01
Un dixième de seconde, et on recommence
Vous avez sous les yeux un fusil à emprunt de gaz. Ce modèle reproduit l’AKM, une version modernisée de la Kalachnikov. Il mesure 880 mm de long et pèse 3,1 kg avec un chargeur vide. Son astuce, c’est qu’il se recharge tout seul. Après chaque tir, il éjecte l’étui vide, charge une nouvelle cartouche et se verrouille de nouveau. Pour tout ce travail, il se sert d’un peu des gaz chauds de chaque tir.
Le modèle suit un tir en mode automatique, du moment où le chien s’abat jusqu’à celui où il retombe. Le chien frappe le percuteur, et une petite flamme allume la poudre. En brûlant, la poudre se change en gaz chauds, qui chassent la balle le long du canon. Une bouffée de ces gaz repousse un piston vers l’arrière, et le porte-culasse part avec lui. Puis un ressort renvoie le tout vers l’avant avec une cartouche neuve, et le fusil est prêt pour le tir suivant.
Un cycle complet dure environ 100 ms, soit un dixième de seconde. À ce rythme, le mécanisme pourrait en enchaîner environ 600 par minute. Ce chiffre indique la vitesse des pièces, pas le nombre de coups que l’on tire en une minute. Le chargeur ne contient d’ailleurs que 30 cartouches. La lecture démarre au grand ralenti. Faites glisser le curseur de la barre de lecture pour avancer dans le tir, ou appuyez sur un bouton pour sauter à un moment précis. Gardez un œil sur le levier d’armement, sur le côté droit : il bouge à chaque tir.
Le modèle simplifie quelques points. À l’intérieur du fusil, il ne représente que les pièces utiles à cette histoire. Aucune source ne donne la durée exacte de la chute du chien ni de l’aller-retour du porte-culasse. Pour ces moments, le modèle se fonde sur des estimations prudentes. Les mesures affichées suivent le minutage du modèle. Seules deux de ces durées reposent donc sur des sources : le cycle complet et le trajet de la balle dans le canon, environ une milliseconde. Activez la vue en coupe pour regarder à l’intérieur.
02
Une petite flamme et beaucoup de gaz
Tout commence par la cartouche. Elle mesure 56 mm de long, pèse 16,2 g et contient tout ce qu’il faut pour un tir. L’étui fait environ 39 mm de long et renferme 1,6 g de poudre. Au centre de son culot se trouve l’amorce, une petite coupelle en laiton. La balle pèse 7,9 g et a un noyau en acier. Elle est enfoncée dans l’extrémité avant de l’étui, qui est ouverte.
Le tir commence quand le percuteur écrase l’amorce. L’amorce produit alors une petite flamme. Cette flamme passe par deux trous minuscules jusque dans l’étui et allume la poudre. La poudre n’explose pas. Elle brûle, très vite, et se change en une énorme quantité de gaz chauds.
Ces gaz sont enfermés dans un tout petit espace, alors leur pression grimpe vite. Ils poussent dans toutes les directions, mais seule la balle peut céder, et elle ne tarde pas à bouger. La pression continue pourtant de monter, jusqu’à environ 275 MPa. C’est à peu près 2 700 fois la pression de l’air qui vous entoure, soit environ 2 800 kg qui pèsent sur chaque centimètre carré.
Le pic arrive tôt, quand la balle n’a avancé que de 4 à 6 cm. Ensuite, l’espace derrière la balle grandit plus vite que la poudre ne peut le remplir, et la pression commence à baisser. Appuyez sur les boutons pour voir la frappe du chien, le départ de la balle et le pic de pression.
03
Pourquoi l’arrière tient bon
Derrière la cartouche, les pièces de mise à feu attendent, alignées. Le chien bascule vers l’avant sous l’effet de son ressort et frappe l’arrière du percuteur. Le percuteur coulisse librement dans la culasse : le choc projette donc sa pointe vers l’avant, contre l’amorce. C’est la frappe que vous avez vue au chapitre précédent.
Repensez maintenant à cette pression. La pression qui pousse la balle vers l’avant pousse aussi l’étui vers l’arrière. Il faut donc bien que quelque chose retienne l’étui. Ce rôle revient à la culasse. À l’avant, elle porte deux tenons de verrouillage. Avant chaque tir, la culasse tourne, et les tenons glissent dans deux logements creusés dans un bloc d’acier, là où le canon rejoint la boîte de culasse. Ce bloc s’appelle le tourillon. Tant que les tenons sont en place, la culasse ne peut pas reculer.
Sur le côté droit du fusil se trouve le sélecteur de tir, un levier à trois positions. De haut en bas : sûreté, automatique et coup par coup. En sûreté, la détente est bloquée. En coup par coup, le fusil tire un seul coup chaque fois qu’on appuie sur la détente puis qu’on la relâche. En automatique, il continue de tirer tant que la détente reste enfoncée. La vue en coupe retire justement ce côté du fusil : désactivez-la pour voir le levier.
Ce modèle fonctionne en tir automatique. Dans ce mode, une pièce de plus veille à ce que tout se passe dans le bon ordre : la gâchette automatique. Malgré son nom, ce n’est pas la détente, mais un petit levier caché à l’intérieur. Il retient le chien armé et ne le libère qu’une fois la culasse verrouillée et le porte-culasse revenu complètement à l’avant. La culasse reste ensuite verrouillée tant que la pression est forte. Elle ne tourne pour se libérer qu’une fois la balle sortie du canon. Appuyez sur les boutons pour observer la frappe, le départ de la balle et le déverrouillage de la culasse.
04
Environ une milliseconde dans le canon
Le canon mesure 415 mm de long, et la balle le parcourt en 1 milliseconde environ, soit un millième de seconde. C’est bien trop rapide pour l’œil. Sur la barre de lecture, ce moment est donc étiré pour que vous puissiez le suivre. Faites glisser le curseur pour déplacer la balle dans le canon, et observez sa vitesse ainsi que la pression qui la pousse.
La poussée est la plus forte au début. La pression culmine dans les premiers centimètres puis retombe, mais les gaz continuent de pousser la balle tout le long du canon. En arrivant à la bouche du canon, la balle file à environ 715 m/s. C’est environ deux fois la vitesse du son, et environ 26 fois celle d’une voiture à 100 km/h.
L’intérieur du canon n’est pas lisse. Quatre rainures en spirale, les rayures, tournent vers la droite et font un tour complet tous les 240 mm. Elles agrippent la balle et la mettent en rotation. Pendant sa traversée du canon, la balle fait environ un tour et demi. À la bouche, elle tourne sur elle-même environ 3 000 fois par seconde.
Seule une partie de l’énergie de la poudre passe dans la balle : environ un quart à un tiers. Une part chauffe le canon et l’étui, une autre sert à faire entrer la balle de force dans les rayures. Environ 40 % partent avec les gaz chauds qui jaillissent derrière la balle. Mais juste avant que la balle sorte, le fusil emprunte un peu de ces gaz pour lui-même. Le chapitre suivant montre comment.
05
Une bouffée de gaz qui recharge le fusil
Près de la bouche, un petit trou incliné part du canon et monte jusqu’au bloc d’emprunt de gaz. C’est l’évent. Tant que la balle ne l’a pas encore atteint, il ne se passe rien ici. Ce n’est qu’une fois la balle passée que les gaz chauds s’engouffrent dans l’évent. Dans le bloc, ils rencontrent le piston.
Le piston se trouve au bout d’une longue tige. Cette tige est fixée au porte-culasse, la longue pièce qui glisse au-dessus de la culasse. Quand les gaz repoussent le piston vers l’arrière, la tige, le porte-culasse et le levier d’armement partent donc avec lui. Voilà pourquoi le levier bouge à chaque tir. La poussée est brève. Un instant plus tard, la balle quitte le canon, la pression chute et les gaz usés s’échappent par des trous d’évacuation. Le porte-culasse est alors déjà en mouvement, et il termine sa course vers l’arrière sur sa lancée.
Le porte-culasse ne fait pas tourner la culasse tout de suite. Sur les premiers millimètres, il recule seul, et la culasse reste verrouillée. Puis une rampe taillée à l’intérieur du porte-culasse accroche un ergot sur le dessus de la culasse et la fait tourner d’environ un dixième de tour. Les tenons de verrouillage sortent de leurs logements, et la culasse peut alors suivre le mouvement. À ce moment-là, la balle a déjà quitté le canon.
Essayez maintenant de boucher l’évent. Le coup part normalement, et la balle sort bien du canon. Mais aucun gaz n’atteint le piston, alors rien ne bouge. L’étui vide reste dans la chambre, et le fusil s’arrête après un seul tir. Pour charger la cartouche suivante, il faudrait tirer à la main le levier d’armement vers l’arrière. Avec l’évent ouvert, cette petite bouffée de gaz fait le travail pour vous.
06
Un étui sort, une cartouche entre
En reculant, le porte-culasse entraîne la culasse, et la culasse tire l’étui vide hors de la chambre. Sur la culasse, une petite griffe à ressort tient l’étui par la rainure qui fait le tour de sa base : c’est l’extracteur. En chemin, l’étui rencontre l’éjecteur, un rebord fixe à l’intérieur de la boîte de culasse. Ce rebord heurte le côté gauche de l’étui. L’étui pivote alors autour de la griffe et s’envole par l’ouverture du côté droit.
Dans sa course vers l’arrière, le porte-culasse fait encore deux choses. Il fait basculer le chien vers l’arrière et l’arme pour le tir suivant. Il comprime aussi le ressort récupérateur. Ce ressort arrête le porte-culasse, puis le relance vers l’avant. Pendant ce temps, le ressort du chargeur pousse la cartouche suivante vers le haut, contre les lèvres, tout en haut du chargeur. Le chargeur contient 30 cartouches sur deux rangées en quinconce, et il se contente de les faire monter.
En repartant vers l’avant, la culasse accroche la cartouche du dessus, la pousse hors du chargeur et l’enfonce dans la chambre. La griffe de l’extracteur s’enclenche dans la rainure du nouvel étui. Puis la culasse tourne dans le sens des aiguilles d’une montre, vue de derrière, et ses tenons se verrouillent de nouveau. La gâchette automatique libère le chien, mais il bute d’abord sur le retardateur. Celui-ci le freine un instant, pour laisser le fusil se stabiliser après le choc du porte-culasse en fin de course. Le tir suivant peut alors commencer.
Un aller-retour complet dure environ 100 ms. Un clignement d’yeux prend de 100 à 400 ms. Un cycle est donc à peu près aussi bref que le plus rapide des clignements. Chaque tir fait aussi reculer le fusil. Si rien ne le retenait, le fusil chargé partirait vers l’arrière à environ 2 m/s. Environ un quart à un tiers de ce recul vient des gaz qui jaillissent de la bouche du canon. Comme la crosse se trouve sous l’axe du canon, le recul fait aussi légèrement remonter la bouche. Appuyez sur les boutons pour comparer un cycle à des choses que vous connaissez.
One cycle lasts about as long as the quickest blink.