d’essais sur cibles afin de trouver réellement quelle combinaison de choke/cartouche vous correspond. Vous pouvez tout simplement n’essayer que votre modèle de cartouche favori à une distance de 35 mètres avec votre choke habituel ainsi qu’avec les modèles inférieur et supérieur.

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Fabrication des Canons

La fabrication des rayures s’appelle « le rayage ». La méthode impactera directement sur la précision et la résistance du canon. En effet, la manière de procéder peut « stresser » plus ou moins le métal. Le traitement à l’issue du rayage est primordial également. Tout ceci dans un but unique = Respecter au mieux le métal afin d’en exploiter au mieux ces capacités et, si possible, le plus longtemps possible. Contrairement aux idées reçues, ce n’est pas les passages successifs des balles dans le canon qui l’usent. Tout du moins, pas directement. En effet, la formation de nitrures par les gaz se déposent dans le canon formant des petites irrégularités. Très dur mais aussi très fragiles, ces nitrures aux passages des balles viennent user le tube. On comprend donc que sans ces dernières il n’y aura pas ou très peu d’usure. Le choix du métal et la manière dont il est usiné conditionne la résistance à cet effet abrasif. Les aciers utilisés pour les canons sont l’acier Inoxydable #416 ou l’acier Chromoly (Chrome/Molybdène). Après avoir découpé un tube à la longueur nécessaire au rayage (ne correspondant pas à la longueur finale réelle), il est foré de part en part. L‘extérieur du tube sera, ou non, façonné avant le rayage en fonction de la méthode choisie. Il s’agit à ce stade d’un tube de métal troué de part en part.

Méthodes de Fabrication

Cut Rifling (Rayage par Coupe) : Egalement appelée méthode traditionnelle, celle-ci remontrait en 1492 à Nuremberg. C’est la méthode la plus longue mais la moins contraignante pour l’acier. Elle consiste à faire passer à l’intérieur du tube un outils: coupe-crochet. L’outil retire quelques dixièmes de millimètre à chaque passage. Rayure par rayure. En parallèle, on fait tourner le tube, ou l’outil sur lui-même, afin d’imprimer le twist désiré. Si le tube nécessite 8 rayures, l outils doit effectuer 8 passages. A l’issu, l’outil est ressorti de quelques centimètre et est réglé pour le passage suivant. Cette opération est réalisée jusqu’à obtention du diamètre voulu en fond de rayure. Aujourd’hui, il s’agit de machine à commande numérique automatisées. De l’huile de coupe est également injectée afin de faciliter les passages. Cette méthode peut prendre une heure (voir plus) en fonction de la profondeur désirée, du TWIST et de la longueur du tube, ce qui est très long au vues des technologies actuelles. Aucune contrainte n’est imprégnée au métal. Cette méthode permet d’obtenir d’excellents canons de précision qui devront impérativement être rodés afin de retirer toutes aspérités dû au rayage. La tolérance et la précision sont accrues et le « custom » est possible. Comme la procédure est plus longue que les autres méthodes, un canon réalisé par « Cut Rifling » coûtera plus cher.
Bouton (Boutonnage) : Méthode extrêmement rapide, elle consiste à passer un mandrin en carbure de tungstène avec pour relief le profil des rayures. Un seul passage est nécessaire et il suffit d’une minute en moyenne pour imprégner les rayures dans le tube. Les mandrins sont résistants et plutôt « bon marché » et les machines relativement simple à concevoir. Le TWIST sera en fonction de l’inclinaison des rayures positives sur le mandrin. Une très bonne lubrification est primordiale. En effet, tout glissement de l’olive sur son axe lors de son passage dans le tube entraînera un décalage du pas de rayure. Cela peut représenter 5 à 10% de glissement. Pour faire simple, un tube de 1/12 peut glisser à 1/13 par endroit et impacter directement la précision du canon. Un tel décalage n’est bien sûr pas visible à l’œil nu et peut même passer à travers les contrôles qualité. Un problème de concentricité de diamètre d’alésage en fond de rayure peut également apparaître. Ceci aura comme impact la précision du tir à courte distance. C’est l’une des raisons pour lesquelles le nombre de rayures peut être augmenté. Toutes ces risques sont uniquement liés au contraintes imposées au métal lors du passage du mandrin. Tout est une histoire de continuité dimensionnelle du tube et de ses rayures, et d’un minimum de formation d’imperfection (invisible à l’œil). La qualité du métal est un élément majeur pour ce genre de fabrication afin, encore une fois, d’obtenir la meilleure homogénéité dimensionnelle. Si ce choix est bon et que le travail est bien réalisé, le résultat sera excellent et les canons précis. Dans cette méthode de fabrication, le métal doit-être re stabilisé avant de le profiler. Sans traitement, la libération des tensions du métal entraînera une augmentation de l’alésage.
Martelage à froid (Hammer Forging) : Pour être juste, nous devrions plutôt l’appeler « empreinte à froid ». En effet, cette méthode ne consiste pas à rayer au sens propre l’acier pour créer les rayures, mais plutôt à les imprégner à l’aide de gros « marteaux » de frappe. Le tube est découpé en deçà de sa longueur totale finie puis percé de part en part. On insert ensuite une forme (moule positif) en tungstène. Cette forme peut même contenir la chambre. Puis, 4 à 6 marteaux viennent frapper sur le métal qui, en se déformant, s’allonge le long de la forme en s’empreignant des rayures. Les contraintes pour le métal sont énormes et là encore, un traitement adapté et très rigoureux doit-être respecté à l’issue. Le profil extérieur peut également être réalisé à ce stade. Deux minutes environ suffisent à la réalisation de cette opération. La forme coûte très chère. La flexibilité n’est pas permise avec ce type de méthode. L’uniformité dimensionnelle est respectée.
Broach Cutting (Rayage par Broche) : C'est également une méthode de rayage rapide. L'outil est tiré à travers le canon tout en ayant une rotation, toutes les rayures sont faites en même temps. La clé de la réussite de cette technique est la qualité et précision de la broche car l'outil est unique et fait le travail en une seule passe. De plus, la broche n'est utilisable que pour un seul type de canon, chaque changement de diamètre, nombre ou type de rayure ou autres entraîne un changement de broche.
Bille (Button Broach) : La méthode consiste un peu comme celle du martelage a placer un tube d'un diamètre supérieur au produit final sur une matrice (négatif des rayures) sauf qu'on ne va pas frapper avec des marteau pilons. L’opération se passe sur une sorte de tour CNC, le tube et la matrice tourne alors que des rouleaux exercent une pression pour modeler le métal à la forme de la matrice. Le canon est généralement formé en plusieurs passes. Même si le processus se déroule à froid, le principe fait chauffer les pièces et doivent être refroidi avec un liquide. Cette méthode permet d'avoir un fini de très haute qualité et une précision dimensionnelle très élevée.
Electroérosion électrique : La méthode de rayage par électro-érosion électrique consiste à retirer les couches de métal au moyen d'arcs électriques. On connecte le canon à une source électrique et une électrode également connectée à une source électrique est approchée de l'endroit à usiner. Cela se déroule avec les 2 pièces immergées dans un liquide diélectrique. Lorsque l’électrode approche le canon, un arc électrique est généré et fait fondre et vaporise de minuscules parties de métal.Bien évidemment tout ceci est réalisé sur des machines CNC. Cette technique permet d'usiner des matériaux très durs qui sont difficiles à usiner par d'autres méthodes.
Electroérosion chimique : Moins coûteuse et plus adaptée à la production de masse, la méthode de rayage par électro-érosion chimique consiste en un processus de plaquage de métal inversé. on utilise une électrode en plastique sur laquelle on fixe des bandes métallique. Les bandes métalliques sont une image inversée des rayure. Seul le plastique peut toucher le canon, ensuite le tout est plongé dans une solution électrolytique. L'électricité crée une réaction chimique entre les parties métalliques.

Tableau des Calibres de Fusil

Un calibre de fusil se détermine par le nombre de balles que l’on fabrique par livre de plomb. Ainsi, l’appellation calibre 12 signifie qu’à partir de 453,6 g de plomb on peut fabriquer 12 balles au diamètre interne de l’arme. Le calibre 20 est d’un diamètre plus petit : on peut fabriquer 20 balles à partir d’une livre de plomb. Et ainsi de suite….