Chers lecteurs,

Le mois dernier, je vous avais proposé l’étude de l’impact de la température sur la précision en TLD. Nous allons cette fois examiner l’impact que peuvent avoir certains autres effets atmosphériques ou météorologiques tels que la pression atmosphérique, l’humidité, la densité de l’air et la pluie sur la précision des tirs réalisés à longue distance.

Bonne lecture.

4ème partie – L’influence des autres paramètres météo sur la précision.

Nous avons déjà vu que les variables environnementales affectent la densité de l'air. Un air plus dense provoque plus de traînée sur une balle. La diminution de la température ou l'augmentation de la pression atmosphérique se traduit par une variation de la densité de l'air.

La pression atmosphérique (et pas nécessairement l'altitude) peut modifier la densité de l'air. Il est vrai que les hautes altitudes ont généralement un air moins dense. Cependant, les conditions météorologiques peuvent modifier la pression atmosphérique à la même altitude et provoquer la même pression atmosphérique à différentes altitudes. Par conséquent, une mesure de la pression atmosphérique réelle sera plus importante que la hauteur de votre point d’ascension.

La « pression barométrique », quant à elle, est une mesure de la pression atmosphérique qui a été corrigée comme si le lieu de la mesure était pris au niveau de la mer. La pression barométrique est utile lorsque vous comparez les conditions météorologiques dans les rapports météo ou de points géographiques éloignés. La pression de la station, quant à elle,  est utile lorsque vous essayez de déterminer la densité de l'air car il s'agit d'une valeur qui n'a pas besoin d'être corrigée pour l'altitude.

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

Les variables environnementales qui affectent la trajectoire d'une balle sont les suivantes :

1. La pression de l'air ;

2. La température (que nous avons étudiée le mois dernier) ;

3. L’humidité ;

4. Le vent (que nous étudierons lors du prochain article).

Il existe également des éléments appelés « dérive de spin » et l'effet Coriolis (et Eötvös) qui peuvent également modifier le trajet de votre balle. Cependant, nous réserverons leur éventuelle étude pour des articles ultérieurs.

L’influence de la pression atmosphérique

A longues distances, la pression atmosphérique modifie le vol de la balle et son impact pourrait être plus important que vous ne le pensez. Mais, comment la pression atmosphérique influence-t-elle la trajectoire d'une balle ?  En résumé, on peut dire que :

• Un air plus dense ralentit une balle, exposant ainsi à plus d'effets de gravité ;

• Plus la pression atmosphérique est élevée, en raison de l'altitude ou des conditions météorologiques, plus l'air se  densifie ;

• Pour la visée, la pression barométrique est finalement peu utile ;

• Les calculateurs balistiques sont souvent nécessaires et précieux pour comprendre et tenir compte des effets de la  pression atmosphérique sur une balle.

Dans les articles précédents, nous avons vu en quoi la gravité et le vent sont les deux principales variables qui affectent le trajet de votre balle. Mais, d'autres variables environnementales ont également leur importance. Cependant, elles ne modifient que l’effet de la gravité.

Ce qu’il faut en retenir, c’est que certaines variables peuvent modifier la densité de l'air et qu’une balle ne voyage pas aussi bien dans un air plus dense / plus épais :  un air plus dense = balle plus lente = impact plus faible sur une cible.

Par conséquent, une balle ralentit plus rapidement dans un air dense et épais que dans un air moins dense et plus mince. En effet, une balle qui ralentit davantage prendra plus de temps pour atteindre une cible et sera davantage déplacée de sa trajectoire d'origine par la gravité et le vent.

Nous allons explorer chacune des trois variables qui affectent la densité de l'air individuellement, car chacune est extrêmement importante à comprendre.

Explorons d’abord l’effet de la pression atmosphérique :

Les prérequis

Plus la pression d'air est élevée, plus l'air est dense. La pression de l'air va changer en fonction de certaines conditions météorologiques et de l'altitude. En règle générale, la pression atmosphérique est d'autant plus basse que vous êtes au-dessus du niveau de la mer et inversement. En effet, l’air a une certaine masse et est entraîné par la gravité. A des altitudes plus élevées, il y a moins de molécules d’air qu’aux basses altitudes. Comparez cela à la pression de l'eau. Plus vous allez bas dans l'eau, plus la pression est élevée. Cependant, il n'est pas toujours vrai qu'une altitude plus élevée entraîne une pression atmosphérique moindre. Les conditions météorologiques peuvent également avoir un effet. Typiquement, quand une tempête arrive, la pression atmosphérique baisse.

La pression atmosphérique qui est mesurée est généralement qualifiée de « pression barométrique ». La pression barométrique, dont vous entendez probablement parler dans votre bulletin météorologique local est utile dans la vie quotidienne et pour anticiper les conditions météorologiques avant votre séance de tir. Ce n'est toutefois pas utile pour établir les paramètres de visée à longue distance car ce que nous voulons connaître est la pression réelle de l'air à travers de laquelle notre balle va voler.

Au lieu de s’attarder sur la pression barométrique annoncée en général, il vaut mieux concentrer son attention sur la pression mesurée sur notre mini « station météorologique » qui nous accompagne et qui nous donnera la mesure réelle de la pression de l'air à l’endroit spécifique où on se trouve lors de votre séance de tirs.

Effet de la pression atmosphérique sur la trajectoire de votre balle

Il n'y a pas de changement « standard » relatif à la vitesse et au trajet de chaque balle en raison des changements de pression atmosphérique. De plus, on sait que les balles de vitesses initiales différentes, de forme aérodynamique et de poids différents se comporteront toutes différemment. Mais ce qu’il faut savoir, c’est que malgré le comportement différent des balles individuelles, l'effet net est toujours le même :  moins de pression atmosphérique entraînera une balle plus rapide. A une altitude plus élevée, l'air diminue, causant moins de résistance et lorsque vous descendez à l'air "plus lourd ", votre frappe (énergie) diminue.

Pour illustrer ce propos, voici un exemple :

Comme vous pouvez le constater dans ce tableau, et par rapport à la balle tirée au niveau de la mer, la balle tirée à une altitude de 5 000 pieds a une trajectoire de 62,31 pouces plus plate, 28 pieds par seconde plus rapide, et possède 54 livres d'énergie supplémentaire à l'impact. C’est pourquoi, il est si important de remettre " à zéro " sa carabine une fois revenu en plaine après avoir été tirer à haute altitude.

Conclusion, l’équation est donc :

Plus de pression d'air = air plus dense = balle plus lente = impact plus faible sur la cible

Pour déterminer comment la pression atmosphérique modifie le trajet de votre balle, vous devrez utiliser un logiciel balistique ou un calculateur. Il existe de nombreuses applications disponibles sur votre smartphone qui peuvent calculer cela pour vous, et certains fabricants de rifle scopes fournissent également des logiciels libres. A titre d’exemple, je suis un grand fan de l’application Strelok Pro pour smartphone qui tourne à merveille et qui est d’une grande précision … si tant est que le logiciel est bien configuré avec vos paramètres (type de lunette, cartouche tirée, etc.) et que vous y entriez les paramètres de tir exacts (vitesse de la balle, …)..

Un autre concept à connaître est que l'air froid et sec crée plus de résistance à une balle en vol que les conditions chaudes et humides. Ces considérations environnementales doivent être prises en compte lors de l’encodage de vos paramètres de tir dans votre application avant même de pratiquer la visée à longue distance.

En enregistrant l'effet de la gravité sur votre balle à différentes distances et à une certaine pression atmosphérique, vous pourrez ensuite ajuster la pression atmosphérique dans les différentes solutions logicielles pour voir les changements que celle-ci aura sur le trajet de votre balle. En fait, il existe de très bon outils (Krestel, …) que vous pouvez emporter sur le terrain et qui mesureront la pression de l'air à votre emplacement et qui calculeront automatiquement les corrections à apporter à votre réglage lunette.

Malheureusement, ce n'est pas si simple et limité à ces mesures. Vous ne pourrez pas simplement regarder la pression atmosphérique et vous en contenter. D'autres variables vont également entrer en ligne de compte et affecter la densité de l'air tout comme la température qui va souvent occasionner l’effet opposé de la pression atmosphérique. Mais pour faire simple, rappelez-vous que les températures plus froides entraînent un air plus dense et donc, des balles plus lentes.

L’influence de l’humidité

Concomitance de la température, de l’humidité et de l’altitude

Une balle se déplace plus lentement et tombe donc plus rapidement dans un air dense. Selon cette logique, plus il y a d'humidité dans l'air, plus le tireur doit mettre une élévation importante. Cependant, à des altitudes plus élevées, l’air devient plus mince, ce qui accélère le mouvement de la balle et le tireur doit donc soustraire ensuite l’altitude. Les balles peuvent également voyager à des vitesses plus élevées les jours chauds, mais seulement s’il y a peu ou pas d’humidité. La température des munitions a un effet similaire : les balles chaudes voyagent plus rapidement que les balles froides et leur température doit être prise en compte lors du réglage de l'élévation également.

L’humidité

De nombreux tireurs pensent que l'humidité (c.-à-d. la quantité, le taux d'humidité dans l'air et non la pluie !) peut avoir un impact sérieux sur la précision. En théorie, l'air contenant un degré d'humidité élevé doit forcément être plus dense que l'air sec. En conséquence, il doit occasionner plus de résistance à une balle en vol que l'air sec. Mais le fait est que la quantité d'humidité dans l'air n'a pratiquement aucun effet sur la précision des balles. C'est parce qu'une molécule d'eau pèse moins qu'une molécule d'air sec. Et oui, l'air humide est en réalité moins dense que l'air sec. En fait, quand on dit que l'air ambiant a 100% d'humidité (c'est-à-dire qu'il retient autant de vapeur d'eau qu'il peut à sa température actuelle), il ne contient toujours que 4% d'humidité !

A titre d'exemple, regardez les chiffres obtenus avec cette configuration :

Calibre = .45-90

Vitesse = 1300 pieds par seconde

Distance = 1 000 mètres

Coefficient balistique = .400

D'après les chiffres ci-dessus, la trajectoire de la balle devient plus plate (avec moins de chute - drop), elle se déplace plus rapidement (vitesse plus élevée) et contient plus d'énergie lors de l'impact à mesure que l'air devient saturé d'humidité.

Par conséquent, malgré ce que pense la plupart des gens, l'effet balistique est opposé auquel ils s’attendent :

Une balle se déplace plus facilement dans l'air humide et donc, la densité de l'air diminue à mesure que l'humidité augmente. Et, aussi fou que cela puisse paraître, plus il y a d'humidité dans l'air, moins l'air est dense et donc, une augmentation de l'humidité entraînera une balle plus rapide et une diminution de l'humidité entraînera une balle plus lente.

On peut ainsi en conclure que bien que ce soit la moins influente des trois variables environnementales, l’humidité a effectivement une influence sur la trajectoire de votre balle, mais que le changement d’humidité est le facteur qui aura de loin le moins d’effet. Par exemple, un changement d'humidité de 100% à zéro ferait qu'une balle n'atteindrait que 3 pouces de moins à 1 000 mètres, il n'y a donc pas besoin de se prendre la tête avec cette variable !

Néanmoins, si vous passez d'un climat désertique à une zone très humide, vous pouvez vous attendre à ce que votre point d'impact augmente. Une règle qui est généralement admise est que vous pouvez vous attendre à un changement d'environ 0,5 MOA pour chaque changement d'humidité de 20%. Ce qui pourra être négligé par nos amis chasseurs qui tirent à courte distance.

Le concept d'altitude-densité

L'altitude-densité est un chiffre normalisé qui représente l'effet cumulatif des trois variables environnementales. Il s'agit d'un chiffre calculé à partir d'un ensemble de conditions « standard » (pression, température et humidité) au niveau de la mer, puis représentant les trois comme étant l'altitude à laquelle vous devez être confronté pour connaître vos conditions actuelles. Essentiellement, si l'effet net des variables résulte en un air plus mince, votre valeur d'altitude-densité sera plus élevée car avec ces variables « standard » supposées, vous devrez être à une altitude plus élevée pour faire l'expérience d'un air plus mince.

En utilisant l'altitude-densité, vous pouvez enregistrer vos données d'altitude nécessaires pour atteindre certaines cibles à votre altitude-densité actuelle. Ensuite, lorsque vous changez d'emplacement ou que les variables d'environnement changent, vous pouvez regarder quelle est la nouvelle altitude-densité.

Bien sûr, vous aurez probablement besoin de commencer avec un calculateur balistique pour collecter et confirmer vos données d’altitude. Cependant, vous pouvez enregistrer vos nouvelles données pour cette nouvelle altitude-densité. Ensuite, chaque fois que vous rencontrez cette altitude de densité identique similaire (que ce soit en raison de votre changement d'altitude réel ou de l'effet net de l'évolution des variables d'environnement), vous pourrez référencer les données que vous avez enregistrées pour cette altitude-densité et commencer à viser et donc, oui, vous devrez toujours vous soucier de l'environnement. Cependant, en utilisant le concept de l'altitude-densité, vous pouvez réduire toutes les variables à une seule valeur à suivre, ce qui est sensé simplifier les choses.

L’influence de la pluie, du grésil et de la neige sur la précision

Pour ce qui concerne les conditions de tir, la pluie, la grêle et la neige peuvent nuire gravement à votre visibilité et vous mettre généralement mal à l'aise si  l’eau coule dans vos yeux et votre visage. Lorsque vous regardez à travers votre lunette, il est difficile de maintenir une bonne image de visée avec des gouttes de pluie tombant sur vous et l'oculaire. Sans parler de la réduction +/- forte de la visibilité de la cible. Bien sûr, il va sans dire que toutes vos optiques doivent être étanches. Votre lunette d'observation, votre télémètre, votre lunette de visée doivent au minimum tous être classés comme résistants à l'eau et antibuée. En « Mid-Range » et par exemple, jusqu’à 400m, la situation reste gérable si toutefois la luminosité reste correcte, mais au-delà de cette distance, ça devient vraiment problématique quand un rideau d’eau s’abat tel un écran entre vous et la cible.

Mais alors, que se passe-t-il au niveau de la balistique et de la précision sous ces conditions ?

On entend tout et n’importe quoi sur ce qui se passe lorsqu'une balle vole sous la pluie. Jusqu'à présent, il y a eu peu de travaux publiés sur le sujet. L’hypothèse la plus courante qu’on entend est qu'une onde de pression se forme sur le nez de la balle supersonique et repousse quoi que ce soit et que donc, l'eau ne touche jamais la balle. En effet, selon cette assertion, lorsque la balle quitte le canon, elle se déplace à des vitesses dépassant largement celle du son. Étant donné que la balle se déplace plus rapidement que la vitesse du son, celle-ci crée une onde de choc supersonique autour d'elle.

Cette onde de choc entourant la balle est le résultat de la forte compression de l'air à l'extrémité la plus avant de la balle lors de sa découpe dans l'air. À mesure que la balle avance, une vague d'élargissement d'air comprimé s'échappe en diagonale de la pointe de la balle. Les flancs de la balle créent une forme d'onde conique. Étant donné que la balle a son propre cône de protection autour d'elle, dispersant l'air à la manière d'un cône, les particules d'eau ne toucheront jamais la surface de la balle car elle est déviée par l'onde de choc supersonique.

Le problème réside alors lorsque la balle devient subsonique, ou est dans l'état de vol transsonique. Alors que la balle passe du supersonique au subsonique, le « cône protecteur » autour de la balle, en commençant par le nez, commence à retomber vers la queue de la balle, exposant ainsi la balle aux particules dans l'air. Les données enregistrées concernant la façon dont la pluie affectera la balle ont été quelque peu difficiles à recueillir en raison du fait que les performances de la balle de supersonique à subsonique sont presque imprévisibles ou difficilement mesurables.

La neige agirait de la même manière que la pluie, bien qu’avec la neige, le résultat de températures plus basses devrait être aussi pris en compte.

On entend également dire que même si l'eau frappe la balle, elle se déplace trop vite et a suffisamment de masse pour qu'une goutte n'ait aucun effet. Mais en fait, les deux hypothèses sont fausses.

Pour essayer de vérifier cela et d’approcher ce type de phénomènes, une équipe de balisticiens (de l'EMRTC) a observé et effectué des tests de tirs sous la pluie pour Guns & Ammo TV aux USA et il en ressort que l’effet est beaucoup plus important qu’on ne pourrait le penser !

Les gens de l'EMRTC disposaient d’instruments puissants pour filmer une balle frappant une goutte de pluie pour savoir exactement ce qui se passe quand une balle frappe une goutte en la filmant à grande vitesse.

La configuration de la caméra était spécifique pour travailler selon une technique appelée « technique Schlieren » pour savoir détecter les différences de densité de l'air. Elle filmait également à environ 70 000 images par seconde, de sorte qu'elle pouvait capturer tout ce qui se passait avec des détails incroyables. La carabine de test était chambrée en .308 Winchester et tirait des balles Hornady 125 grains GMX. La caméra était réglée pour filmer à quelques pouces devant la sortie de bouche.

Cette expérience a permis de comprendre la raison pour laquelle il y a eu un changement si énorme dans le vol de la balle sous la pluie puisque de fait, la balle a frappé une grosse goutte d'eau peu de temps après avoir quitté la bouche du canon de l’arme pendant l’expérience. La chute a également touché la moitié supérieure de la balle, ce qui lui a permis d'exercer une influence maximale sur le vol ultérieur de ladite balle.

Cette expérience a donc mis à mal les mythes qui circulaient jusqu’alors. Le premier selon lequel la pluie ne touche jamais la balle. C'est certainement le cas. Ce n'est que lorsque la goutte ronde a touché l'ogive de la balle qu'elle s'est rapidement fragmentée. Une onde de choc s’est également formée sur la goutte de pluie qui s’est désintégrée. La vague provenant de la goutte de pluie est entrée en collision avec l'onde de choc du nez de la balle et l'a fait changer de forme. D’autre part, toute perturbation de l'onde de pression du nez de la balle entraînera donc une certaine déviation en vol, et cela aussi  ça a été capté par la caméra. Lorsque les deux vagues se sont mélangées, l'onde de choc de la balle a ondulé, la rendant moins stable en créant ainsi plus de traînée.

Cela signifie-t-il que les tireurs doivent se soucier de tirer sous la pluie ? Et bien pas vraiment car même sous une pluie assez importante, la probabilité de toucher une goutte avec une balle reste assez faible. Cependant, preuve en est qu’il y a quelques cas où cela vaut la peine de se souvenir de cette étude.

Personnellement, je me souviens d’avoir fait un très bon tir en .223 Rem à 400m sous une pluie battante et je n’ai vraiment pas eu l’impression d’avoir perdu plus de précision que dans les conditions de tirs habituelles par temps sec. C’était également l’impression que partageait un ami qui tirait également à la .223 Rem au pas de tir qui jouxtait directement le mien.

Néanmoins en TLD, le même type de tir risque d’être beaucoup plus vulnérable à l'influence de la pluie et risque de donner des résultats quasiment catastrophiques. Au final, on recommandera quand même d'éviter les tirs à longue distance sous une pluie forte et régulière. Tout impact avec une ou l’autre goûte modifierait dès lors suffisamment le vol de la balle pour que le tir soit beaucoup moins bon que par temps sec.

Conclusion

Ce quatrième chapitre avait pour objectif d’approfondir quelque peu les effets de certains phénomènes météorologiques dont certains peuvent influencer considérablement la précision de nos tirs en TLD, et nous y avons découvert que le temps de vol d'une balle à une certaine distance n'est pas une constante. Les variables environnementales peuvent permettre à une balle de mieux conserver sa vitesse ou encore de la ralentir davantage, entraînant ainsi un temps de vol différent. Le mois prochain, nous verrons que la même chose peut être dite voire même, amplifiée en considérant l'effet que le vent peut exercer sur une balle et sa trajectoire.

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

https://www.accurateshooter.com/technical-articles/ballitics-altitude-and-air-pressure/

https://gundigest.com/more/how-to/firearm-training/ballistics-air-temperature-bullet-flight

https://www.riflemagazine.com/long-range-variables

https://outdoorsolutionscorp.com/long-range-shooting-variables/

https://www.gunwerks.com/blog/long-range-pursuit-2/post/bullet-drop-compensators-5

https://www.youtube.com/watch?v=socvpNPi6DA

https://www.youtube.com/watch?v=VqOqZBRZsj8

https://www.youtube.com/watch?v=oAuduag0g1k

https://www.youtube.com/watch?v=FgI98keskKo

https://www.youtube.com/watch?v=-_O_au3lJJs

https://www.youtube.com/watch?v=t89B2S5b10E