Cet article explore en détail les munitions en carbure de tungstène, leurs avantages et inconvénients, ainsi que leur utilisation dans divers contextes, allant de la chasse au rechargement de munitions.
Avec l’apparition des premiers blindés au cours du premier conflit mondial, les principaux belligérants montrèrent un intérêt grandissant pour son développement mais aussi sur les moyens de le détruire. Dans l’entre deux guerres, la plupart des nations mirent en service des armes à vocation anti-chars, canons et fusils tirant une munition perforante.
Au premiers mois du conflit, il existe donc deux types de munitions AC, l’obus de rupture et l’obus perforant explosif. Ces projectiles utilisent l’énergie cinétique générée à la fois par une vitesse initiale élevée et le poids de la munition.
Cette munition a cependant deux inconvénients majeurs. Le premier est lié à la cavité ou se trouve logé la charge, qui fragilise la structure de l’obus, diminuant sa capacité de perforation. Le deuxième provient de la fusée qui supporte mal la violence de l’impact, empêchant parfois la détonation de la charge. Pour ces raisons, les Britanniques optèrent pour l’obus de rupture, alors que la plupart des autres nations choisirent l’obus perforant explosif.
En 1939, les belligérants disposaient donc de ces projectiles à énergie cinétique, qui leur permettaient de percer des blindages de 30 à 40 mm. Mais très vite les blindages augmentèrent en épaisseur. Pour surmonter ce problème, il fallut augmenter la puissance des canons ainsi que la longueur des tubes (plus un tube et long, plus la vitesse initiale de l’obus augmente est plus l’énergie cinétique est importante). Mais cette course a des limite, quand un obus atteint la vitesse critique de 823 m/s, l’acier se brise à l’impact. Pour pallier à ce risque, on mis au point l’obus APC.
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L’obus APC : C’est un obus en acier recouvert d’une coiffe en métal ‘’mou’’. A l’impact, la coiffe s’écrase sur le blindage, répartissant ainsi la pression sur une surface plus grande, puis la partie en acier du projectile pénètre dans le blindage. Cette configuration permet ainsi d’augmenter la vitesse du projectile. Le canon reprenait temporairement l’avantage sur le blindage.
Mais les blindages augmentaient toujours en épaisseur, bientôt, les obus perforant furent de nouveau mis en échec. Les ingénieurs se trouvèrent de nouveau devant un problème, si il était vain d’augmenter la vitesse d’un obus, ne pouvait on pas utiliser un projectile plus dur ?
Il fallait utiliser un matériau plus dur que l’acier et capable de résister à la violence du choc. Un alliage avait ces qualités : le carbure de tungstène. Il était aussi dur que le diamant, mais en raison de sa densité (une fois et demi celle de l’acier), il n’était pas facile d’en faire un projectile. De plus, il en existait peu et coûtait cher.
Les Allemands les premiers utilisèrent un projectile de ce type pour leur Schwere Panzerbuchse 41, un fusil anti-chars lourd de 28 mm, dont l’âme du canon était conique. Le projectile était constitué d’un noyau en carbure de tungstène entouré d’une enveloppe en alliage léger, l’obus avait un diamètre de 28 mm.
Lors du tir, l’enveloppe de l’obus diminuait de diamètre, au cours du mouvement dans le tube conique, et tombait à terre après sa sortie du tube, laissant le seul noyau (d’un diamètre de 21 mm) partir vers la cible. Cette technique permettait d’atteindre une vitesse initiale d’environs 1200 m/s ! L’obus résistait à l’impact et perçait le blindage. Malgré ces qualités, l’âme conique imposait que l’on change le canon tous les 500 coups.
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De leur coté, les alliés mirent au point un obus APCR.
L’obus APCR : composé d’un noyau en carbure de tungstène et entouré d’un revêtement en alliage léger. Utilisé d’abord sur la pièce anti-chars de 6 pounder (57 mm), l’obus pesait moins lourd et sa vitesse initiale était supérieure à celle de l’obus standard en acier. Mais un mauvais rapport diamètre / poids lui donnait une mauvaise qualité balistique ; sa capacité de perforation était excellente à courte distance mais au delà de 900 m, l’obus en acier était de performance égale.
Les Allemands produirent aussi des obus similaires, mais à partir de 1942, à cause de la pénurie en carbure de tungstène, ces projectiles se firent de plus en plus rares.
L’efficacité d’un obus perforant utilisant l’énergie cinétique, repose sur une masse importante associé à un diamètre réduit, afin d’éviter un diminution trop rapide de la vitesse initiale, hors sur le 6 pounder, le diamètre du projectile était trop important.
En Mars 1944, deux ingénieurs Britanniques mirent au point un projectile destiné au canon de 6 pounder, et baptisé APDS.
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L’obus APDS : il était constitué d’un cœur central en tungstène, emprisonné dans une coque en alliage léger. Cette coque était du diamètre du tube. La munitions étant assez légère, sa vitesse initiale était élevé. Lors du départ du coup, l’obus quittait le tube, le sabot se détachait de ce dernier, seul le cœur de la munition partait vers l’objectif à une vitesse de 900 m/s. Cette vitesse associé à un poids important et à un diamètre réduit, donnaient au projectile une bonne portance et une excellente capacité de perforation à longue distance.
Les munitions APDS furent mis au point aussi pour le canon de 17 pounder.
Toutes les munitions anti-chars que nous avons passé en revue, utilisent l’énergie cinétique. En parallèle, un autre type de munition fut mise au point la charge creuse.
Munition à charge creuse : Ce type de munition est a énergie chimique. Elle fonctionne sur le principe de ‘’l’effet Monroe’’, du nom de l’officier de marine Américain qui observa la premier fois le phénomène. Elle est composé d’une charge d’explosif dont la partie avant est évidée en forme de cône ou de demi sphère puis recouvert d’un mince revêtement métallique.
Quand la charge explose, une pression considérable s’exerce sur le revêtement métallique du cône, lequel concentre l’énergie de l’explosion. Il se produit alors un jet de gaz et de métal en fusion qui atteigne une température d’environs 3000°. Lorsque ce dard frappe le blindage du char, la température et la pression sont telles que le métal est repoussé, formant un trou de quelques centimètres de diamètre dans la plaque. Le jet en fusion entre dans le char, projetant à l’intérieur des éclats de blindage, déclenchant l’explosion du carburant ou des munitions et mettant hors de combat l’équipage.
L’avantage de la charge creuse, c’est que son efficacité est totalement indépendante de sa vitesse à l’impact. Celle ci pourrait être nulle, que sa capacité de perforation serait la même.
Face à la volonté de la Commission européenne de généraliser l’interdiction des munitions à base de plomb (elle doit entrer en vigueur en 2023), examinons les alternatives au plomb. Les avantages seront-ils supérieurs aux inconvénients ? il est permis d’en douter.
Nous avons, je pense, tous consommé des quantités plus ou moins importantes de gibier prélevé avec du plomb et nous n’avons ni saturnisme, ni problème de santé. Le problème est que le métal principal utilisé pour remplacer les balles plomb + cuivre ou acier doux + plomb n’est autre que le cuivre. Par ailleurs, le sang est très oxydant pour les métaux, plus que l’eau. Certains disent : « non les balles monométalliques ne fragmentent pas ou très peu » vrai ou faux ?
Les pays Nordique qui ont supprimé le plomb à la fin des années 90, sont en train de faire marche arrière car ils trouvent de plus en plus d’oxyde de cuivre dans l’eau. Les seuls métaux que je sache (je peux me tromper) qui pourraient remplacer le plomb sont l’étain, et le bismuth. Autre problème, le cuivre est moins malléable que le plomb.
Dommage que les chasseurs ou tireurs qui ont un peu de savoir et d’expérience sur le fait ne participent pas au débat sur le sujet. Bien choisir sa balle mono. J’ai travaillé sur le sujet durant le confinement COVID et après. Avec un laser dimensionnel, prêté par un ami usineur, et deux palmers numériques un à touche en vé et l’autre plate. Bien sûr nous parlons en microns. Mais, au final, 4 microns par ici, 6 microns par-là : votre canon n’aimera pas !
De plus je recharge depuis 1979 et actuellement même les balles que j’utilise pour le tir longue distance sont toutes mesurées, pesées et triées. Un chasseur qui se cantonne au réglage début de saison et un nombre limité de tir par saison, va arriver au max à 40 munitions de tirées, même avec des monos l’arme va faire au moins 30 ans, si ce n’est pas plus. Mais pour un chasseur assidu, un tireur régulier ? Un choix qui vous appartient de faire si vous voulez tirer ce type de balle.
La plupart des monos forceront bien plus dans vos canons. Le corps principal de la balle étant en sous cote calibre, il ne touchera pas le sommet des cloisons. Par contre seuls les anneaux irons en fond de rayures, minimisant les frottements, les contres pression et l’usure canon. Cela permettra moins d’encuivrage, mais plus de pression donc plus de vitesse.
Que je sache pour la 22Lr il n’y a pas pour l’instant de balle mono, et si c’est le cas le principe reste le même.
Concernant l'usinage des armes à feu, le carbure de tungstène (CT) est souvent utilisé pour les fraises en raison de sa dureté exceptionnelle. Les boîtiers MAUSER, par exemple, sont particulièrement difficiles à usiner. Pour les fixations, il est courant de fraiser un trou de 3 mm au CT, puis de détremper au chalumeau avant de percer et tarauder.
La détrempe locale est pratiquée pour faciliter le taraudage, car sans elle, la casse du taraud est assurée. L'utilisation de fraises en carbure permet un usinage précis, bien que des précautions soient nécessaires pour éviter les contraintes excessives sur les pièces trempées.
Les bagues en carbure de tungstène pour hommes sont reconnues pour leur solidité, robustesse, durabilité et résistance aux rayures. Elles offrent une alternative idéale aux bagues en or traditionnelles, particulièrement pour ceux qui travaillent avec leurs mains. Voici quelques avantages et inconvénients :
Le tungstène est lourd et solide, beaucoup plus dur que l’acier et plus résistant à la rupture que le diamant. Il est environ 10 fois plus dur que l’or 18 carats. À l’état naturel, le tungstène se présente sous la forme d’une poudre grise, comprimée puis mise en forme. Il est utilisé dans de nombreuses industries, notamment l’industrie, la construction, l’armée, l’électricité et les secteurs commerciaux.
Avec une dureté atteignant 9 sur l'échelle de Mohs et une densité maîtrisée entre 2,5 et 3,9 g/cm³, les céramiques techniques transforment l'énergie cinétique dévastatrice d'un projectile de 878 m/s en une dispersion contrôlée. La dureté extrême de la céramique provoque une fracture instantanée de la pointe du projectile, érodant le projectile par abrasion continue. Les fragments résiduels percutent le support composite avec une énergie réduite de 85-90%.
La fragilité des céramiques impose une manipulation soigneuse. Radiographie X et ultrasons sont utilisés pour détecter les fissures. Les plaques correctement stockées conservent leurs propriétés après 15 ans.
Les recherches actuelles explorent l'ajout de nanotubes de carbone ou fibres de carbure de silicium dans la matrice alumine. L'impression 3D de résines céramiques ouvre des perspectives révolutionnaires. Les matrices incorporant des microcapsules de précurseurs céramiques pourraient permettre une récupération de la résistance après impact.
Soixante ans après leur introduction, les céramiques balistiques demeurent la seule solution viable contre les munitions perforantes de gros calibre. Le choix entre alumine, carbure de silicium et carbure de bore s'opère selon l'équation budget / poids / menace.
Le Tungstène Super Shot (TSS) est un substitut révolutionnaire pour la chasse au gibier d’eau. Il existe déjà d’excellentes cartouches chargées avec des billes de tungstène, mais le TSS se distingue par sa densité supérieure.
À masse égale, une bille de TSS est beaucoup plus petite qu’une bille d’acier. Elle est donc freinée beaucoup moins rapidement et conserve sa vitesse plus longtemps. Pour tuer proprement, les billes doivent pénétrer profondément dans le corps de l'oiseau.
Le TSS est une sphère parfaite avec un état de surface extrêmement lisse. De plus, il offre une meilleure statistique en nombre de billes par charge.
Le TSS est donc une solution pour augmenter la portée des munitions de substitution et une alternative pour les petits calibres. Un seul fusil suffit, en adaptant les munitions (charges de 24 gramme de TSS #9 et #9 ½ étant les plus polyvalentes).
Le rechargement de munitions est une activité prisée par les passionnés, permettant de personnaliser leurs cartouches pour des performances optimales. Voici quelques aspects importants :
Pour un débutant, une presse monostation est souvent recommandée pour faciliter le contrôle de chaque étape. Pour une production plus importante, une presse Dillon XL 650 est une alternative viable.
Un utilisateur partage son expérience de fabrication de cartouches calibre 12 à poudre noire avec du matériel de récupération. Il est essentiel de respecter les dosages et de manipuler les amorces avec soin.
Un utilisateur partage son processus de transformation de cartouches ball-trap en slugs, avec une liste de matériel acheté. Des cartouches type gomme cogne sont également fabriquées avec des billes caoutchouc calibre 68.
Avant de démarrer, il faut décider d'une recette et noter le nom du lot. Il est important de peser tous les ingrédients et de vérifier les munitions fabriquées (pression, vitesse, groupement).
Le Crimp Die de LEE peut être utilisé de manière détournée pour obtenir des sertissages parfaits sans fatiguer les collets.
En conclusion, le carbure de tungstène offre des avantages significatifs dans divers domaines, allant de la protection balistique à la fabrication de bagues durables. Cependant, il est essentiel de peser les avantages et les inconvénients avant de choisir ce matériau pour une application spécifique.
| Matériau | Avantages | Inconvénients | Applications |
|---|---|---|---|
| Oxyde d'aluminium (Alumine) | Bon compromis performance/coût | Fragile aux chocs non balistiques | Plaques Level III et IV |
| Carbure de silicium (SiC) | Plus léger, résistant aux impacts multiples | Coût de production élevé | Plaques Level IV premium |
| Carbure de bore (B₄C) | Fragmente les noyaux en carbure de tungstène | Coût très élevé | Plaques ESAPI |
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