L’influence des facteurs environnementaux sur la précision en TLD - 3ème partie – Les facteurs externes – La température.

27 janvier 2020 1 27 /01 /janvier /2020 12:36

L’influence des facteurs environnementaux sur la précision en TLD - 3ème partie – Les facteurs externes – La température.

Chers lecteurs,

Pour clôturer 2019, je vous avais proposé le second volet de ma série d’articles consacrés à l’influence des facteurs environnementaux et autres sur la précision en TLD. En ce début d’année et dans les mois qui viennent, nous allons examiner l’impact que peuvent avoir certains effets atmosphériques sur la précision des tirs réalisés à longue distance. Aujourd’hui, nous allons analyser celui de la température.

Bonne lecture.

3ème partie – L’influence de la température sur la précision en TLD.

Pour rappel, en vol, les forces principales qui agissent sur le projectile sont la gravité, la traînée et le vent. La gravité transmet au projectile une accélération vers le bas, le faisant ainsi finalement tomber. La traînée ou la résistance de l'air décélère le projectile avec une force proportionnelle au carré de la vitesse (ou du cube, ou même de puissances supérieures de v, en fonction de la vitesse du projectile). Quant au vent, il fait dévier le projectile de sa trajectoire. Pendant le vol, la gravité, la traînée et le vent ont un impact majeur sur la trajectoire de la balle et doivent être pris en compte lors de la prévision de son déplacement.

Mais pour des distances et des temps de vol moyens à plus longs, outre la gravité, la résistance de l'air et le vent, il convient de prendre en compte plusieurs autres variables et facteurs externes. Cela peut paraître trivial ou évident à dire, mais plus les distances sur lesquelles vous tirez sont grandes, plus il est essentiel de surmonter lesdites variables externes pour assurer ou maintenir votre chance de succès d’un tir au but.

Comme nous l'avons déjà vu, il y a une différence entre la trajectoire théorique d’une balle dans le vide et sa trajectoire réelle dans l'air où sa traînée aérodynamique est d’ailleurs causée par l'air. La traînée est principalement due à la densité de l'air et vous ne serez pas surpris d'apprendre que les variations de la densité de l'air entraînent également des variations du point d'impact vertical.

La densité de l'air est principalement affectée par la pression barométrique et la température. Elle est également affectée par les variations d'humidité, mais au final, pas tant que cela, la raison étant que la vapeur d'eau est beaucoup plus légère que l'air. Cela peut paraître surprenant, mais la vapeur d’eau a un poids moléculaire de 18 alors que l’air, qui composé d’environ 75% d’azote et de 25% d’oxygène, a un poids moléculaire moyen d’environ 29.

La gamme des variations de pression atmosphérique et de température susceptibles de se produire lors de tirs réalisés dans nos contrées est néanmoins assez large. La pression atmosphérique peut varier entre environ 960 et 1070 mb et les températures atmosphériques susceptibles d’être rencontrées seront généralement comprises entre -10° et 40° C. Il est peu probable que les extrêmes de pression et de température se produisent en même temps, mais on peut néanmoins s’attendre à une plage globale de densité de l’air variant jusqu’à 15%.

Pour vous donner une idée des corrections d'élévation nécessaires à apporter pour tenir compte de ces variations atmosphériques, de telles variations suffisent pour que l'angle d'élévation à 300 mètres varie de 5 minutes entre les jours les plus favorables et les moins favorables !

Et il y a même une règle de base que les anciens utilisaient déjà pour corriger cela : pour chaque différence de 6,5 degrés par rapport à la température à laquelle vous avez mis à zéro, vous pouvez vous attendre à une baisse de 0,5 à 1,0 moa. Donc, si vous avez mis à zéro lorsqu’il y avait 21 degrés et que vous allez chasser dans une région beaucoup plus froide par la suite et où il fait -34° quand vous êtes arrivé, vous avez une différence de 55 degrés ! Cela devrait signifier que votre point d'impact sera +/- inférieur de 4,25 à 8,5 moa. Ceci dit, cette règle empirique vous donne un écart trop important pour vous aider si vous devez effectuer un tir de 300 mètres ! Le mieux est donc de toujours encoder la nouvelle température dans votre calculateur balistique et de régler votre carabine sur le site, en fonction des conditions climatiques dans lesquelles vous y chasserez.

Du point de vue de la densité de l’air, les jours « favorables » seraient ceux où les pressions basses et des températures élevées se produisent en été. Les jours « défavorables » se rencontreraient là où y a de la haute pression et de la basse température comme lors de beaux jours calmes en hiver.

Donc, gardez à l'esprit que les effets atmosphériques tels que la température, l’humidité, la pression barométrique, et le vent lorsque nous tirons un match à longue portée, seront des paramètres dont nous allons devoir tenir compte pour ajuster la visée tout au long du match pour faire face aux conditions changeantes, et parfois même, au coup par coup !

Connaître l'effet que les facteurs météorologiques ont sur la précision et utiliser habilement ces informations lorsque nous ajustons ces changements à nos visées peuvent faire la différence entre manquer complétement la cible, par exemple, en raison d'un changement de vent, ou de rester bien au centre de la cible et même de performer avec des « 9 » et des « 10 » tout au long de notre séance de tirs. Je connais personnellement un vieux briscard qui a réalisé une série de « 10 » consécutifs, tout au long de ses 20 tirs à 400m (mid-range) sur cible SIUS 310 (ISSF 300m), il y a juste une vingtaine de jours d’ici. Je pense qu’en l’espèce, nous pouvons le qualifier d’excellent tireur … non pas pour ses facultés physiques ou visuelles (il vient de fêter ses 90 ans !), mais bien grâce à son expérience, sa maîtrise et le fait qu’il ait tout compris en matière de tir à longue distance.

L’influence de la température de l'air et de la cartouche

La température de l'air peut modifier la densité de l'air. L'air plus chaud est moins dense. Par conséquent, des températures plus élevées entraînent des temps de vol plus courts, en raison de la réduction de la traînée. Des températures plus élevées peuvent également entraîner des balles plus rapides car la poudre dans une cartouche plus chaude brûle généralement plus vite et produit des vitesses de balle initiales plus élevées.

En général, toutes les poudres sont peu ou prou affectées par la température, certaines plus que d’autres. Cela signifie que la température de la munition et la température de l'air ambiant importent. Par exemple, laisser les munitions au soleil ou dans une chambre chaude peut augmenter la température de la cartouche, même si la température de l'air ambiant n'a pas changé.

Ceci dit, les effets de la température et de la pression atmosphérique peuvent s’annuler partiellement. Aux altitudes plus élevées, la pression atmosphérique et la température sont souvent plus basses qu'aux altitudes plus basses.

Température ambiante

La température ambiante de l'air a un effet inverse sur la densité de l'air. À mesure que la température de l'air augmente, sa densité diminue.

Cela peut créer un effet d'équilibrage des altitudes changeantes. Généralement, lorsque vous montez en altitude, la pression atmosphérique diminue (toutes choses étant égales par ailleurs). Cependant, plus vous montez, plus la température baisse. Par conséquent, une élévation accrue entraînera probablement moins de pression atmosphérique (entraînant une balle plus rapide dans un air moins dense), mais également une baisse des températures (entraînant une balle plus lente dans un air plus dense).

En fait, la température de l'air pourrait même être la variable environnementale la plus importante car elle est souvent négligée, et que dans des conditions atmosphériques très variables, elle jouera un rôle important, voire même déterminant dans le degré de précision obtenu ! Lorsque vous êtes conscient des effets sur l'environnement et que vous « zérotez » votre fusil à une altitude donnée avant de tirer à une altitude différente, vous ferez en sorte de ne pas oublier de prendre en compte la différence de pression atmosphérique. Cependant, lorsque vous n'avez pas plus été au stand de tir depuis un bon moment, il est assez courant d'oublier de prendre en compte la différence de température par rapport à laquelle vous aviez « zéroté » et collecté vos données quelques mois plus tôt, et lorsque votre fusil et vos munitions ont fonctionnés à une toute autre température et que vous aviez réglé en fonction des conditions de l’époque. Alors que déjà d’une semaine à l’autre, nous savons tous qu’il nous faut adapter quelque peu notre visée, même si en général, il ne s’agit que de quelques clicks de lunette à ajuster.

Mais au fond, quelle différence cela peut-il faire ?

Voici un exemple concret :

Si vous tirez des balles de .308 Winchester Federal Champion en 175 grains qui sortent de la bouche de votre fusil (« zéroté » à 100m) à environ 2 600 pieds par seconde, un jour d’hiver où il fait 12,8 degrés Celsius, vous pouvez vous attendre à une chute d’environ 223 pouces de 100m à 800 mètres. Mais si toutefois, vous ne reveniez plus tirer au même endroit et avec les mêmes réglages avant qu'il refasse 35 degrés (+/- 23° de différence) en été, et que vous vous attendiez donc à faire un ajustement de votre lunette pour tenir compte du drop des 223 pouces de votre balle, qui était tombée à 800 m à l’époque, vous rateriez votre cible d'environ 10 pouces, soit de 25,4 cm ! Un petit conseil pour ceux qui possèdent un calculateur balistique du type Strelok Pro, je les invite à s’adonner à quelques simulations du genre pour mesurer pleinement les effets de la variable température. Ils seront très certainement surpris des résultats obtenus !

Température de la cartouche

L'autre influence et qui agira sur la vitesse de balle, c’est celle qui est due à la température qui est liée à celle de la poudre dans votre cartouche. Cette variable est unique car elle ne change pas uniquement avec la température de l'air extérieur et les conditions météorologiques, mais elle peut changer même si l'environnement est exactement le même. Si vous tirez plusieurs coups et que vous chauffez la chambre de votre fusil, puis que vous laissez le coup suivant reposer pendant un moment, vous pouvez augmenter ainsi la température de votre poudre.

Une température plus élevée, plus chaude crée une poudre plus chaude et à combustion plus rapide. Cela se traduit généralement par des vitesses plus élevées en sortie de bouche.

L'importance d'une poudre plus chaude dépend du type de poudre que vous utilisez et de la combinaison balle / cartouche que vous tirez. Certaines poudres seront plus affectées par les changements de température, mais en général, toutes les poudres sont affectées par la température. Simplement, certaines ne sont pas aussi sensibles que d'autres. Il n'est pas nécessaire d'utiliser une poudre dite « insensible » à la température. Bien sûr, cela peut aider (surtout si vous ne voulez pas / ne savez pas comment tenir compte des changements de température). Tout ce dont vous avez besoin de faire, c’est de suivre le comportement de votre fusil et de vos munitions à différentes températures. L’idéal serait que vous mesuriez tout cela à l’aide d’un chronographe pour enregistrer la sensibilité de vos munitions aux changements de température, les objectiver et noter tout changement d’impact dû à la température.

Depuis plus de trois cents ans, l'homme s'efforce de trouver sa cible dès son premier coup de fusil, qu'il s'agisse d'un homme ou d'une bête, en conflit ou en temps de paix. Cette habileté dans l'art du tir est l'un des sujets les plus médités et les plus discutés dans les communautés des tireurs professionnels ou pas. Il existe des faits, des opinions et des histoires couvrant un large éventail d’éléments expliquant l’écart entre le point visé avant que le percuteur frappe l’amorce de la cartouche et le moment où le projectile frappe sa cible. C’est une préoccupation majeure pour ceux qui se trouvent sur le terrain, ou le théâtre des opérations.

Il est indéniable que tout ce qui vient d’être dit préalablement est scientifiquement fondé et que la mesure de ces variables et la mathématique ont permis de modéliser ces phénomènes, qui de fait, ont été rendus davantage intelligibles, compréhensibles aux tireurs professionnels tels que les marksmen et autres tireurs d’élite afin de leur permettre d’augmenter considérablement la probabilité d’atteindre leur cible du « premier coup », et qu’il s’agisse d’ailleurs d’une cible située à 200 mètres ou encore à 2 000 mètres.

La technologie n’étant d’ailleurs pas laissée en reste avec l’avènement des calculateurs balistiques qui sont devenus de précieux outils d’aide à la décision. On rappellera que ces professionnels, de par les nécessités de leurs missions et de leur propre sécurité, règlent leurs armes et tirent le plus souvent « à froid » car le premier coup doit le plus souvent être déjà décisif ! Leurs armes n’ayant pas le temps de monter en température. En effet, ces tireurs n’ont probablement pas auparavant enregistré, au millimètre près, chaque coup « froid » des 50 précédents tirs, ni enregistré la température ambiante à chaque fois que ce coup a été tiré, ni encore « chronographié » le même lot de munitions à différentes températures pour pouvoir interpoler une balle. Souvenons-nous des tireurs qui étaient engagés en Afghanistan, par exemple.

Et pourtant, un changement de température peut affecter la trajectoire ou la " trajectoire de vol " de la balle de deux manières bien connues.

Tant que l'altitude, la pression barométrique et l'humidité restent constantes, une augmentation de la température de l'air provoquera une trajectoire plus plate en raison d'une densité de l'air plus faible (moins de collisions avec des « particules d'air » par unité de longueur de vol).

La même augmentation de température provoque également une combustion plus rapide de la poudre à base de nitrocellulose à l'intérieur de la cartouche, ce qui produit environ quatre fois le décalage du point d'impact (POI) par rapport à la seule température de l'air.

Mais tenant compte de la faible variation de trajectoire avec la variation de température des munitions (taux de combustion de la poudre), il existe une variation de POI plus importante et plus notable qui affecte le tireur de précision. Mais, le fait est que les variations de température entraînent des variations de POI et que, dans une certaine mesure, ces variations peuvent être interpolées et cartographiées et qu’il n’existe actuellement aucun système de calcul balistique portable prenant en compte ce facteur. Pour le moment, il incombe entièrement au tireur de compenser ces variations. C'est précisément à cause de ce type de variation que le "zéro canon" est pratiqué par certains tireurs d’élite. Pour le franc-tireur ou le tireur d’élite des opérations spéciales opérant dans des environnements extrêmes, cela peut non seulement éliminer une partie du doute sur lui-même ou sur son arme, mais aussi améliorer ses chances d’atteindre ce très important « premier coup ».

Nous noterons enfin que nos amis chasseurs se trouvent également souvent dans la situation dans laquelle un seul coup doit être décisif, non seulement parce qu’ils ne peuvent pas se permettre de tirer plusieurs coups au risque de voir disparaître instantanément leur gibier dans la nature, mais aussi pour savoir prélever le gibier visé de la manière la plus éthique possible.

La température affecte donc notre tir de plusieurs manières différentes

En résumé, on peut dire que :

a) Elle affecte la trajectoire de la balle ;

La température de l'air peut également modifier la densité de l'air. L'air plus chaud est moins dense. Par conséquent, des températures plus élevées entraînent des temps de vol plus courts, en raison de la réduction de la traînée. Des températures plus élevées peuvent également entraîner des balles plus rapides car la poudre dans une cartouche plus chaude brûle généralement plus vite et produit des vitesses de balle initiales plus élevées. Un simple fait physique déjà étudié dans nos études secondaires nous a appris que l’air chaud est plus « mince » ou moins dense que l’air froid. En conséquence, une balle rencontre moins de résistance et consomme moins d’énergie lorsqu’elle se déplace du pas de tir vers la cible par une journée chaude, par rapport à une journée plus froide.

b) Elle affecte la température du canon ;

Un deuxième effet résultant de la température de l'air extérieur chaud ou froid est lié à la température de votre canon pendant le tir. Par une journée relativement fraîche (10 degrés), l’air extérieur est capable d’absorber plus de chaleur rayonnant du canon à une vitesse supérieure qu’il le ferait lorsque la température de l’air est de 32 degrés, par exemple. Ce qui entraînera quelques effets secondaires nocifs tels que +/- d’encrassement du canon, qui peut à son tour, entraîner une perte de précision importante. Même par une journée à météo « modérée » (+/- 15 degrés), le canon peut devenir vite trop chaud pour tenir sa précision tout au long de votre tir de 20 à 30 cartouches successives, sans délai de repos pour son refroidissement. Nous connaissons tous ce genre de situation où après 10 ou 15 coups consécutifs, nous obtenons des résultats erratiques qui vous amènent à vous demander pourquoi vous faites subitement un « 6 » alors que vous finissiez juste une série de « 9 » ou de « 10 » !

c) Elle affecte les munitions que nous utilisons ;

La température des munitions a un effet quasi similaire. Les balles chaudes voyagent plus rapidement que les balles froides et leur température doit être prise en compte lors du réglage en élévation.

En particulier, on sera attentif au fait que l'excès de chaleur peut faire des ravages sur les munitions. Les munitions chargées à la main qui n'ont pas été correctement stockées ou protégées des sources de chaleur extérieures ou des rayons directs du soleil peuvent subir une détérioration significative de leurs performances. Même si vous avez pris les mesures appropriées pour garder vos munitions au frais avant de vous rendre sur la ligne de tir, vous pouvez placer des munitions à la lumière directe du soleil ou les laisser enfermées dans une carabine chaude pendant une période prolongée, ce qui peut entraîner des pertes de précision en vol. Pour illustrer ce type de situation, alors que je venais de tirer une quinzaine de cartouches avec ma carabine, je me souviens du conseil de retirer la cartouche que j’avais chambrée avant notre conversation de quelques minutes avec une responsable de tir pour ne pas obérer le reste de mes résultats réalisés auparavant à température constante … c’était effectivement un conseil judicieux puisque la cartouche chambrée avait eu le temps de monter beaucoup plus en températures que celles qui avaient été chambrées lors des coups précédents !

d) Elle affecte les performances du tireur.

Garder le tireur au frais et à l'aise est également un élément important de l'équation de la précision globale. Si le tireur devient « surchauffé » ou déshydraté, non seulement sa situation devient inconfortable, mais ses sens et aptitudes physiques s’en trouvent également affectés car sa vision se détériore à mesure que l'humidité des yeux et du cerveau est attirée par la chaleur extérieure, la sueur qui coule sur le front peut causer des problèmes de vision, une hypertension artérielle et/ou une augmentation de la fréquence cardiaque résultant d'une faible teneur en eau de l'organisme ainsi que de la fatigue, une faiblesse, des douleurs au bas du dos, des inflammations, maux de tête, etc., peuvent contribuer à diminuer sa vigilance et surtout, sa précision ! Rester complètement hydraté pendant un match est très important pour le tireur. Conservez beaucoup d'eau en bouteille (sans boissons gazeuses) à portée de main. Buvez souvent pendant la journée et n'attendez pas d'avoir soif. À ce moment-là, vous êtes déjà déshydraté. Il n'est pas rare que certains tireurs boivent de 4 à 8 bouteilles d'eau au cours de la journée de compétition.

Conclusion

Ce troisième chapitre avait pour objectif d’approfondir quelque peu un des éléments qui influence la précision de nos tirs en TLD, et nous y avons découvert que la température pouvait effectivement jouer un rôle important parmi les autres paramètres de balistique extérieure auquel les tireurs doivent absolument rester attentifs sous peine de voir obérer leur précision. D’autres aspects interviendront tels que la pression atmosphérique, l’humidité, la densité de l’air, le vent, etc. Ces autres variables seront également étudiées dans des articles à venir. Je vous fixe donc rendez-vous au mois prochains pour découvrir la suite.

Voici une série de liens relatifs aux sujets développés dans cet article