Ballistique et billes

Je reposte l'article très instructif d'un camarade de frontovik sur la balistique des billes. Long et fastidieux à lire mais o combien instructif...

En farfouillant au hasard sur le net, je suis tombé sur un site qui pour certains curieux comme moi s'approche du Saint Graäl :


http://mackila.com/airsoft/ATP/


Ce site en anglais (et en cours de reconstruction, mais l'info est quand même accessible) propose une multitude d'explications sur les billes, la balistique, les facteurs affectant la trajectoire, etc. et dément preuve à l'appui certains mythes fréquemment rencontrés sur les terrains.

Pour les plus réfractaires à l'anglais, j'ai pris la peine de synthétiser et traduire quelques infos qui en intéresseront plus d'un, je pense. Vous retrouverez l'ensemble des démonstrations sur le lien ci-dessus.

NB : souvent, l'auteur (que je remercie au passage, gloire à lui !) parle d'"énergie égale en sortie de canon". Cette donnée se traduit en joule et non en fps !! Donc quand on dit "énergie initiale égale", cela signifie que la bille quelle qu'elle soit est projetée par la même force au départ, traduite en joule. Ensuite, sa vitesse dépend de son poids. Je préfère préciser cela car trop de personnes confondent encore les deux.

NB' : je ne prendrais pas la peine de poster tout ceci si mon expérience de plusieurs années en airsoft ne le corroborait pas et que ma pratique n'avait pas appuyé toute cette théorie



Traduction de certains passages du site :


• A énergie en sortie de canon initiale égale et avec hop-up, la bille de 0,20g va-t-elle plus loin que celle de 0,25g ?
 Non. A faible puissance (1j), il y a un très léger avantage (imperceptible) en faveur de la 0,25g sur sa petite sœur. A forte puissance (2,32j soit 500fps à la 0,20g), cet avantage est encore un peu plus important (de l’ordre de 3 mètres en tir tendu, ce n’est pas la folie non plus…). A noter qu’à cette dernière puissance, on a encore plus de portée avec une 0,43g qu’avec une 0,20 ou 0,25. Cependant, la trajectoire la plus intéressante et rectiligne est obtenue avec une 0,30g malgré le fait qu’elle ira légèrement moins loin que la 0,43g (2 mètres de moins environ en tir tendu). A 2,32j, la bille de 0,30g donne tout de même 6 mètres de portée en tir tendu en plus par rapport à une 0,20g. Les écarts sont encore plus importants si l’on tire légèrement en cloche (jusqu’à 18 mètres de plus pour la 0,30g si on incline la réplique de 5° !)

Explication grossière : bien que pour une puissance initiale en joule fixe, la 0,20g soit plus rapide, sa faible masse fait qu’elle perd l’énergie qu’elle a reçu initialement plus vite que des billes plus lourdes. Ainsi, la 0,20g une fois sortie du canon va décélérer bien plus rapidement que ses homologues et « s’arrêter » prématurément.


• Quelle bille (suivant le grammage) atteindra sa cible le plus vite à énergie en sortie de canon initiale égale ?
 A une distance de 40 mètres, quelle que soit la masse des billes, elles atteindront toutes leur cible aussi vite les unes que les autres (la différence est tellement infime qu'elle en devient imperceptible). Au-delà de 40m, les billes lourdes atteignent théoriquement leur cible plus rapidement que les légères. L’explication est la même que ci-dessus : une déperdition de l’énergie plus lente pour les munitions lourdes qui va jouer à partir d’une certaine distance. Comme elles perdent moins vite leur énergie, les billes lourdes vont conserver une meilleure vitesse au-delà d’un certain point par rapport à celles légères.


• Les billes lourdes développent-elles plus d’énergie à l'impact que les légères à une même distance de tir et toujours à énergie en sortie de canon initiale égale ?
 Oui. Comme dit ci-dessus, les billes lourdes dissipent leur énergie moins rapidement que celles légères. Par conséquent, à une même distance et à énergie initiale égale, une 0,43g fera bien plus mal à 20 mètres par exemple qu’une 0,20g. Ainsi, pour fixer une distance de sécurité minimum en jeu, il faudrait tenir compte non seulement de la puissance initiale de la réplique envisagée, mais encore du type de munitions employé par l’utilisateur. A 600fps/0,20g (3,35j) de vitesse initiale, une bille de 0,20g au bout de 15m ne développera plus qu’1j contre presque 2j pour une 0,43g !


• Les billes lourdes ont-elles une meilleure résistance au vent que les légères ?
 Oui. Pour les mêmes raisons qu’une bille lourde à énergie initiale égale va moins vite qu’une légère (pour une énergie donnée, l’accélération est inversement proportionnelle à la masse), un vent ou courant d'air d’une même force déviera beaucoup plus une 0,20g qu’une 0,43g.


• Les billes rapides résistent-elles mieux au vent que celles plus lentes ?
 Non. Ca n’a aucun rapport. En revanche, la bille rapide atteindra sa cible plus vite que celle lente, et par conséquent le vent aura eu moins de temps pour la faire dévier. Donc, dans une certaine acception, on peut considérer que les billes rapides sont moins sensibles au vent que les billes lentes.


Fin de traduction






Commentaire personnel : La bille lourde - sa vie, son oeuvre :


Il existe un préjugé quelquefois rencontré sur les forums qui tend à affirmer qu'avec une même réplique, on perdrait de la portée en utilisant des billes lourdes telles que par exemple les 0,40g par rapport à d'autres billes plus légères, telles que par exemple des 0,25g.

Au vu de ce qui vient d'être dit plus haut (rapport entre masse des billes et portée pour une puissance de propulsion identique), cette idée préconçue tend à être démentie.

Cependant, il faut prendre en considération un autre facteur décisif : l'effet du réglage du hop-up sur la vélocité de la munition.

En effet et de manière générale, plus on augmente l'effet hop-up sur une réplique, plus la bille frottant sur le joint lors de son passage à l'intérieur du canon rencontre une forte résistance et plus elle est freinée (notons cependant pour rester objectifs qu'en de rares occasions, certaines répliques peuvent gagner légèrement voire considérablement en puissance consécutivement au réglage du hop-up du fait d'une amélioration de l'étanchéité dans le bloc hop-up qui contrebalance le phénomène de frottement susmentionné, mais restons ici sur ce qui se passe dans la majorité des cas).

Or, pour "lever" (c'est-à-dire pour avoir une trajectoire rectiligne) une bille lourde (disons 0,40g), il est nécessaire de serrer bien davantage son hop-up par rapport au réglage utilisé pour des 0,25g par exemple.

S'ensuit donc en toute logique un freinage intense de cette bille lourde qui provoque une perte importante de puissance, une fois le hop-up réglé.
Aussi, on constate que pour une puissance fixe donnée hop-up à zéro , l'usage d'une bille lourde est générateur d'une perte de puissance initiale dans la mesure du réglage du hop-up, serré de manière à pouvoir "lever" cette bille.


En pratique, ça donne quoi ?

Mon propre cas est révélateur de ce que je viens d'évoquer : possédant, à l'époque de mes tests (aujourd'hui, j'ai tout downgradé) une SVD tirant à 520 fps/0,20g hop-up à zéro (2,5j environ), cette même réplique une fois le hop-up réglé pour de la 0,40g ne tirait plus qu'à 430fps / 0,20g (soit 1,7j environ, c'est-à-dire 300fps / 0,40g environ). On constate donc une perte de 90fps/0,20g suivant l'état du hop-up.

Même constat sur mes deux ak74 : hop-up à zéro, j'obtiens 355 fps / 0,20g soit 1,16j environ. Hop-up réglé pour tirer droit à la 0,40g avec la même réplique je tombe à 240 fps / 0,20g soit 0,54j environ ! Faites le test chez vous si vous avez des billes lourdes et vous verrez que je dis vrai !


Conséquences :

C'est en partie pour cette raison que l'écart de portée entre les deux munitions lourde et légère une fois le hop-up réglé convenablement est dérisoire entre une réplique "peu puissante" utilisant une bille légère et une réplique "plutôt puissante" utilisant une bille très lourde si ces deux répliques ont été chronométrées hop-up à zéro à la base, alors même que nous avons dit qu'en théorie une bille lourde offre une meilleure portée qu'une bille légère, d'où une remarque de pur bon sens :

Les contrôles de puissance en début de partie devraient se faire hop-up réglé et non à zéro (après vérification que le réglage n'a pas été exagéré sciemment), sous peine de désavantager énormément les répliques de précision utilisant des billes lourdes telles que les bolts par rapport aux AEG classiques d'une part, et de d'orchestrer un déséquilibre malvenu entre l'ensemble des joueurs d'autre part.


Effectivement, un AEG à 1j (330fps/0,20g) Hop-up à zéro avec une bonne étanchéité ne perd qu'environ 0,1j (une vingtaine de fps/0,20g) une fois le Hop-up réglé pour de la bille 0,25g qui est le grammage le plus répandu sur les répliques "full auto".

Or, un bolt à 450 fps / 0,20g hop-up à zéro (1,9j environ), perd quant à lui près de 0,9j lorsque son hop-up est réglé pour de la 0,40g, ce qui porte sa puissance effective en partie à... 1,1j (350fps /0,20g).
Dès lors, si on contrôle les puissances hop-up à zéro, les usagers de bolts (surtout) employant des munitions lourdes sont particulièrement lésés dans la mesure où alors qu'il n'ont pas accès à la cadence automatique, ils ne surpassent les possesseurs de répliques à forte cadences que de quelques malheureux 30fps/0,20 (au mieux) avec à la clé une différence de portée, de précision et de vitesse de munition dérisoires (partons en effet du principe que plus une munition est rapide, plus il est facile de faire mouche avec).

Or, il me paraît tout à fait évident que les répliques de snipeurs devraient bénéficier durant le jeu d'une portée plus importante que les fusils d'assaults et autre PM classiques en contrepartie de la lenteur de leur cadence de tir et pour des raisons d'aparté RS... qui nierait cela ?

En outre, les différents joints hop-up présents sur le marché ne freinant pas les billes dans la même proportion à réglage égal (par exemple, si deux joints différents sont réglés pour lever de la bille 0,25g) car ils n'ont ni les mêmes proportions, ni ne sont composés des mêmes matières, on pourrait observer de francs écarts entre deux répliques contrôlées hop-up à zéro puis dont le système hop-up aurait été réglé pour le jeu. Dès lors, le contrôle hop-up à zéro est susceptible d'engendrer un certain nombre d'inégalités que l'on cherche justement à éviter sur les terrains...


Voilà donc pourquoi tant de joueurs pensent que billes lourdes riment avec portée réduite alors que ce n'est vrai que dans la mesure où les répliques sont contrôlées au chrony dans une configuration théorique et inégalitaire de fait (c'est-à-dire hop-up à zéro) !



Pourquoi bon nombre d'associations ne pratiquent-elles pas ce que je préconise ?

Eh bien, je dirais qu'essentiellement, la raison tient à ce que trop de joueurs reprennent des affirmations infondées pêchées ça et là sur le net sans en vérifier la véracité (je ne condamne personne, tout le monde peut se tromper. Moi aussi j'ai été mal renseigné, mais ce n'est pas une raison pour le rester, en revanche).

Des détracteurs m'objecteront ainsi et m'ont déjà objecté que contrôler une réplique hop-up à zéro permet :

(1) de mettre tout le monde à égalité.
(2) d'éviter les tricheurs qui règlent trop fort leur hop-up lors du passage au chrony pour diminuer la puissance volontairement avant de le rebaisser dans la position de jeu.
(3) de savoir quelle est la puissance maximale théorique de la réplique contrôlée.
(4) d'éviter qu'un joueur ne dérègle son hop-up en pleine partie pour bénéficier d'un supplément de puissance.


Pourtant, ces arguments sont tous aussi mauvais les uns que les autres. En effet :

1) Contrôler tout le monde hop-up à zéro, c'est justement créer des inégalités vu que certaines répliques perdent des fps après réglage, d'autres en gagnent (rare mais existant : j'ai vu et utilisé de mes propres mains un bolt qui tapait à 445 fps / 0,20g hop-up a zéro, et 520fps /0,20g avec le hop-up réglé pour de la 0,40g !!!), et enfin pour les répliques qui en perdent, toutes n'en perdent pas dans la même proportion. Par conséquent, un contrôle Hop-up à zéro fait qu'une fois que les joueurs auront reréglé leurs hop-up pour jouer, ils auront des performances altérées et inégales.

2) On peut tout aussi bien éviter la triche sur le réglage du hop-up en faisant tirer le joueur en ligne droite avec ses billes avant le passage chrony : si la bille file droit, il n'y a pas de mauvaise foi. Si au contraire la bille s'envole aux cieux, c'est que le joueur a trop serré son hop-up pour, peut être, freiner sciemment sa bille.

3) Non seulement Hop-up à zéro ne rime pas nécessairement avec puissance maximale dans tous les cas (voir ci-dessus 1) ), mais en outre à quoi bon connaître une puissance maximale théorique vu que ce qui nous intéresse est la puissance réelle ? En effet, en théorie, toute réplique peut être surboostée, mais ce qui importe, c'est de savoir si elle l'est ou pas, pas de savoir si elle PEUT l'être. En d'autres termes, ce qui importe c'est de savoir si une réplique est plus puissante (et donc dangereuse) qu'une limite arbitrairement fixée, pas de savoir si elle est susceptible de l'être par hypothèse, car l'objectif, c'est d'éviter de se blesser et de mettre tout le monde à égalité dans les faits.

J'ai aussi entendu dire quelquefois que le fait de mesurer la puissance maximale théorique d'une réplique, et non sa puissance effective (pratique) permettait d'être sûr que nul n'excède la limite ultra psychologique des deux joules, que beaucoup de joueurs considèrent comme un butoir sacré (c'est la reine des idées reçues en airsoft, il me semble )
En effet, au delà de cette puissance en sortie de canon, (je simplifie volontairement) une réplique-jouet devient au yeux de la loi une réplique-arme de 7ème catégorie II § 2 et 3, d'après le décret 95-589 du 6 mai 1995 modifié, non soumise à déclaration et dont la détention est libre (oui, je suis juriste de formation, oui j'ai vérifié mes infos). Verifiez par vous-même si cela vous amuse via ce lien vers légifrance :

http://www.legifranc...ction=rechTexte

Et bien je rétorque : ET ALORS ? Tous les marqueurs de paintball par exemple dépassent allègrement les 2j et sont même classés en armes de 4ème catégorie pour certains. Et pourtant, il n'est nullement illicite de posséder ces lanceurs, ni de tirer avec sur ses camarades de jeu dans le cadre d'une partie encadrée sur un terrain privé. Idem pour l'extrême majorité des carabines à plomb à air comprimé qui peuvent être achetées dans toute bourse aux armes ou magasin de chasse : il n'y a nul papier à remplir et encore moins de déclaration à faire par l'acheteur car ce genre d'arme est typique de la catégorie 7 II § 2/3 susmentionnée tant qu'elle ne dépasse pas les 10j.
J'aurais encore beaucoup à dire sur la question, mais ne voulant pas m'écarter trop du sujet principal, je conclurai ce paragraphe en disant que rien ne s'oppose au regard de l'état du droit français actuel à ce qu'une réplique d'airsoft dépasse les 2j. Par conséquent, rien ne s'oppose au fait de jouer avec une réplique qui, hop-up réglé est en dessous de 2j, et hop-up à zéro, au dessus des 2j.

Beaucoup d'associations préfèrent (par précaution) limiter la puissance à 2j sur leurs terrains afin de pouvoir affirmer qu'aucune "arme" (hou ! le vilain mot effrayant ) n'est employée chez elles, de même qu'il est sans doute préférable pour l'image de l'airsoft projetée vers le public profane qu'on nous voit comme des utilisateurs non pas d'armes mais de jouets. Pour tout vous dire, je trouve moi même qu'il est préférable de s'en tenir à 2j max, et de ne pas risquer de trouer son copain : c'est bien assez pour s'amuser. Cependant, il s'agit là de partis pris politiques et non pas de la réalité juridique contemporaine, et c'est cela qu'il est important de savoir.


4) Un argument en mousse totale : je n'ai jamais vu personne faire ça et pour cause, il faudrait être sacrément bête vu que cela prend du temps à faire et plus encore à défaire (rerégler le hop-up ensuite) et que la portée pratique s'en trouve amputée des 2/3...) tandis que le gain de fps est généralement marginal.


Pour conclure et par soucis d'objectivité, il peut y avoir à mon sens UN argument valable s'opposant à la nécessité de contrôler les répliques au chrony hop-up réglé : supposons qu'un joueur équipé d'une réplique puissante serre son hop-up sciemment de telle sorte qu'il soit réglé pour une bille lourde, par exemple 0,43g. Il pourrait tirer en ligne droite avec ces billes devant l'orga de manière à montrer que son hop-up n'est pas trop serré, puis il passerait le test du chrony avec succès ce qui semblerait démontrer sa bonne foi et son respect des règles attendu qu'un hop-up très serré freine considérablement la bille.
Mais ayant fait cela, le joueur en question pourrait retourner vers ses affaires et remplir ses chargeurs de billes plus légères, par exemple 0,30g, avant de desserrer son hop-up en conséquence. Cela pourrait lui faire gagner jusqu'à une cinquantaine de fps / 0,20g d'après les explications ci-dessus et dans mon exemple, mettre ce petit tricheur en situation d'iniquité par rapport à ses camarades.

On comprend bien, cependant, que cette hypothèse est fortement tirée par les cheveux et suppose une mauvaise foi absolue de la part de l'intéressé, sans compter qu'au moindre doute, un contrôle en pleine partie pourrait être refait par les organisateurs qui dénoncerait le fautif. J'estime donc pour ma part que le risque est faible tant en fréquence qu'en intensité de tomber sur pareil escroc qui a fort à perdre s'il se fait attraper au demeurant. Au passage et à mon sens (bien que je comprenne que c'est très difficile à mettre en oeuvre et qu'on est +/- obligé de ne pas s'y tenir), c'est en cours de jeu et à l'improviste que devraient être faits les passages chrony, surtout dans les longues OP où concrètement, rien n'empêche un mauvais joueur de passer 15min dans sa tente à changer de ressort et à sortir ensuite du 3j de puissance initiale...


J'ai pris la peine de poster ces infos dans un but pédagogique, pour que tout le monde en profite et parce qu'elles me paraissent fondées. Merci de laisser ce topic propre et de réfléchir à deux fois avant de poser une question dont la réponse se trouverait dans les lignes ci-dessus. Si quelqu'un souhaite apporter un complément de traduction ou autre, il est le bienvenu.

Merci d'avoir lu ![u]