Le calibre .308 est un choix populaire pour le tir de précision et la chasse. Plusieurs facteurs influencent la performance d'une balle de .308, notamment son poids, le pas de rayure du canon et son coefficient balistique. Cet article explore ces aspects en détail.
Selon le Dr Boris Karpov, du laboratoire de recherche de l'armée américaine, le coefficient balistique (CB) est couramment utilisé aujourd'hui. Il représente non seulement les caractéristiques de la forme et du poids de la balle, mais aussi la résistance réelle de l'air à une vitesse déterminée.
Les modèles de calcul actuels se basent sur des projectiles standardisés qui sont au nombre de 8, de G1 à G8. L’idée est de ne pas devoir refaire des calculs complexes pour chaque nouveau projectile, mais de se « raccorder » à un des projectiles standardisés.
La principale force qui s’applique sur le projectile en vol (hors vent et gravité) est la traînée, pour laquelle on a besoin d’un coefficient de traînée à incidence nulle (CD0). Chaque projectile de 1 à 8 a donc une courbe de coefficient de traînée en fonction du nombre de Mach qui lui est propre, et grâce au coefficient balistique, on vient se fitter à une courbe existante.
Cependant, il faut faire un choix, et de fait l’industrie est encore fort orientée G1 (pour des questions d’accessibilité et financières), mais dans le tir longue distance on se rapproche beaucoup plus du projectile G7 qui est plus allongé et qui dispose d’un rétrécissement conique à l’arrière.
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Le coefficient balistique est la performance d’une ogive lors du tir, à maintenir sa vitesse, sa trajectoire, sa résistance aux vents latéraux et sa résistance dans l’air. Aussi le CB est en fonction de la masse, du diamètre, de sa forme (sécante, tangente, hybride) et de sa longueur.
La vitesse joue un grand rôle ici. Si l'ogive maintient bien la vitesse initiale, elle ira plus loin puisqu'elle décélérera moins vite. Pour cela il faut qu'un des signes particuliers soit d'utiliser pour le profil avant une ogive de forme sécante au lieu de tangente et que le profil arrière de l'ogive soit de forme conique (BT ou Boatail). Ainsi sa résistance engendrée par la traînée sera minime.
La trajectoire : Elle n’échappe pas à la loi de la gravitation mise en évidence par Newton ! La gravité joue un rôle certain pour la descente de la trajectoire de l'ogive car elle descendra. Les effets de la gravité et des vents sont directement proportionnels au temps d’exposition de l’ogive à ceux-ci.
En Europe le coefficient est de 0,000 à 1,0. Un coefficient de 0,250 sera moins efficace qu’un coefficient de 0,550. En conclusion plus le coefficient balistique est élevé plus l'ogive ira loin avec une trajectoire plus tendue qu’avec une ogive qui aurait un coefficient balistique plus bas.
Le G7 est rarement publié par les fabricants de munitions et est utilisé le plus souvent par les fabricants d'ogive de qualité comme les Berger VLD ou les Scenar et Scenar-L de Lapua ainsi que certaine Sierra SMK, Hornady ELD Match et quelques autres.
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En conclusion le G1 s’applique à une ogive "flat base" d’une longueur de 2x le calibre, avec un bout rond comme les ogives pour armes de poing.
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.
La pression montante générée par la poudre en combustion va pousser sur la paroi de l'étui, ce qui va la déformer jusqu'à ce qu'elle s'applique au maximum contre la paroi de la chambre où la cartouche est logée. Les gaz ne pouvant plus se dilater davantage à l'intérieur de l'étui vont emprunter la seule sortie possible et vont alors 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.
Ensuite le projectile entre dans le canon et s'imprime de la rayure exprimée par une fraction 1/x (x étant la distance en pouces parcourue pour 1 rotation) ce qui va donner à l'ogive de se mettre en rotation sur elle-même tout au long de sa progression dans le canon (effet gyroscopique) c'est ce sens de rotation qui va donner la stabilité à l’ogive sur son parcourt jusqu'à la cible.
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On va faire tourner le projectile à grande vitesse (plusieurs milliers de tours par minutes) selon son axe longitudinal. C'est un peu plus technique mais il existe une formule de Miller qui permet de déterminer un coefficient de stabilité en tenant compte de la longueur de l'ogive, de son poids, son diamètre et sa vitesse de rotation donnée par le pas de rayure.
Pour les besoins de la compréhension du phénomène, à une vitesse de « x » m/s = distance parcourue en mètre et en l’espace-temps de 1 seconde, la vitesse de rotation du projectile sera de « y » tours pendant cette même seconde. Par cette comparaison on verra que le coefficient du projectile de 175 grains est à peine quelques centièmes plus stable que celui de 155 grains dans un même pas de rayure.
On verra également qu’elles seront plus stables avec une rayure de 1/10 qu’avec une rayure de 1/12 car sa vitesse de rotation sera plus importante.
Plus le canon sera long, plus la poudre aura de temps de se consumer entièrement dans un milieu clos ce qui va donner plus de pression pour pousser le projectile et donc plus de vitesse à la bouche. Vous avez de plus hautes vélocités avec un plus grand canon, tous les autres facteurs étant égaux.
Toutefois, il y a des limites dans la longueur du canon car il faut veiller à ce que la pression qui pousse derrière le projectile soit toujours supérieure à la pression qui se trouve devant le projectile. Une fois le point d'égalité étant atteint, le projectile serait alors freiné à l'intérieur du canon...
Tous les paramètres de la balistique interne sont identiques, c'est la longueur du canon qui a permis une combustion plus complète de la poudre à l'intérieur ce qui a généré plus de pression, plus longtemps, pour pousser le projectile et donc plus de vitesse à la bouche du canon.
Le projectile ayant quitté la zone de turbulences propre à la balistique intermédiaire, nous entrons dans le domaine typique de la balistique extérieure.
Durant toute la phase de son vol, le projectile sera soumis principalement à deux forces : la force de gravité qui le fera chuter vers le centre de la Terre et la force de traînée, la retardation, due à l’air dans lequel il se déplace, qui le ralentira et l’empêchera d’aller aussi loin que s’il était tiré dans le vide.
A sa sortie du canon, le projectile va rencontrer, à grande vitesse, l’air ambiant immobile. Il va de ce fait subir un choc que l’on appelle en l’occurrence "la percussion initiale" et aussi "l’onde de choc" et qui tentera également à le déstabiliser.
Supposons que notre carabine soit posée avec le canon parfaitement à l’horizontal sans tenir compte d’un axe de visée. On se retrouve dans la même situation que si le projectile se déplaçait dans les gaz, le culot en avant et à une vitesse supersonique. Il est aisé de se représenter les phénomènes de déstabilisation auxquels il est soumis, la précession et la nutation.
Pour avoir une idée de la forme de la trajectoire d'une balle d'arme à feu, regardez le " drive " d'un golfeur ou le tir d'un footballeur. Le projectile est donc freiné par l'air dans lequel il se propage.
De par sa forme, un projectile classique a son centre de gravité derrière le centre de pression (là où s’applique la résultante des forces aérodynamiques), contrairement à un projectile flèche. On dit donc que le projectile est statiquement instable parce que le nez est poussé vers le haut tandis que le culot est poussé vers le bas (sorte de tangage vers l’arrière).
Pour le stabiliser dynamiquement sur sa trajectoire il va donc falloir lui imposer une vitesse de rotation autour de son axe longitudinal, dépendante de sa forme et de sa vitesse de translation, et cela est réalisé au moyen des rainures dans le tube.
Dès que le projectile entre en contact avec la rayure du canon, il est animé par un mouvement de rotation sur lui-même au fur et à mesure qu'il avance dans le canon. Au contact de l'air et des forces le contraignant dans son avancée vers la cible lointaine, le projectile dévie de sa trajectoire dans le sens de sa rotation (par exemple une ogive de .308 Winchester peut dériver de 31 cm sur une distance de 1.000 mètres par rapport son axe de visée initial).
Si votre canon à une rayure à droite, le projectile déviera vers la droite et bien sûr si la rayure est à gauche, le projectile ira vers la gauche.
La précession est le nom donné au changement graduel d'orientation de l'axe de rotation d'un objet ou, de façon plus générale, d'un vecteur sous l'action de l'environnement, par exemple, quand un couple lui est appliqué. Ce phénomène est aisément observable avec une toupie mais tous les objets en rotation peuvent subir la précession. Lors de la précession, l'angle que fait l'axe de rotation ou le vecteur avec une direction donnée reste fixé. Le vecteur ou l'axe de rotation décrit ainsi au cours du temps un cône dont l'axe est la direction fixée.
Petit mouvement périodique qu'effectue l'axe de rotation d'un corps animé d'un mouvement de type gyroscopique, autour de la position moyenne de cet axe. Ce petit mouvement s'ajoute à la précession.
Il est clair qu'un projectile capable de conserver la stabilité tout au long de son vol ira plus loin et sera plus précis. C'est la capacité d'une ogive d'être le plus stable possible au passage de la vitesse supersonique vers la zone transsonique.
Il faut savoir qu'une vitesse de rotation gyroscopique peu élevée dans la zone transsonique augmentera la précession et la nutation, l'ogive sera encore plus sensible aux perturbations climatique (surtout le vent). Une ogive courte passera mieux la zone transsonique car le centre de pression et le centre de gravité sont très proche (X) et donc moins vite déstabilisée.
Pour calculer le coefficient de stabilisation gyroscopique je vous propose un fichier tout fait sous Excel, il s'agit ici de la formule de Miller complète qui tient compte de la vitesse de l'ogive, de la température de l'air ainsi que de la pression atmosphérique. Il y a également un convertisseur de mesure métrique en mesure anglosaxonne qui aidera à l'encodage des données si le besoin se faisait ressentir.
Pour les novices, il est préférable de commencer avec une munition manufacturée de bonne qualité de type HPBT car elle offre déjà des possibilités de résultat à longue distance. Ces munitions de qualité HPBT offrent des écarts de vitesse entre chaque cartouche tirée de l’ordre de 9 m/s à 12 m/s pour les meilleurs. Cet écart de vitesse permet de toucher une cible à 1000m avec une tolérance moyenne de 30 cm environ (1 MOA à 1000m) à condition que vous soyez extrêmement précis lors de vos tirs.
Voici quelques conseils pour choisir le bon projectile et recharger vos munitions :
Par comparaison et pour exemple, vous pouvez vous inspirer des vitesses manufacturées en fonction du poids du projectile.
La charge idéale ou charge de tir est celle qui permet de tirer le meilleur parti d’une arme donnée en tenant compte de la valeur de la chambre où vient se loger l’étui de la cartouche mais aussi de l’état d’usure du canon. Son équilibre et sa précision découlent d’un choix raisonné des composants utilisés.
Très peu d’armes sont des cas désespérés. Il suffit parfois de choisir LA balle qui convient le mieux à l’arme en question et surtout à son canon. Forme, diamètre, poids d’un projectile doivent être adaptés au pas des rayures et aux caractéristiques physiques du canon.
Comme le rechargement permet de disposer à volonté d’une très large plage de vitesses initiales et d’un vaste choix de composants, il est possible de régler la cartouche pour obtenir une excellente précision. Cela peut passer par le choix d’une poudre différente, par celui d’une longueur hors tout de la cartouche (et ipso facto de l’enfoncement de la balle dans l’étui) adaptée à la configuration de la chambre et du canon, par des changements de type d’amorce.
Une fois ce stade atteint, les manipulations qu’on peut faire subir à l’étui (uniformisation des puits et des évents d’amorce, tournage extérieur des collets, sélection par poids ou par capacités) offrent un grand nombre d’opportunités qui permettent d’affiner encore cette précision.
La valeur d’enfoncement de la balle, elle aussi, représente un vaste domaine qui influe de façon non négligeable sur la précision intrinsèque d’un couple arme munition.
Les charges idéales ne peuvent pas être prédites. Chacun doit trouver pour son propre compte celle qui convient dans les plages de données des différentes tables. D’autre personnes utilisent des techniques différentes que je respecte. Sur la table de rechargement en rapport avec les éléments on peut voir la charge de départ (starting load) et la charge maximum (maximum load).
Et lorsque c'est fait, vous vous rendez au stand de tir pour effectuer les tirs d'essais et mesurer les vitesses de tous les projectiles. La distance idéale des essais est de 100m. Gardez et tirez toujours sur le même point à viser et ne cherchez pas à corriger votre tir. Vous l'aurez compris que la charge idéale pour le moment, se trouve là où le groupement est plus serré.
Pour l'exemple nous allons dire que la charge retenue lors de ce premier essais est 41 grains. De nouveau et lorsque c'est fait, vous vous rendez au stand de tir pour effectuer les tirs d'essais et mesurer les vitesses de tous les projectiles. La distance idéale des essais est de 100m. Gardez et tirez toujours sur le même point à viser et ne cherchez pas à corriger votre tir.
Encore une fois vous allez remarquer que plus vous approchez de la charge idéale et plus le groupement va se resserrer et les vitesses s'uniformiser. En étant très méthodique et très méticuleux, il est possible d'avoir des écarts de vitesse de l'ordre de 2 à 3 m/s entre la plus lente et la plus rapide des cartouches.
Le pas de rayure, ou "twist rate" en anglais, est un facteur essentiel pour stabiliser le projectile en vol. Il est exprimé en pouces, indiquant la distance nécessaire pour que la balle effectue une rotation complète dans le canon (ex : 1/10").
Voici un tableau de référence pour le choix du pas de rayure en fonction du poids du boulet (en grains) :
| Poids du Boulet (grains) | Pas de Rayure Recommandé |
|---|---|
| Jusqu'à 170 | 1/12" |
| Jusqu'à 220 | 1/10" |
| Plus de 220 | 1/8" |
En général, un pas de rayure de 1:12 est bien adapté aux boulets entre 168 et 180 grains. Pour les gros cervidés, un boulet de 180 grains peut être utilisé, bien que le pas de 1:12 ne soit pas idéal pour stabiliser le boulet à longue distance. Pour le tir de précision, il est recommandé de rester dans le 168 grains.
Il est important de noter que la longueur du boulet est aussi, sinon plus, importante que le poids. Un long boulet de type VLD est beaucoup plus difficile à stabiliser qu'un boulet "flat base" ou plus court. Avec un pas de 1:12, il est conseillé de ne pas dépasser 185 grains.
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