Une cartouche, au sens premier du terme, est un étui cylindrique en carton ou une douille de métal contenant la charge de poudre d'une arme à feu, et souvent aussi le projectile. Plus largement, le terme peut désigner une petite boîte ou un étui contenant des matières inflammables ou explosives, comme une cartouche de dynamite, ou un récipient contenant un produit liquide ou gazeux, comme une cartouche d'encre ou de gaz pour briquet.
Dans le contexte des armes à feu, la cartouche a pour fonction primaire de solidariser l'ensemble des éléments entre eux. Elle constitue le récipient pour la poudre et le dispositif d'allumage (amorce et capsule d'amorçage).
Une cartouche typique se compose de plusieurs éléments essentiels :
L'amorce est un élément crucial de la cartouche. Lorsque l’on parle d’amorce, on fait référence d’une part à l’explosif primaire qui va servir à enflammer la poudre à l’intérieur de la douille, mais aussi à la capsule contenant cet explosif. La capsule d’amorçage contient l’explosif primaire qui va s’enflammer dès sa compression entre le percuteur et l’enclume. Au sein de la capsule d’amorçage on observe une sorte de canaux reliant l’amorce à l’intérieur de la douille, il s’agit des évents.
La vitesse de combustion de l’explosif primaire est d’environ 1000m/s. La découverte de l’explosif primaire remonte à 1805, avec l’utilisation du fulminate de mercure (Alexander Forsyth). Cependant depuis 1926, les amorces Sinoxid® ont vu le jour avec le remplacement du mercure par le styphnate de plomb. En 1982, un munition appelé Sintox® a été mis sur le marché dans le but de remplacer les métaux lourds par des composés organiques comme le diazole (ou diazodinitrophénol). La tendance actuelle est la suppression des métaux lourds de toutes les amorces.
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Découverte en Europe au XIIIe siècle, la charge propulsive utilisée pour les armes à feu était la poudre noire (composée généralement de 75% de nitrate de potassium (salpêtre), 15% de charbon de bois et de 10% de soufre). Les munitions composées de poudre noire produisait 44% de son poids en gaz et 56% de résidus solides. Sa combustion produisait un fort dégagement de fumée noire et une faible pression.
La nitrocellulose est un polymère formé de monomères de glucose plus ou moins nitrés. Elément de base dans la fabrication de la dynamite, la nitroglycérine a été introduite par Alfred Nobel en 1860. Ainsi selon leur composition, les poudres peuvent être simple base (uniquement à base de nitrocellulose) ou double base (à base de nitroglycérine et de nitrocellulose). La poudre double base proposant d’avantage de groupe oxygène a une vitesse de combustion beaucoup plus importante que la poudre simple base.
Il est important de faire la distinction entre combustion et détonation. La vitesse de combustion de la poudre dépend de la pression à l’intérieur de la cartouche et de la forme des grains de poudre. Une poudre à grande vivacité implique une grande surface des grains de poudre par rapport à leur volume. Elle va par conséquent produire un grand volume de gaz et brûler rapidement. De l’autre côté, une poudre lente aura des grains de poudre plus petits par rapport à leur volume. Dans le cas de projectiles lourds, il est nécessaire d’utiliser des munitions comportant une poudre lente car le volume pour la combustion augmente relativement lentement. L’utilisation d’une poudre vive avec un projectile lourd, pourrait provoquer le gonflement du canon.
Les premiers munitions étaient pourvues de projectiles sous forme de simples sphères de plomb mou de 31 à 37 grammes environ et d’un diamètre moyen de 18mm. On chargeait ces projectiles par la bouche du canon. De nos jours, il existe un très grand nombre de formes de projectiles et de type / composition de chemisage.
On distingue :
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Le chemisage TMJ (Totally Metal Jacketed) concerne les projectiles dont la totalité de celui-ci est chemisée (base comprise). Ce type de chemisage est souvent utilisé pour les munitions sans plomb ou métaux lourds dans l’amorce, car il permet d’éviter que le noyau en plomb du projectile ne s’évapore lors de la mise à feu.
Certaines munitions militaires sont pourvus de projectile en noyau en plomb nu ou d’un mélange plomb acier avec un chemisage complet TMJ en acier ou tombac (Cuivre + 5 à 20% de Zinc). En revanche, les projectiles utilisés pour la chasse sont pour la plupart à tête creuse (Hollow Point en anglais, HP) ou à pointe mousse (Jacket Soft Point, JSP). Certains projectiles, appelés projectiles traçants ou lumineux, possèdent à l’intérieur de celui-ci une charge pyrotechnique généralement à base de phosphore ou de magnésium qui produit une vive lumière lors de son inflammation.
On parle de calibre réel lorsqu’il s’agit du diamètre d’un projectile et de calibre nominal quand il s’agit de l’appellation de la munition. Le calibre nominal d’une munition d’arme de poing peut être exprimé en millimètres (exemple du 9mm Parabellum ou du 7,65mm Browning), en centième de pouce (par exemple le .45ACP avec 1 pouce = 25,4mm) ou même en millième de pouce (par exemple le .357 Magnum).
La dénomination de certains calibres peut être très variable. 30-30 Winchester (ou 30-30WIN) est une cartouche qui équipe un fusil de chasse à percussion centrale.
La plupart des cartouches de chasses sont constitués d’un culot court ou long (en laiton ou en fer). La fermeture de la cartouche à son extrémité est assurée soit par un sertissage des bords (en étoile) soit par une rondelle.
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La majorité des cartouches de chasse sont désignées par un calibre ayant un chiffre entre 4 et 36. Lors de la mise à feu de nos armes modernes, le percuteur initie la composition fulminante contenue dans la capsule d’amorçage en la précipitant sur l’enclume. Elle enflamme la poudre par le ou les trous d’évent de la douille. La poudre ainsi enflammée génère un dégagement gazeux important, qui dans l’espace restreint de la douille génère une forte augmentation de la pression. À ce moment, la douille se dilate pour épouser les parois de la chambre du canon et assure ainsi son étanchéité. Aussi, sous l’effet de cette même pression grandissante, le projectile avance dans le canon. Si l’arme est verrouillée, ce verrouillage assure le maintien de la douille en position. Si l’arme n’est pas verrouillée (ce qui peut résulter d’un choix de conception comme nous le verrons dans le chapitre 6 « Fonctionnement »), la douille recule à mesure que le projectile avance dans le canon.
Les calibres sont généralement dénommés en utilisant 3 systèmes de mesures différents : le système métrique, le système impérial anglo-saxon et la fraction de livre ancienne. Quel que soit le système employé, il est fréquent que la valeur mise en avant soit accompagnée d’un nom : la marque, le créateur…mais aussi parfois des indications d’ordre technique. Il s’agit d’une méthode qui permet de différencier plusieurs calibres de même diamètre.
Enfin, avant de décrire plus en détail les tenants et aboutissants de chaque système, il est nécessaire de mentionner qu’un même calibre peut posséder plusieurs appellations différentes, dans plusieurs de 3 systèmes…voire dans tous.
Les dénominations des calibres désignent dans ce cas un diamètre en millimètres. Ce diamètre peut correspondre à celui du projectile ou du canon en plat ou fond de rayures. Parfois la valeur mise en avant est une valeur arrondie au millimètre. Ainsi, le « 9 » du 9 x 19 mm ne désigne pas une valeur exacte, mais la valeur arrondie. La norme CIP nous donne comme valeur de référence : diamètre du projectile 9,05 mm, diamètre en plat de rayure 8,82 mm et diamètre en fond de rayure 9,02 mm. Souvent les calibres désignés à l’aide du système métrique sont accompagnés de la longueur de l’étui précédé d’un « x » qui est ici le signe mathématique « multiplié ». Ainsi, le 9 x 19 désigne un projectile de 9 mm (valeur arrondie) sur un étui de 19 mm. Ici aussi, la longueur de l’étui est exprimée de façon arrondie, la CIP nous donnant comme valeur de référence 19,15 mm.
Les dénominations des calibres désignent dans ce cas un diamètre en pouce ou en fraction de pouce. Quand ils sont exprimés en pouce, ces calibres sont normalement précédés d’un « . » qui sous-entend « 0. ». Pour exemple le calibre .30 correspond à 0.30 pouce, soit 7,62 mm. Ici aussi, des libertés sont prises avec les valeurs mises en avant : parfois pour arrondir, parfois pour différencier plusieurs calibres. Pour exemple, si les .222 Remington et .223 Remington comportent bien des différences (étui, poids de projectiles…), leurs diamètres de projectile et de canon sont rigoureusement identiques. Ici, Remington a renommé le .222 Special en .223 Remington par crainte d’une confusion par les utilisateurs.
Les dénominations anglo-saxonnes sont parfois suivies d’une information numérique supplémentaire précédée d’un « - ». Elle désigne parfois la masse de poudre, en « grain ». Le grain est une unité de mesure propre au rechargement de munitions qui désigne la masse de poudre ou du projectile (1 grain = 0,0648 gramme). Ainsi, la .44-40 Winchester Center Fire (WCF) désigne un projectile de 0.44 pouce de diamètre propulsé par 40 grains de poudre (noire). Nous reviendrons sur le cas de .44-40 WCF en détail plus loin dans ce chapitre. De même la .30-30 WCF désigne un projectile de 0.30 pouce de diamètre propulsé par 30 grains de poudre (sans fumée).
À la fin du XIXe siècle, l’information pouvait être complétée par la masse du projectile. Ainsi, le .44-40-200 WCF désigne un projectile de 0.44 pouce de diamètre, d’une masse de 200 grains, propulsé par 40 grains de poudre noire. Cette dernière pratique est aujourd’hui tombée en désuétude.
Elle désigne parfois l’année. La .30-06 Springfield est une munition de calibre 0.30 pouce adopté en 1906 par l’armée des États-Unis d’Amérique.
Elle désigne parfois la munition « parente », c’est-à-dire la munition (mais surtout la douille) à partir de laquelle la munition a été obtenue. Ainsi le .30-284 est une munition de calibre 0.30 pouce obtenu par modification d’un étui de .284 Winchester. Ici aussi, les cas sont plutôt rares. En France métropolitaine, le .30-284 Winchester fut rendue très populaire par la législation jusqu’en 2013.
Dans le dernier cas, on peut noter de très rares cas « d’hybridation » où la mesure métrique est accompagnée de la désignation de la munition parente.
Derrière ce titre énigmatique, se cache en réalité l’explication d’une appellation couramment employée : celle du « calibre 12 ». Ici, le chiffre 12 correspond à 1/12 d’une livre ancienne (d’une masse de 453,59 g) de plomb. Avec ce 1/12 de livre, on réalise une sphère. C’est le diamètre de cette sphère qui nous donne le diamètre de canon : ici approximativement 18,5 mm. Ainsi, plus le chiffre est élevé, plus le diamètre est faible. Cette dénomination de calibre est utilisée exclusivement pour les armes à canon lisse.
Elle est parfois suivie d’une seconde valeur avec un séparateur « / » et plus rarement un « x ». La seconde valeur est la profondeur de chambrage de ces munitions, qui sont le plus souvent cylindriques. Cette valeur peut être exprimée en millimètres ou en pouces. Ainsi, un calibre 12/76 nous indique un canon de calibre « 12 » et une chambre de 76 mm. Cette même appellation peut trouver son équivalent anglo-saxon : 12/3” une canon de calibre 12 et une chambre de 3 pouces (Fig.03) . On peut noter ici que comme pour toute munition cylindrique à bourrelet ou à demi-bourrelet, on peut tirer une cartouche plus courte dans une chambre plus longue : par exemple, on peut tirer une munition 12/70 dans une chambre 12/76, comme on peut tirer un .38 Special (balle de 9,12 mm sur une douille de 29,34 mm) dans une chambre Magnum .357 (conçue pour une balle de 9,12 mm avec une longueur de douille maximale de 32,77).
Le rechargement requiert une grande attention en tout temps. Lorsque vous tirez une cartouche neuve, donc, une cartouche en principe absolument parfaite, qui correspond aux normes et cotes de la C.I.P. (Commission Internationale Permanence d’Epreuve des Armes à feu), de fortes pressions entrent en jeu, qui ne vont pas manquer de déformer la douille, de manière latérale, dans le sens de la longueur, bref dans tous les sens où s’exercent toute pression gazeuse de quelque nature qu’elle soit.
Néanmoins, cette déformation existe bel et bien, même si elle n’est que de quelques centièmes de millimètres dans le cas des douilles droites, douilles de revolver et de la plupart des pistolets automatiques (excepté ceux chambrés en .357 SIG, 30 Luger, 7,63 Mauser, 32-20 Revolver, 8mm Nambu, et en 5,7×28), mais dans le cas des douilles à épaulement, dites douilles rétreintes ou douilles à rétreint (la plupart des douilles pour armes d’épaule), la déformation peut atteindre plusieurs dixièmes de millimètres, et sans recalibrage de la douille, l’on risque tout simplement de ne plus pouvoir introduire la cartouche dans l’arme dans le meilleur des cas, ou d’avoir un plus ou moins grave incident de tir dans le pire des cas, en raison du grossissement excessif du collet de la douille qui ne permettra plus de maintenir de manière correcte et fiable l’ogive.
Le recalibrage consiste donc en une action simple, mais qui ne peut se faire qu’à l’aide d’une presse à recharger, qu’elle soit mono station ou automatique à plusieurs stations, et à la limite, de manière fastidieuse, avec le kit de rechargement manuel que propose la marque LEE pour la somme de 170 FRF, dans lequel un cône est fourni, dans lequel l’on doit forcer la douille désamorcée et nettoyée (éventuellement légèrement graissée pour faciliter l’entrée dans le mandrin conique ainsi que la sortie de la douille), puis l’extraire à l’aide d’une forte tige fournie avec le kit.
Par exemple, pour avoir un résultat homogène (le groupement des impacts sur la cible en est la meilleure (et quasi-seule) représentation), il est conseillé pour un même lot de douille d’utiliser toujours la même sorte d’amorce, ainsi que la même valeur d’enfoncement d’amorce.
Un bon enfoncement d’amorce montrera, douille retournée, une surface plate, que vous regardiez le rebord du culot de la douille (là où sont indiqués la marque et le calibre de la douille) ou l’amorce. L’amorce ne doit pas faire saillie.
Il existe, comme nous l’avons déjà cité plus haut, deux types de taille d’amorces : SMALL et LARGE, de type BOXER, c’est à dire avec un seul trou au fond de la douille pour permettre l’ignition de la poudre. L’amorce se présente toujours sous la forme d’une petite capsule, mais elle est de forme plus aplatie.
La douille de type « BERDAN » est différente de celle de type « BOXER » : il n’y a pas un trou d’évent pour laisser passer l’ignition, mais deux trous, plus faibles en diamètre. De plus, il n’y a pas d’enclume dans l’amorce, comme sur les amorces pour douilles « BOXER », l’enclume est située sur le culot de la douille, ce qui permet à l’amorce d’être écrasée entre le percuteur et l’enclume de la douille, ce qui donne une garantie de départ du coup légèrement supérieure à celle des douilles « BOXER », par contre, lors du désamorçage Ô combien plus difficile que celui des douilles « BOXER », l’enclume a toutes ses chances de se voir abîmée par l’outil de désamorçage, ce qui risque de rendre la douille inopérante quant à la percussion de l’amorce, faute d’enclume de douille en bon état.
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