Frein de bouche

Frein de bouche du canon de 105 mm d'un AMX-10 RC.

Un frein de bouche est un dispositif situé à l'extrémité ou « bouche » d'un canon d'arme à feu. Son rôle est de favoriser la diffusion des gaz de propulsion pour diminuer les effets du recul et le relèvement de l'arme en cas de tir rapide^[1]. Les freins de bouche sont utilisés sur les armes de guerre et sur certaines pièces d'artillerie de gros calibre. Ils sont également particulièrement intéressants pour le tir sportif de vitesse où l'immobilité de l'arme est déterminante^[2].

Schéma des forces relevant une arme à feu.
Les gaz de propulsion agissent vers l'arrière selon l'axe du canon (A). Le tireur exerce une force opposée (B) au niveau de la poignée (et éventuellement de la crosse). L'axe du canon et le point de contact moyen du tireur présentent une différence de hauteur (C). Les forces A et B créent donc un moment (D), qui fait tourner l'arme en relevant son canon (E).

Relèvement du canon

Le canon des armes à feu a tendance à se relever après le tir.

La raison principale en est que pour presque toutes les armes à feu, l'axe du canon est situé au dessus du point de contact avec le tireur (ou pour les pièces d'artillerie chargées par la culasse, au dessus de l'affût). Les forces des gaz de propulsion s'exercent vers l'arrière, le long de cet axe, et la résistance s'exerce légèrement en-dessous, ce qui crée un moment qui fait tourner l'arme sur son axe en relevant l'extrémité du canon. A contrario, les armes dont l'axe du canon est dans l'alignement de leur affût, comme les mortiers, ne sont pas sujets à un tel phénomène (l'énergie du recul est directement absorbée par le sol).

Concept du frein de bouche

Le frein de bouche d'un obusier américain M198 disperse les gaz de propulsion sur le côté.

Canon du pistolet semi-automatique HS-2000/Springfield XD, montrant les orifices d'évacuation.

Le principe des freins de bouche est d'utiliser les gaz de propulsion éjectés du canon après la sortie du projectile pour diminuer le recul en les redirigeant en partie vers l'arrière, ce qui produit une force de direction opposée (c'est-à-dire s'exerçant vers l'avant). Un des freins de bouche les plus simples est visible sur le canon antichar M36 de 90 mm du char de combat américain M47 Patton. C'est un petit morceau de tube monté perpendiculairement à l'extrémité du canon. Le plus souvent les freins de bouche utilisent des dispositifs plus sophistiqués de fentes, évents et ouvertures diverses.

Sur le fusil d'assaut AK-74, le frein de bouche est aussi orienté légèrement sur la droite pour contrer le mouvement latéral de l'arme au moment du recul.

Une des méthodes les plus simples pour rediriger les gaz consiste à couper en biseau l'extrémité du canon comme sur certains fusils d'assaut AK-47, ce qui dirige une partie des gaz vers le haut. Cette modification ne s'oppose pas au recul, mais directement au relèvement de l'arme.

On peut aussi percer de petits trous dans la partie avant du canon. Ceux-ci redirigent une partie des gaz avant le départ du projectile, de manière à diminuer la tendance de l'arme à se relever. Ce concept est communément employé pour les fusils de chasse de gros calibre, dont le recul important rend le tir rapide difficile.

Il est aussi possible de ralentir l'éjection des gaz, méthode utilisée par des dispositifs tels que les silencieux et les chambres d'expansion^[3].

Utilité

Le revolver Smith & Wesson Model 500 possède un petit frein de bouche.

Important frein de bouche du fusil de précision PGM Hécate II.

Les freins de bouches présentent des avantages et des inconvénients.

Avantages

Il est généralement admis^[évasif], quelle que soit la méthode de mesure utilisée^{[réf. nécessaire]}, que les freins de bouche réduisent l'énergie du recul entre 10% et 50%^{[réf. nécessaire]}, même si certains fabricants^{[Qui ?]} promettent un pourcentage supérieur. Leur efficacité dépend du volume des gaz éjectés et de leur pression à l'extrémité du canon, ce qui signifie qu'ils sont plus efficaces avec des munitions de plus grand diamètre et de plus forte pression.

Réduire le relèvement du canon est particulièrement important pour les armes automatiques à tir rapide, ainsi que pour les fusils de précision : le tireur est ainsi capable de voir l'impact de son projectile grâce à sa lunette. La réduction du recul diminue aussi le risque de contact indésirable entre son crâne et celle-ci ou d'autres dispositifs situés près de son œil.

Un autre avantage est la réduction de la fatigue due au recul, qui diminue la précision des tirs successifs.

Inconvénients

L'inconvénient le plus évident des freins de bouche est le volume sonore supérieur perçu par le tireur ou les servants des pièces, ainsi que l'augmentation de l'effet de souffle à l'extrémité du canon. Le son, le flash de lumière et l'onde de pression normalement émis dans la même direction que le projectile sont partiellement redirigés sur le côté ou même en arrière, en direction du personnel, ce qui peut provoquer des traumatisme acoustiques importants, ainsi que des traumatismes des sinus paranasaux.

« Les niveaux sonores enregistrés (sur des appareils certifiés) à l'extrémité du canon d'un magnum ou d'une carabine à haute vélocité munis d'un frein de bouche excèdent normalement 160 décibels. Si vous lisez l'étiquette des meilleurs jeux de bouchons ou casques antibruits, vous découvrirez qu'ils n'offrent qu'une réduction de 22 à 31 décibels. Cela signifie que si vous utilisez un fusil avec frein de bouche, même avec une protection acoustique, vous subirez des dommages permanents. »^[4]

Les mesures indiquent qu'un frein de bouche placé sur un fusil augmente de 5 à 10 dB le niveau sonore perçu par le tireur, atteignant des niveaux supérieurs à 160 dB(A) +/- 3 dB^[5]. La pénibilité apparaît à environ 120 à 125 dB(A)^[6], certaines références situant le seuil de la douleur à 133 dB(A)^[7]. Les casques antibruits actifs (qui neutralisent électroniquement les sons) réduisent le volume au niveau de l'oreille d'environ 17-33 dB, selon la hauteur des fréquences mesurées^[8]. Les casques antibruits passifs sont d'efficacité très variable, réduisant le volume de 20 dB à 30 dB, selon la façon dont ils sont utilisés^[9]. Utiliser des bouchons d'oreille en même temps qu'un casque antibruits permet d'obtenir une protection maximale, mais celle-ci n'est pas suffisante pour éviter des dommages auditifs permanents, des études indiquant qu'elle ne peut dépasser 36 dB(C) (ce qui correspond à seulement 36 - 7 = 29 dB contre un niveau sonore de 160 dB(A)^[7]. Cela signifie que pour 160 dB(A), la protection maximale laisse le tireur exposé à environ 131 dB(A), soit 11 dB au dessus du niveau où se produisent des dommages permanents.

Frein de bouche d'un canon automatique 30 mm Mauser.

Les freins de bouche sont souvent assez volumineux, allongeant et alourdissant les armes où ils sont installés.

Un autre inconvénient sérieux est que les gaz redirigés peuvent soulever des nuages de poussière et de débris, qui gênent la visibilité des servants et peuvent révêler la position de l'arme. Pour y remédier, les troupes mouillent souvent le sol devant les canons antichar, et les tireurs d'élite sont spécialement formés à supprimer ou dissimuler les effets des blasts latéraux de leurs fusils. (Les chambres d'expansion et les silencieux n'ont pas de tels inconvénients, puisqu'ils ne redirigent pas les gaz, mais se contentent d'en réduire la vélocité.)

Notes et références

1. ↑ (en) Muzzle brake in the NRA Firearms Glossary
2. ↑ (en) STI article on Limcat Undergas Bypass Turbo System recoil compensator
3. ↑ (en) LeVang linear compensator
4. ↑ « Recorded noise levels (on certified audiological instruments) at the muzzle of a magnum or high velocity rifle with a muzzle break [sic] normally exceed 160 decibels. Permanent ear damage occurs at 120 decibels. If you read the fine print on the finest set of ear plugs and ear muffs available, you will find the total noise reduction only between 22 and 31 decibels. This means that on a rifle with a muzzle brake, even if you are wearing hearing protection, you are suffering permanent damage. » (en) Arthur B. Alphin, Any Shot You Want, Bedford, On Target Press, 1996, First edition^e éd. (ISBN 978-0-9643683-1-6) (OCLC 53168753) (LCCN 96069900), p. 174–175 
5. ↑ (en) Résumé d'un rapport du gouvernement finlandais sur les silencieux, les freins de bouche et les niveaux sonores (1992)
6. ↑ (de) (en) Schalldämpfer = Gehörschützer für Jäger, data collected on noise levels
7. ↑ ^{a et b} (en) Hearing Protection Basics
8. ↑ Peltor Active Muffs data sheet
9. ↑ (en) Finnish Research paper

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