Cartouche (munition)

Une cartouche est un type de munition utilisé par les armes à feu comprenant un projectile, un agent propulseur et l’amorce permettant la mise à feu, le tout maintenu ensemble et protégé par un contenant. La cartouche est l’élément central des armes à feu modernes et la conception ou le choix d’une cartouche est généralement l’étape préalable à toute conception d’une telle arme. Par extension de sens et bien qu’incorrect, il est d’usage courant qu’au lieu du mot cartouche soit utilisé le mot désignant son projectile, par exemple « balle » ou « obus ».

Le contenant, appelé étui ou douille, à deux fonctions : il maintient ensemble les différents composants de la cartouche et les protège, notamment les parties pyrotechniques, des éléments et des chocs. Dans la plupart des cas, le contenant sert également à sceller étroitement la chambre de l’arme afin de contraindre les gaz dans la direction voulue. Sur les cartouches modernes, il est le plus souvent en laiton, car ce métal à une ductilité idéale et résiste bien à la corrosion. Bien que moins résistant à la corrosion et moins ductile, l’acier est parfois également employé par souci d’économie, pour sa masse légèrement plus faible ou, dans les canons, pour sa meilleure résistance aux chocs induit par le mécanisme de rechargement. Bien que leurs propriétés les rendent moins performant que le laiton, des alliages légers, notamment l’aluminium, sont parfois employés dans les cartouches destinées à l’aviation en raison d’une masse pouvant être jusqu’à 40 % plus légère^[1]. Les cartouches anciennes peuvent être en fer, cuivre, papier ou encore carton. Certaines cartouches modernes utilisent également le plastique ou des polymères combustibles, l’avantage de ces derniers étant de ne pas avoir à se préoccuper de la douille usagée.

Le contenant est un tube, le plus souvent d’une seule pièce^[2]. Sa base est appelée culot et contient l’amorce. Elle porte souvent des inscriptions identifiant le type et le fabricant de la cartouche, ainsi que sa date de fabrication. Sa base peut comprendre un bourrelet, qui améliore le scellement de la chambre et peut être agrippé par l’extracteur du système de rechargement de l’arme. Le bourrelet pouvant gêner le rechargement automatique, il n’est généralement pas présent sur les cartouches destinées à ce type d’arme ; la douille comporte alors simplement une gorge au-dessus du culot afin de permettre son extraction de la chambre^[3]. Différentes variantes intermédiaires existent entre la douille à bourrelet (anglais rimmed) et la douille à gorge (anglais rimless) : la douille à demi-bourrelet (anglais semi-rimmed) dispose à la fois d’un bourrelet d’un diamètre plus important que celui du corps et d’une gorge, tandis que la douille à bourrelet réduit (anglais rebated) dispose d’une gorge et d’un bourrelet de diamètre plus faible que celui de corps. Enfin les douilles à culot renforcé (anglais belted) ont un bourrelet au-dessus de la gorge, une disposition permettant de rendre l’étui plus résistant sur les cartouches puissantes^[3],[4]. Le corps de l’étui contient l’agent propulseur et peut s’achever à l’opposé du culot par un rétrécissement, dit collet, dans lequel le projectile est serti et qui permet d’aligner correctement la cartouche dans la chambre^[5].

Le projectile est la partie effective de la cartouche et, par extension, de l’arme, dont il est la raison d’être. Les projectiles sont de nature, de composition et de forme variable selon l’effet attendu et peuvent porter des noms spécifiques selon celles-ci. Une balle est ainsi un projectile métallique sphérique ou ogival tiré par une arme portative, tandis qu’on parlera de boulet pour un projectile de même type tiré par un canon. L’obus est un projectile creux emportant une charge explosive, incendiaire, chimique, biologique ou nucléaire. La fléchette, ou flèche pour les plus gros calibres, est un projectile long et effilé ayant une capacité perforante ; elle nécessite la présence d’un sabot détachable ou est utilisée en masse à la manière de la grenaille, un petit projectile sphérique^[6].

Lorsque le projectile est un obus, il est généralement doté d’une ou plusieurs fusées, dont le rôle est d’amorcer son contenu, par exemple en faisant exploser la charge explosive qu’il contient. Il existe de nombreux types et modèles de fusées : percutantes, à temps, de proximité, etc.^[7]. La base du projectile peut également comprendre une cavité remplie d’un produit chimique qui est mis à feu lorsque la cartouche est tirée et dont l’éclat de la combustion matérialise la trajectoire du projectile ; les projectiles ayant cette particularité sont parfois appelés balles traçantes ou obus traçant. La solution traçante brûlant à haute température, elle peut également voir un effet incendiaire lorsque le projectile atteint un matériau combustible. Selon sa composition, la solution traçante peut émettre une lumière rouge, jaune ou verte.

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  Des balles de différentes formes.
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  Vue en coupe d’un obus de 75 mm montrant la cavité du corps, ici remplie de poudre explosive.
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  Fléchettes à usage antipersonnel.
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  Grenaille de plomb.

L’agent propulseur est un combustible qui déflagre une fois mis à feu. Cette déflagration génère des gaz, dont la pression dans l’espace clos de la chambre de l’arme, génère une poussée propulsant à grande vitesse le projectile. Le combustible est le plus souvent une poudre, éventuellement agrégée sous forme de grains ou de pellets. La poudre noire a d’abord été utilisée avant de laisser place à partir de la fin du XIX^e siècle à la poudre sans fumée, dont il existe un grand nombre de recettes. L’agent propulseur idéal fourni le maximum de puissance, afin d’assurer au projectile une importante vitesse en sortie de bouche, mais limite la température et la pression dans la chambre pour ne pas endommager l’arme, ainsi que la fumée et l’éclair lumineux produits. Il doit également être résistant à l’humidité et suffisamment stable pour ne pas se dégrader avec le temps et éviter une combustion accidentelle^[8].

L’amorce est le plus souvent placée dans une boîte d’amorce située à la base et au centre de la cartouche, bien qu’il existe d’autres types moins répandus. Il s’agit d’une boîte ou d’un tube contenant un explosif primaire, par exemple du fulminate de mercure ou de l’azoture de plomb, très sensible aux chocs ou à la chaleur, qui est mis à feu lorsque le culot est heurté par le percuteur de l’arme, dans le cas des amorces à percussion, ou qu’il est chauffé par un courant électrique, dans le cas des amorces électriques^[9]. Il existe principalement deux types de boîte d’amorce à percussion centrale, dits « Boxer» et « Berdan» : le premier se trouve sur toutes les cartouches fabriquées aux États-Unis et contient l’ensemble des éléments, tandis que le second est prédominant en Europe et ne comprend pas l’enclume, qui doit donc se trouver dans le culot de la cartouche. Il n’est par conséquent pas possible de recharger une cartouche faite pour une amorce Berdan avec une amorce Boxer et vice-versa^[4].

Bien que la plupart des cartouches modernes soient à percussion centrale, il existe également chez les cartouches plus anciennes ou des plus petits calibres des amorces à percussion annulaire, c’est-à-dire que la percussion s’effectue sur la périphérie du culot ; dans ce cas-là l’explosif primaire ne se trouve pas dans une boîte au centre de la cartouche mais est un anneau tapissant le fond de la cartouche^[4].

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  Cartouche à percussion annulaire (à gauche) et à percussion centrale (à droite). Les deux cartouches ont été percutées, comme le montre la marque du percuteur.
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  Boîtes d’amorce vides destinées à être montées sur des cartouches à percussion centrale.
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  Cartouche pour amorce de type Berdan (à gauche) et Boxer (à droite).

Il existe dans le monde plusieurs nomenclatures permettant d’identifier les modèles de cartouches. La nomenclature ayant cours en Europe continentale est la plus solide : la désignation d’un cartouche est composée du diamètre maximal de la balle et de la longueur de l’étui, indiqués en millimètres, suivi du nom du concepteur, du fabricant ou du standard, par exemple 7,92 × 57 mm Mauser ou 5,56 × 45 mm OTAN. Un R, pour rimmed, est ajouté dans le nom lorsque la douille est à bourrelet, par exemple 9,3 × 74R mm^[10].

Les systèmes en usage dans d’autres pays sont moins réguliers. Ainsi aux États-Unis la désignation d’une cartouche se base en général sur le calibre, mais celui-ci peut être celui de la balle ou du canon de l’arme et la valeur n’est pas non plus forcément exacte : la cartouche .460 Weatherby Magnum a ainsi une balle de calibre .458. En outre, d’autres chiffres de signification très variable peuvent s’ajouter à celui du calibre : l’année d’entrée en production dans le cas de la .30-06 Springfield, la charge de poudre, exprimée en grains, dans le cas de la .30-30 Winchester ou encore la vitesse en sortie de bouche, par exemple la 250-3000 Savage. Là encore les chiffres ne sont pas forcément exacts, puisque la balle de cette dernière à un calibre de .257 et une vitesse en sortie de bouche de 2 800 pieds/seconde^[10].

• (en) Frank C. Barnes et Michael L. McPherson, Cartridge of the World, 8th Edition, revised and expanded : A Complete and Illustrated Reference Source for Over 1500 of the World’s Sporting Cartridge, Northbrook, DBI Books, 1997 (ISBN 0873491785).
• (en) Anthony G. Williams, Rapid Fire : The Development of Automatic Cannon, Heavy Machine Guns and their Ammunition for Armies, Navies and Air Forces, Airlife, 1999 (ISBN 9781840371222).

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