Arme à air comprimé

Pistolet avec des cartouches au CO₂.

Les armes dites à « air comprimé » regroupent toutes les armes à canon court (pistolet, revolver) ou long (carabine, fusil) utilisant la détente d'un gaz afin de propulser un projectile.

Elles sont un type de système pneumatique.

Le terme « arme à air comprimé » est abusivement utilisé pour nommer les armes utilisant la détente d'un gaz comprimé avant le tir, sans combustion au moment du tir, indépendamment de la nature réelle du gaz. Ainsi on trouve en général deux possibilités pour le gaz propulseur :

• soit du dioxyde de carbone (CO₂)
• soit de l'air (mélange de dioxygène O₂ (21 % environ) et de diazote N₂ (78 % environ) + autres gaz (1 %))

Selon le gaz utilisé et le mécanisme de l'arme, plusieurs variantes sont alors possibles. On distingue donc les armes dite à ressort (piston), à air précomprimé, à CO₂, etc.

Certaines de ces armes sont utilisées pour le tir de compétition, pratiqué à 10 m (cible papier) ou plus (sur silhouettes métalliques).

La plupart des armes à air comprimé utilisent des projectiles métalliques comme munition. Celles qui utilisent uniquement des projectiles en plastique et développent en sortie de bouche une énergie inférieure ou égale à 2 joules sont appelées « répliques d'armes airsoft » et ne sont pas classées au sens du décret de 1939 sur l'armement.

Armes à ressort (piston)

C'est le système le plus répandu, le moins onéreux et, surtout, le moins fragile. Un piston monté en arrière du canon est couplé à un ressort dont la force détermine la puissance de l'arme. Un levier, parfois astucieusement remplacé par le canon lui-même, permet de comprimer le ressort et de reculer le piston : cette opération est appelée « armement de l'arme ».

Une pression sur la queue de détente libère le piston qui vient alors expulser l'air ainsi comprimé dans la chambre où le projectile a été placé.

En fait, on observe une compression puis une détente de l'air et non pas une expulsion directe :

• Lorsque le piston est libéré, le projectile nécessitant une mise en pression importante de l'air pour commencer sa progression dans le canon, le gaz monte en pression à mesure que le ressort se relâche.
• Lorsque la pression atteint un niveau suffisant pour vaincre la résistance du projectile dans la chambre (frottements et déformation partielle), le gaz subit une détente au fur et à mesure que le projectile progresse dans le canon, jusqu'à sa sortie.

Les armes disposant d'un canon fixe et d'un levier supplémentaire pour l'armement sont réputées pour leur plus grande précision en comparaison avec celles utilisant le canon pour comprimer le ressort. En effet la présence d'un canon fixe limite les déplacements possibles de ce dernier lors du tir.

Les calibres les plus populaires sont le calibre .177 (4,5 mm) et le calibre .22 (5,5 mm).

La vélocité de ces armes peuvent varier entre 100 m/s et 457 m/s.

Armes à air précomprimé

Ces armes ne disposent pas de ressort pour déplacer le piston mais comportent une chambre de précompression placée en amont de la chambre contenant le projectile (comme les air gun par exemple).

Versions à levier d'armement

Dans cette version, le levier d'armement sert alors à précomprimer l'air dans la chambre de précompression par action directe sur le piston. L'appui sur la queue de détente vient libérer une soupape qui laisse alors le gaz se détendre dans la chambre et propulser le projectile

Versions à cartouche

Dans cette version, aucun levier d'armement n'est utilisé. Une cartouche métallique rechargeable, logée sous le canon de l'arme, contient l'air précomprimé nécessaire. Le rechargement de cette cartouche est obtenu à l'aide d'un compresseur classique ou d'une pompe manuelle. L'air à température ambiante ne peut pas être rendu liquide aux pressions acceptables pour les cartouches, c'est donc bien sous forme gazeuse qu'il se trouve dans ces dernières.

Plus précises que les armes à ressort+piston, ces armes sont également plus silencieuses car aucune pièce ne se trouve en mouvement lors du tir proprement dit, ce qui contribue également à leur stabilité. En revanche, leur fragilité est plus importante en raison du mécanisme associant la soupape et les joints d'étanchéité.

Les armes à air précomprimé peuvent être plus puissantes que celles à ressort. Leur seule limitation, qui est aussi celle des armes à piston et ressort, est la vitesse de détente de l'air.

La vélocité de ces armes varient généralement entre 152 m/s jusqu'à 1 200 m/s (maximum).

Exemple de carabine à air précomprimé à cartouche (version compétition) :

Armes à CO₂

Ces armes n'utilisent ni piston ni ressort, ni levier d'armement, mais une cartouche de CO₂ liquide pour la propulsion du projectile.

Ces cartouches de CO₂ peuvent être jetables ou rechargeables. Les cartouches jetables autorisent en général une soixantaine de coups alors que les versions rechargeables dépassent les 150 coups. Le CO₂ est stocké sous forme liquide dans ces cartouches et le tireur doit acheter de nouvelles cartouches (version jetable) ou recharger à l'aide d'une bouteille de CO₂.

De telles armes sont de plus en plus utilisées en raison de leur facilité d'utilisation (bouteille de CO₂). Exemple de pistolet à CO₂ (version compétition) :

Utilisation - Performances

Munitions

Les armes à air comprimé utilisent en général des munitions de type diabolo, en plomb ou en plastique avec tête aluminium. Il existe également des fléchettes pour les petits calibres, mais celles-ci sont peu utilisées en raison de leur faible précision et du risque d'endommagement du canon.

Le calibre des armes à air comprimé est assez variable, bien que certaines valeurs soient nettement plus répandues. Citons par exemple le calibre .177 (4,5 mm), le .22 (5,5 mm), le 6,35 mm, mais encore le .50 pour les plus gros.

Cadence de tir

Les armes à air comprimé utilisant un piston+ressort n'autorisent pas les tir répétés sans réarmement manuel par action sur le levier. La cadence de tir varie alors selon l'habileté du tireur, de 2 à 3 tirs par minute jusqu'à 8-10 tirs par minute.

Les versions à air précomprimé avec bouteille ou à C0₂ permettent un fonctionnement semi-automatique puisqu'aucune énergie extérieure n'est nécessaire à leur fonctionnement. Il est alors possible d'enchaîner les tirs (tir de vitesse), ce qui a donné naissance au tir de vitesse à 10 mètres, au pistolet et à la carabine. Les cadences de tir atteignent alors 1 tir par seconde, mais le nombre de tirs reste limité selon la capacité de la cartouche et du chargeur.

Puissance, portée, précision

La puissance des armes dites « à air comprimé » varie de quelques joules à peine jusqu'à plusieurs centaines de joules selon leur version et leur mécanisme.

Toutes les armes de ce type sont limitées par la vitesse de sortie du projectile, qui ne peut dépasser celle de détente du gaz propulseur. Le gaz propulseur étant maintenu à des températures proches de l'ambiante (20 °C en général), la vitesse de détente ne peut être très élevée. En général on obtient des vitesses de projectiles atteignant 300 m/s maximum^{[réf. nécessaire]}.

La puissance (terme abusif, puisqu'il s'agit en fait d'énergie cinétique) de l'arme s'exprime par la formule

Où M est la masse (en kg) et V la vitesse de sortie (en m/s)

Cette formule ne tient pas compte de la rotation imposée au projectile par les rayures du canon et donnant un terme d'énergie de rotation supplémentaire, car cet effet reste négligeable pour ces munitions, sauf pour leur stabilité en vol.

Puisque la vitesse est limitée, c'est sur la masse du projectile que l'on peut jouer pour augmenter la puissance.

C'est ainsi que certaines versions d'armes à air comprimé présentent des calibres parfois énormes (.50 par exemple, soit environ 12,7 mm !) pour augmenter leur puissance. De telles armes sont utilisées pour la chasse au gros gibier aux États-Unis par exemple (en France la chasse aux armes à air comprimé est interdite).

La portée des armes à air comprimé dépend de leur puissance et du type de projectile utilisé. En règle générale, la portée ne dépasse pas 100 mètres, sauf pour les plus gros calibres.

Pour le calibre 4.5 mm, les portées sont de l'ordre de :

• 8 à 30 mètres en portée efficace (distance maximum à partir de laquelle la vitesse du projectile diminue sensiblement)
• 30 à 100 mètres en portée utile (distance maximum à partir de laquelle la vitesse est jugée trop faible pour conserver une efficacité suffisante (précision, pouvoir de pénétration)
• 100 à 200 mètres en balle perdue (perte totale de précision)

Le pouvoir de perforation demeure limité, surtout dans les matériaux durs, même pour les munitions à tête renforcée (aluminium), du fait de leur vélocité faible en comparaison avec d'autres munitions. Toutefois la dangerosité de telles armes est loin d'être négligeable ; à titre d'exemple une arme tirant une munition de calibre 4,5 mm à 340 m/s permet sans problème de traverser 1 cm de sapin à 25 mètres.

La précision des armes à air comprimé est l'une des plus élevées, aux faibles distances de tir. Combinée à une instrumentation de visée très précise sur certains modèles destinés à la compétition, celle-ci autorise des groupements d'impact en cible parfois à peine croyables. Il n'est en effet pas rare d'obtenir un seul trou alors que plusieurs coups ont été tirés. Ainsi les carabines et pistolets dits de compétition permettent le tir sur des cibles de dimensions très réduites à 10 mètres.

Exemple de cible de tir à 10 mètres (version carabine - taille réelle)

Législation

En France les armes dites à « air comprimé », quel que soit leur type exact, sont classées en 7^e catégorie. Lorsqu'elles développent moins de 10 joules en sortie du canon elles sont en vente libre aux personnes majeures. Lorsqu'elle développent plus de 10 joules en sortie de canon leur acquisition doit se faire sur présentation de la licence de tir ou permis de chasse de l'acquéreur (les deux en cours de validité). Une fois acquises elles doivent faire l'objet d'une déclaration en préfecture.

En Belgique, les armes à air, quels que soient leur type et l'énergie développée sont en vente et détention totalement libre pour les personnes majeures.

Quelle que soit leur catégorie, ces armes ne sont pas autorisées à la vente aux mineurs. Les seuls lanceurs a air comprimés autorisés à la vente et à la détention par des mineurs en France sont des lanceurs dont la puissance des projectiles est inférieure a 0,07 joule (Décret n° 99-240 du 24 mars 1999 relatif aux conditions de commercialisation de certains objets ayant l'apparence d'une arme à feu).

Anecdote - Histoire

Les armes à air comprimé ne sont pas récentes et plusieurs armuriers ont contribué à leur développement actuel.

Les premières armes à air comprimé, alors appelées « armes à vent », sont apparues aux alentours du XVIII^e siècle. Munies d'une sorte de ballon métallique servant de réservoir, elles nécessitaient l'action répétée d'un levier actionnant une pompe pour monter à quelques dizaines voire centaines de bars pour les plus puissantes. Il s'agissait donc d'armes à air précomprimé.

Le projectile utilisé était alors relativement lourd car d'un calibre important (de l'ordre de quelques centimètres).

Relativement précises et autorisant des tirs à des distances assez importantes au fil de leur mise au point, ces armes ont trouvé leur utilisation sur les champs de bataille pour les tireurs isolés, visant les officiers du camp adverse.

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