Le gonflement du canon d'une carabine est un problème potentiellement dangereux qui peut être causé par divers facteurs. Cet article examine certaines des causes possibles, en s'appuyant sur des discussions de forums et des connaissances techniques.
On pourrait faire tous les calculs de résistance d'un canon, à partir de ses données dimensionnelles ; le gonflement maxi en découlerait. Mais le problème est complexe, car il ne faudrait pas croire que pour doubler la résistance d'un canon il suffit d'en doubler l'épaisseur ; il y a d'ailleurs une résistance maxi qu'on ne peut dépasser, quelle que soit l'épaisseur des parois.
C'est si compliqué qu'il a fallu longtemps pour trouver une formule satisfaisante ; vers 1900 trois formules s'affrontaient encore... Mais toutes les formules ont deux points communs :
Mais cette contrainte provoque toujours un allongement, et c'est en fait un allongement excessif, qui détermine la déformation ou la rupture.
Les formules reviennent donc à déterminer l'allongement maxi tolérable pour la couche interne du canon, et à calculer la pression maxi, provoquant cet allongement maxi.
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On applique ensuite un coefficient de sécurité k, divisant cet allongement (ou la pression associée). La pression de service normal est donc la pression maxi divisée par le coefficient k. Et l'allongement "en service normal" de la couche interne est l'allongement maxi du métal, divisé par le coefficient k.
Pour répondre à la question ici posée, il suffirait de connaître pour une arme donnée le métal, la pression maxi, et la pression de service normal (ou le coefficient de sécurité). Informations déjà peu courantes...
Mais ... un petit fascicule de WB Mueller (proposé par Véflat sur TCAR, il y a peu), consacré à la fabrication d'une culasse à bloc tombant, comprend quelques infos et calculs se rapportant au canon (tube rayé brut du commerce). Et il y a tous les éléments nécessaires (en divisant les PSI par 14.5 pour obtenir des bars)...
L'acier SAE 4140 (42CD4 ??) serait donc souvent utilisé pour les canons, en nuance trempée douce : 25 HRC, Re 69 hbar.
Hectobars, ou kg/mm², c'est kif-kif ; maintenant la mode est à d'autres unités, mais moi je suis un vieux, na ! Et je prends la limite élastique Re, car le tube est censé encaisser plusieurs fois sa pression maxi. Alors qu'avec Rt, charge de rupture, au plus minime dépassement il éclate ; mais surtout entre Re et Rt il ne sert qu'une fois, et après il est tout gonflé.
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J'entends déjà des remarques, comme quoi le 4140 monte aisément à 55 HRC, Re 172 hbar. Certes, mais l'auteur donne la valeur de 25 HRC... Il est cependant admis que le durcissement de l'acier diminue généralement sa résistance aux chocs tout en augmentant la sensibilité aux criques et fissures de fatigue ; la documentation CIP met d'ailleurs fortement en garde contre ces problèmes.
On préfère généralement que le canon gonfle, plutôt que d'éclater au moindre pet de travers, c'est pourquoi on n'utilise pas des aciers poussés au maximum de leur dureté.
On calcule aisément l'allongement maxi avant déformation permanente, bien que les tables du SAE 4140 ne donnent pas son module de Young : pour les aciers il est toujours très proche de 20 000 kg/mm², et ne change pour ainsi dire pas avec le traitement thermique. En schématisant, cette valeur est l'effort qu'il faudrait appliquer pour que la pièce double de longueur ... si elle ne craque pas avant, et avec ici une limite élastique de 69 kg/mm² on n'ira pas si loin !
L'allongement élastique maxi du 4140 traité à HRC25 est de 69 / 20 000 = 3.45 ‰ (0.345 %). Ceci concerne la circonférence de la couche interne du canon, et se traduit par un agrandissement du calibre dans la même proportion : un canon de .308 (7.82) pourrait donc gonfler élastiquement de 0.027 mm (~ 3/100 ou .001) au maximum.
En coefficient de sécurité, WB Mueller semble se satisfaire de 1.46 en usage limite (cartouches musclées à l'extrême) au niveau du filetage de canon. Ça me paraît bien peu, ayant plutôt l'habitude d'appliquer un coeff. de 5 à 10 quand je construis une passerelle pour mon tracteur agricole, mais admettons...
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Avec un coefficient de ce genre, les cartouches de .308 les plus fortes devraient donc faire élargir temporairement le canon de 0.027 / 1.46 = 0.01847 (~ 2 /100 ou .0007).
Pour garantir l'étancheité dans une arme en .308, les balles "dures" ne devraient donc pas faire 7.82 mais plutôt 7.84...
Si le coefficient est plus grand, 7.83 suffira peut-être.
Le problème d'étancheité n'est pas qu'une perte de puissance (sans doute négligeable), mais surtout le risque d'érosion par effet chalumeau. Certes la pression ne se maintient à son niveau maxi que sur une partie du canon (selon vivacité de la poudre), et vers la bouche l'élargissement sous la pression ne doit pas être sensible.
Pour éviter le gonflement du canon, il est essentiel de prendre les précautions suivantes :
Voici un exemple d'une discussion de forum concernant une carabine dont la culasse a explosé :
Pogo: Hier, je suis allé tirer environ 200 balles de .223 avec ma Robinson XCR. Un jam s'est produit, la balle est sortie normalement, j'ai fait mes mesures et tout va bien. Le pire, c'est qu'après avoir résolu mon enrayage, l'arme a cyclé correctement. Ce n'est qu'en effectuant mon nettoyage et mon inspection pour être certain que j'ai constaté le résultat. Heureusement, mon canon et tout le reste se porte à merveille. J'ai changé les pièces, fait des tests et l'arme fonctionne très bien. Il est arrivé quoi selon vous ?
gunguru: Clairement, ta douille indique que tu étais out of battery, que la mise à feu a eu lieu et que le bolt n'était pas fermé, et que la douille était hors de la chambre. Possiblement qu'alors ton bolt ait subit une pression hors des points de résistance, et qu'ainsi il y ait eu fracture. Mais la cassure longitudinale est tout de même weird.
Peter Venkman: Ouch ! effectivement, la douille n'était probablement pas dans la chambre au complet vu la déformation. Qu'est-ce qui explique la déformation ou la balle était ? jamais eu une 223 qui est sortit ainsi. Un paquet de facteurs peuvent expliqué que la bolt est resté ouverte, mais ça reste malade que l'arme à fait feu.
Cette discussion illustre l'importance de diagnostiquer correctement les causes d'un incident de tir pour éviter qu'il ne se reproduise.
| Facteur | Description |
|---|---|
| Obstruction du canon | Présence d'un objet bloquant le passage de la balle |
| Mauvaises cartouches | Utilisation de munitions non conformes aux spécifications de l'arme |
| Défauts métallurgiques | Présence de faiblesses dans la structure du canon |
| Mauvais entretien | Accumulation de résidus et corrosion |
| Excès d'huile | Création d'un liquide incompressible devant la balle |
| Sous-charge de poudre lente | Détonation anormale due à une combustion incomplète |
tags: #canon #gonflé #carabine #causes
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