Arme à air comprimé

Pistolet avec des cartouches au CO₂.

Schéma de fonctionnement d'un pistolet à air comprimé tirant des projectiles en plastique « BB » à répétition avec moteur électrique.

Carabine Gamo à air comprimé, ouverte.

Les armes à air comprimé regroupent toutes les armes à canon court (pistolets et revolvers) ou long (carabines et fusils) utilisant la détente d'un gaz afin de propulser un projectile. Elles sont un type de système pneumatique.

Principe

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), de diazote N₂ (78 % environ) et 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 pré-comprimé, à CO₂, etc.

Certaines de ces armes sont utilisées pour le tir sportif, pratiqué à 10 m sur cible papier, ou plus, sur silhouette 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 deux joules sont appelées en France « 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 peut varier entre 100 et 457 m/s.

Armes à air pré-comprimé

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

Premières armes à air

Les premiers fusils à air comprimé, appelés fusil à vent, sont basés sur un principe qui remonte à l'Antiquité et n'ont cessé de se perfectionner au cours des siècles. Munis d'une sorte de ballon métallique servant de réservoir, ils nécessitaient l'action répétée d'un levier de pompe pour monter à quelques dizaines, voire centaines de bars pour les plus puissantes. Il s'agit donc d'armes à air pré-comprimé. Leur seule utilisation militaire connue date de la fin du XVIII^e siècle, en Autriche.

Les armes fonctionnant à la vapeur firent leur apparition au milieu du XVIII^e siècle mais le matériel nécessaire à la production de vapeur étant très encombrant, on ne put considérer l'invention comme un succès.

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

Versions à levier d'armement

Dans cette version, le levier d'armement sert alors à pré-comprimer l'air dans la chambre de compression 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 pré-comprimé 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 et 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 pré-comprimé 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 varie généralement entre 152 et 1 200 m/s (maximum).

Exemple de carabine à air pré-comprimé 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. En France, les premières sont développées par la firme Kratz-Boussac.

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). Leur grande autonomie et leur facilité d'utilisation en font des armes plus prisées mais encore peu connues. Le principe est le suivant : la capsule s'insère dans l'arme à un emplacement spécifique, le perçage de l'embout se fait tout seul en vissant la cartouche (aussi appelée sparclette). La pression contenue dans la bonbonne permet de ne pas s'occuper du rechargement intempestif et donc permet l'enchaînement des coups.

Munitions

Les armes à air comprimé utilisent en général des « plombs », 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.

Si le calibre des armes à air comprimé est variable, certaines valeurs sont nettement répandues. Citons par exemple les calibres .177 (4,5 mm), .20 (5,0 mm), .22 (5,5 mm), .25 (6,35 mm) et .50 (12,7 mm).

Cadence de tir

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

Les versions à air pré-comprimé avec bouteille ou à CO₂ permettent un fonctionnement semi-automatique puisqu'aucune énergie extérieure n'est nécessaire à leur fonctionnement. Il est alors possible d'enchaîner les tirs, ce qui a donné naissance à la discipline de tir sportif de vitesse à 10 mètres, au pistolet et à la carabine. Les cadences de tir atteignent alors un tir par seconde, mais le nombre de tirs reste limité selon la capacité de la cartouche et du chargeur.

Puissance, portée, précision

L'énergie développée 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.

L'énergie cinétique de l'arme s'exprime par la formule suivante :

$E={\begin{matrix}{\frac {1}{2}}\end{matrix}}M_{projectile}V_{projectile}^{2}$

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 armes à air comprimé présentent de gros calibres (.50 par exemple, soit 12,7 mm) pour augmenter leur puissance. De telles armes sont utilisées pour la chasse au gros gibier, aux États-Unis par exemple.

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 cent 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 dix mètres.

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

Législation

France

En France les armes dites à « air comprimé », quel que soit leur type exact, sont classées en catégorie D (anciennement 7^e catégorie). Lorsqu'elles développent moins de 20 joules en sortie du canon elles sont en vente libre aux personnes majeures. Lorsqu'elles développent plus de 20 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.

Quelles que soient leurs catégories, ces armes ne sont pas autorisées à la vente aux mineurs. Les seuls lanceurs à air comprimé autorisés à la vente et à la détention par des mineurs en France sont des lanceurs dont la puissance des projectiles est inférieure à 0,07 joule.

Belgique

En Belgique, les armes à air de plus de 60 cm de long, quels que soient leur type et l'énergie développée, sont en vente et détention totalement libres pour les personnes majeures.

Les armes inférieures à 60 cm sont en vente libre si leur puissance ne dépasse pas 7,5 joules.

Suisse

En Suisse, les armes à air sont en vente libre. Cependant, elles sont considérées comme des armes si elle développent plus de 7,5 Joules ou ressemblent à des armes réelles. Dans tous cas elles ne nécessitent pas un permis d'acquisition délivré par la police cantonale du lieu de domicile de l'acheteur.

Voir aussi

Articles connexes

• Fusil à vent
• Arme