La fabrication d'un fusil de chasse est un art complexe où se rencontrent tradition et modernité. Le canon, élément primordial de l'arme, conditionne grandement ses performances. De sa qualité dépend la précision et la puissance du tir. Cet article explore l'histoire et les diverses techniques de fabrication des canons de fusil, des méthodes artisanales ancestrales aux technologies industrielles de pointe.
L'Importance Cruciale du Canon
Le canon est l'élément le plus important du fusil. Les vertus primordiales d'un canon sont la force, la légèreté relative, l'élasticité, le bon équilibre et la puissance de tir. La qualité de sa fabrication influence directement la qualité du tir.Sur des fusils haut de gamme et afin de conserver une meilleure élasticité de l’acier et des performances supérieures, les canons ne sont pas chromés, ils sont fabriqués avec des aciers plus fortement alliés proche des aciers inoxydables.
Méthodes de Fabrication : Artisanat et Industrie
La fabrication d’un fusil de chasse est un art. Si les étapes de sa fabrication restent identiques pour chaque type fusil, les techniques utilisées sont diverses. La fabrication artisanale façonne des fusils uniques tandis que la fabrication industrielle produit des armes plus uniformes. Aujourd’hui, la technologie la plus moderne employée pour l’usinage est la machine dites à 5 axes.
Fabrication Artisanale
La méthode artisanale est réservée aux armes de haute qualité et nécessite un savoir-faire et une main-d’œuvre hautement qualifiée. Dans les fabrications en grande série, on utilise des barreaux qui sont percés, reforés et alésés sur des machines à commande numérique. Une technique nécessitant des machines à forger complexes et coûteuses est utilisée pour les fabrications en très grande série. Cette méthode combine le forgeage à chaud et le martelage à froid. La fabrication des tubes est effectuée par étirage en passes successives et le résultat est obtenu par déformation de la matière, sans perçage, afin d'éviter de mélanger des adjuvants à l'acier. Enfin pour les fusils de première qualité, c'est l'assemblage "demi-bloc" qui est choisi : chaque tube usiné comporte son demi-crochet longitudinal qui comprend son propre mode d'assemblage.
Fabrication Industrielle
Dans les fabrications en grande série, on utilise des barreaux qui sont percés, reforés et alésés sur des machines à commande numérique. Une technique nécessitant des machines à forger complexes et coûteuses est utilisée pour les fabrications en très grande série. Cette méthode combine le forgeage à chaud et le martelage à froid. La fabrication des tubes est effectuée par étirage en passes successives et le résultat est obtenu par déformation de la matière, sans perçage, afin d'éviter de mélanger des adjuvants à l'acier.
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Assemblage et Finition
Une fois usinées, les pièces du canon sont assemblées. Méthode artisanale ou méthode industrielle, le process d’assemblage diffère. Ensuite, c’est l’étape du bronzage qui a pour but de protéger le canon de l’oxydation et de la corrosion. Là encore, il existe différentes techniques : bronzage à la couche, bronzage par bain ou teflonnage. Chapuis Armes bronze toutes ces armes à la couche. Après le dégraissage du métal, une liqueur est appliquée à compter de trois fois par jour pendant une semaine. La protection extérieure des canons est assurée par bronzage, brunissage au chrome noir ou au téflon, chaque fabricant ayant ses méthodes et spécificités.
Les Rayures : Un Facteur de Précision
Il aura fallu plus d'un siècle pour que les rayures de canon de fusil inventées par l'Anglais Robbins (1742) soient adoptées dans l'artillerie. Aux difficultés de fabrication s'ajoutent celles de la projection d'une munition de forme cylindro-ogivale. Il faut reprendre le chargement par l'arrière et trouver les solutions aux nombreux problèmes qu'il pose. Les premiers essais de tubes d'artillerie rayés auront lieu simultanément, en 1844, au polygone de Gâvres, sous la direction du lieutenant d'infanterie de la garde Delvigne, et en Italie, avec le Piémontais Cavalli, qui poursuivra ses études en Suède à la fonderie Wahrendorf. Les résultats de ces tentatives sont échangés. Les projectiles sont équipés de superstructures, de cannelures ou de tenons mobiles, qui doivent s'engager dans les rainures lors du chargement par la bouche. En 1855, Treuille de Beaulieu sort un premier canon de 24 rayé, et, dès 1857, un canon de montagne à tube rayé est utilisé en Grande Kabylie. C'est en 1858 que Napoléon III adopte le tracé de Treuille de Beaulieu, considéré comme le véritable inventeur de ce nouveau système : canons de 4 et de 12, puis de 8 avec affût Valée, modèle 1827.
Techniques de Rayage
La fabrication des rayures s’appelle « le rayage ». La méthode impactera directement sur la précision et la résistance du canon. En effet, la manière de procéder peut « stresser » plus ou moins le métal. Le traitement à l’issue du rayage est primordial également. Tout ceci dans un but unique = Respecter au mieux le métal afin d’en exploiter au mieux ces capacités et, si possible, le plus longtemps possible. Les aciers utilisés pour les canons sont l’acier Inoxydable #416 ou l’acier Chromoly (Chrome/Molybdène).
Cut Rifling (Rayage par coupe) : Egalement appelée méthode traditionnelle, celle-ci remontrait en 1492 à Nuremberg. C’est la méthode la plus longue mais la moins contraignante pour l’acier. Elle consiste à faire passer à l’intérieur du tube un outils: coupe-crochet. L’outil retire quelques dixièmes de millimètre à chaque passage. Rayure par rayure. En parallèle, on fait tourner le tube, ou l’outil sur lui-même, afin d’imprimer le twist désiré. Si le tube nécessite 8 rayures, l outils doit effectuer 8 passages. A l’issu, l’outil est ressorti de quelques centimètre et est réglé pour le passage suivant. Cette opération est réalisée jusqu’à obtention du diamètre voulu en fond de rayure. Aujourd’hui, il s’agit de machine à commande numérique automatisées. De l’huile de coupe est également injectée afin de faciliter les passages. Cette méthode peut prendre une heure (voir plus) en fonction de la profondeur désirée, du TWIST et de la longueur du tube, ce qui est très long au vues des technologies actuelles. Aucune contrainte n’est imprégnée au métal. Cette méthode permet d’obtenir d’excellents canons de précision qui devront impérativement être rodés afin de retirer toutes aspérités dû au rayage. La tolérance et la précision sont accrues et le « custom » est possible. Comme la procédure est plus longue que les autres méthodes, un canon réalisé par « Cut Rifling » coûtera plus cher.
Bouton Poussoir (Button Rifling) : Méthode extrêmement rapide, elle consiste à passer un mandrin en carbure de tungstène avec pour relief le profil des rayures. Un seul passage est nécessaire et il suffit d’une minute en moyenne pour imprégner les rayures dans le tube. Les mandrins sont résistants et plutôt « bon marché » et les machines relativement simple à concevoir. Le TWIST sera en fonction de l’inclinaison des rayures positives sur le mandrin.
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Martelage à Froid (Hammer Forging) : Pour être juste, nous devrions plutôt l’appeler « empreinte à froid ». En effet, cette méthode ne consiste pas à rayer au sens propre l’acier pour créer les rayures, mais plutôt à les imprégner à l’aide de gros « marteaux » de frappe. Le tube est découpé en deçà de sa longueur totale finie puis percé de part en part. On insert ensuite une forme (moule positif) en tungstène. Cette forme peut même contenir la chambre. Puis, 4 à 6 marteaux viennent frapper sur le métal qui, en se déformant, s’allonge le long de la forme en s’empreignant des rayures. Les contraintes pour le métal sont énormes et là encore, un traitement adapté et très rigoureux doit-être respecté à l’issue. Le profil extérieur peut également être réalisé à ce stade. Deux minutes environ suffisent à la réalisation de cette opération. La forme coûte très chère. La flexibilité n’est pas permise avec ce type de méthode. L’uniformité dimensionnelle est respectée.
Rayage à la Broche (Broach Rifling): C'est également une méthode de rayage rapide. L'outil est tiré à travers le canon tout en ayant une rotation, toutes les rayures sont faites en même temps. La clé de la réussite de cette technique est la qualité et précision de la broche car l'outil est unique et fait le travail en une seule passe. De plus, la broche n'est utilisable que pour un seul type de canon, chaque changement de diamètre, nombre ou type de rayure ou autres entraîne un changement de broche.
Formage Rotatif (Rotary Forging) : La méthode consiste un peu comme celle du martelage a placer un tube d'un diamètre supérieur au produit final sur une matrice (négatif des rayures) sauf qu'on ne va pas frapper avec des marteau pilons. L’opération se passe sur une sorte de tour CNC, le tube et la matrice tourne alors que des rouleaux exercent une pression pour modeler le métal à la forme de la matrice. Le canon est généralement formé en plusieurs passes. Même si le processus se déroule à froid, le principe fait chauffer les pièces et doivent être refroidi avec un liquide. Cette méthode permet d'avoir un fini de très haute qualité et une précision dimensionnelle très élevée.
Électro-érosion Électrique (Electrical Discharge Machining - EDM) : La méthode de rayage par électro-érosion électrique consiste à retirer les couches de métal au moyen d'arcs électriques. On connecte le canon à une source électrique et une électrode également connectée à une source électrique est approchée de l'endroit à usiner. Cela se déroule avec les 2 pièces immergées dans un liquide diélectrique. Lorsque l’électrode approche le canon, un arc électrique est généré et fait fondre et vaporise de minuscules parties de métal. Bien évidemment tout ceci est réalisé sur des machines CNC. Cette technique permet d'usiner des matériaux très durs qui sont difficiles à usiner par d'autres méthodes.
Électro-érosion Chimique (Electrochemical Machining - ECM) : Moins coûteuse et plus adaptée à la production de masse, la méthode de rayage par électro-érosion chimique consiste en un processus de plaquage de métal inversé. On utilise une électrode en plastique sur laquelle on fixe des bandes métalliques. Les bandes métalliques sont une image inversée des rayures. Seul le plastique peut toucher le canon, ensuite le tout est plongé dans une solution électrolytique. L'électricité crée une réaction chimique entre les parties métalliques.
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L'Évolution Historique des Canons
Chaque année, l’industrie de l’armement rivalise toujours d’imagination pour créer de nouvelles armes plus novatrices. Mais connaissez-vous les origines des armes à feu ? Dans cet article, nous vous proposons de suivre la chronologie de l’évolution des armes.
Les Débuts : Poudre Noire et Canons Rudimentaires : A partir du VIIIème siècle, les chinois intègrent dans leur inventaire un produit qui changera radicalement l'Histoire : la poudre noire. Faisant dans un premier temps office de carburant, la poudre noire servait à propulser les projectiles, elle servira par la suite de charge pour les fusées de guerre chinoises ainsi que des projectiles individuels comme les grenades en céramique et en fonte. Dès 1150, des armées étrangères (Moyen-Orient) intègrent les systèmes à poudre noire dans leurs armements. Elles prennent la forme d’un canon à main, propulsant une flèche. Cette arme (le Madfaa) est l'ancêtre des armes portatives occidentales (arrivée vers la fin des années 1200). C’est d’ailleurs en France que le système d’arme à poudre noire connaîtra son baptême du feu en 1324 avec l’utilisation de la bombarde (prédécesseur du canon). Certes rudimentaire (le tube est monté sur des cales en bois, ce qui complique la visée), ce type d’arme procure un avantage non négligeable, notamment avec son effet psychologique. Toujours en Asie, la Corée a conçu au XVème siècle ce qu'on pourrait qualifier de premier "lance-roquettes multiples" de l'histoire. En effet, le Hwacha était un chariot en bois, doté de 100 trous contenant chacun une flèche propulsée par de la poudre noire. Certes peu précis, le Hwacha servait surtout pour son aspect psychologique, mais surtout pour ses tirs de saturation extrêmement efficaces. Au fur et à mesure du Moyen-Âge, les bombardes, les canons ont eu des déclinaisons de plus en plus petites jusqu'à devenir des armes portables individuelles. Cette nouvelle ère des armes débute avec l’arquebuse.
Du Fer Forgé au Bronze : Dans la période 1350 - 1450, les canons sont en fer forgé. Il s’agit de simples barres de fer soudées, réunies par des anneaux montés à chaud qui, en se rétractant, solidifie l’ensemble. Ces armes tirent des boulets de pierre, plus au moins ajustés au calibre du tube, à seulement quelques centaines de mètres. Cette technologie qui semble primitive, sait aussi innover par la mise au point de l’ancêtre de la culasse ; le "pierrier à boîte" se charge par la culasse car la boîte est, avant la lettre, une culasse. Néanmoins, la qualité médiocre du métal, le manque de savoir-faire et de machines outils performantes ne permettent pas de réaliser un parfait alésage de la boite sur le tube. Au bout de quelques dizaines de coups, l’ensemble prend du jeu et la culasse peut se déboîter et blesser les servants au départ du coup. A partir du milieu du XVème siècle, le cuivre devient un métal moins rare car de nouvelles mines sont partout exploitées en Europe. Il est alors possible de fabriquer du bronze en plus grande quantité et à moindre coût. Les canons ne sont plus alors forgés mais fondus. En effet, le bronze est un alliage qui se prête bien au moulage. Celui-ci permet d’aléser des tubes plus facilement et le bronze étant un métal plus "souple" que le fer, les canons de bronze éclatent moins facilement que les anciens canons de fer. En outre, le bronze se prête bien à l’usage des décorations : armoiries du prince ou du roi, nom du fondeur, nom du canon, etc. Le canon devient alors un moyen de pouvoir, par la force qu’il procure, et donc un objet de prestige : le canon est donc aussi insigne de pouvoir.
Rationalisation et Standardisation : Au début du XVIème siècle, l’empereur Maximilien comprend le rôle, le pouvoir et le potentiel de cette nouvelle arme. Il tente alors dans ses armées de classer les canons suivant leur calibre mais surtout il a généralisé l’usage des boulets de fer et rendu ces armes imposantes, mobiles en les montant sur des trains de roulement. Cependant, durant le XVIème siècle, les armées sont dotées d’une artillerie qui, certes, fait mouvement avec les troupes, mais qui, au moment de la bataille, du fait de son manque de mobilité tactique due à son poids, reste immobile. En dépit de ces efforts, dans tous les États, partout l’artillerie est disparate. Ainsi l’Italie, constituée de nombreux petits États, compte alors jusque-là vingt six types de canons. Il en est de même dans les nombreux Etats de l’Europe centrale. Pour obtenir des simplifications il faut un État centralisateur. Durant tout le XVIème siècle, tous les pays tentent de rationaliser leur artillerie. L’artillerie est par nature l’outil régalien d’un pouvoir fort. Elle donne de la force au pouvoir qui peut alors renforcer l’artillerie. Il s’agit d’une spirale : l’artillerie fait naître, en quelque sorte, l’Etat moderne.
Les Chokes : Optimisation de la Gerbe de Plombs
Partie terminale du canon, le choke mène un rétrécissement progressif du diamètre de l’âme. En effet, un rétrécissement nul ou faible de l’ordre de 1 à 2 dixièmes de mm aura tendance à former une gerbe cylindrique avec une surface frontale importante, à la sortie du canon l’air pénétrant rapidement dans la gerbe éclatera cette dernière rapidement. Par voie de conséquence, le groupement des plombs sera plus important. Si une inscription en chiffres est indiquée sur le canon devant les chambres (ex. Il fut un temps où les chokes interchangeables étaient considérés comme une mauvaise innovation technique. Coupables de produire des gerbes irrégulières et de diminuer la portée efficace des fusils, les chokes amovibles avaient mauvaise presse. Il est vrai que certains fabricants ne portaient pas le soin nécessaire à l’usinage des chokes et, par conséquent, les performances de ces derniers étaient médiocres. Toutefois, les industriels sérieux ont toujours réalisé des fabrications de qualités et les résultats des fusils équipés de ces chokes pouvaient rivaliser avec des armes à chokes fixes. De nos jours, grâce aux nouvelles technologies (chokes longs, rallongés extérieurs et à l’utilisation de nouveaux matériaux, aciers fortement alliés, aciers inoxydables, titane, .. Attention : Quelle que soit la qualité des chokes, il est impératif de veiller à leur entretien, notamment pour ce qui concerne la corrosion. En effet, un choke rouillé à l’intérieur du canon sera très difficile à démonter sans détériorer le taraudage du canon. Par exemple en CS ou PC on préconise un minimum de 2 à 3/10 de rétreint par rapport à l'alésage de 18,5 d'un cal 12 soit un diamètre de sortie de choke de 18,3 à 18,2 mm minimum.
Importance de la Cartouche
Le sertissage a un rôle d'intervenant pour régulariser, homogénéiser l'ensemble propulsé. Le meilleur est celui à huit plis sans conteste!!! La poussée est plus homogène et bien répartie sur toute la surface frontale, un peu mieux que pour 6 plis (soit 6 secteurs angulaires d'un cercle) qui retarde un temps infime, mais suffisant, le lancement de cette forme cylindrique qu'est la charge avec une vitesse initiale optimale. On parle de culot : son rôle essentiel est de favoriser l'extraction et d'épouser la chambre…la protéger et fermer de façon étanche l'arme. Pour ce qui est de la poudre, il y en a de toutes sortes, de toutes formes( bâtonnets, paillettes, cubiques, cônes, cylindres, grains, et de toutes les couleurs…). L'essentiel est sa vivacité, sa porosité étant alors primordiale. En effet, à chaque arme, chaque canon correspondent des numéros de plombs, des chargements optimaux. Si nous essayons à la plaque nous le constatons aisément. Dans une même arme, un choke se comportera souvent mieux à une distance donnée avec LA cartouche que nous retenons. Une cartouche c'est toute une alchimie et ce n'est pas toujours facile de trouver celle qui nous convient. Il y aura ensuite sa vitesse, certaines nous conviennent mieux.
Cône de Raccordement et Âme du Canon
Cet usinage conique reliant la chambre à l’âme du canon a une importance significative sur la sensation de recul l’arme. De par sa longueur et sa progressivité, la sensation de recul en est fortement modifiée. C’est la partie la plus longue du canon comprise entre le cône de raccordement et la rampe de choke, elle conditionne grandement la qualité et la vitesse de la gerbe. À l’instar du cône de raccordement, les fabricants ont beaucoup travaillé sur l’amélioration de cette partie du canon.
Canons Courts vs. Canons Longs
Dans cette question il faut définir avant tout ce que signifie canons courts ou longs. Il est convenu dans le monde des initiés que l’on considère un fusil à canons longs quand ces derniers mesurent au moins 75 cm. Au parcours de chasse dans les années 70- 80, la longueur était de 70-71 car les trajectoires étaient rapprochées et les tireurs venaient pour la plupart du skeet. Mais influencés par les britanniques et l’augmentation des distances de tir, la longueur standard est depuis une dizaine d’années de 76 cm avec une tendance vers des longueurs plus longues. Comme dans tout ce monde, il n’existe rien de parfait, tout a des spécificités qui dans un certain contexte sont considéré comme des avantages, mais également comme des inconvénients dans d’autres situations. Un fusil à canons longs possède une ligne de visée plus longue ce qui améliore la précision de visée ou plus exactement la précision de déplacement lors du swing. Incontestablement, cette caractéristique permet un contrôle bien meilleur des trajectoires surtout quand celles-ci sont éloignées. De plus, l’augmentation du couple par le rallongement de l’arme favorise le contrôle du swing grâce à la répartition des masses. Devant cette somme d’avantage que peut-il rester comme avantages aux fusils à canons courts. La longueur plus courte de l’arme conjuguée avec une répartition des masses plus compacte donnera aux fusils une vivacité plus grande. Cette qualité sera appréciée dans des situations de tir où le tireur ne dispose pas beaucoup de temps ou d’espace pour exécuter son tir. C’est pourquoi ce type de fusils est utilisé au skeet olympique.
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