Ce troisième et dernier volet s’attache à l’explication des principes modernes de verrouillage de culasse d’armes à feu, en démontrant comment la résistance de ces dernières a été augmentée et en relatant les circonstances dans lesquelles elles ont été conçues.
Avant que les premières armes à mécanisme linéaire (à pompe et semi-automatiques) puissent faire leur apparition, il a fallu trouver des moyens pour assurer un solide blocage de la culasse pendant la fraction de seconde de mise à feu (moment du pic de pression interne), tout en permettant un dégagement rapide pour l'actionnement du mécanisme à répétition.
Systèmes à inertie
Seul un petit calibre à faible pression, comme la .22 à percussion latérale, peut se fier uniquement au poids d’inertie de la culasse pour contrer ce moment de pic de pression, car un calibre plus puissant projetterait la culasse vers l'arrière avec une force beaucoup trop grande. C’est ainsi qu'on retrouve des armes semi-automatiques de calibre .22 fonctionnant par simple inertie de la culasse (système dit blowback). Le poids de cette dernière est tout juste suffisant pour contrer la pression pendant la fraction de seconde de mise à feu et de propulsion du projectile, tout en permettant d'utiliser le léger surplus de pression pour projeter la culasse vers l'arrière en compressant son ressort de retour et en assurant le fonctionnement équilibré de son mécanisme de chargement semi-automatique.
Lorsqu'il s’est agi de faire fonctionner des armes de calibre à plus forte pression (comme les fusils, et à plus forte raison les carabines de gros calibre), il a fallu trouver d'autres méthodes de blocage de culasse. Le génial John Browning a réussi, dès le début du 20e siècle, à concevoir un fusil semi-automatique à culasse fonctionnant par inertie en créant son fameux modèle Auto-5. Celui-ci utilisait les poids d'inertie combinés de la culasse et du canon pour contrer la pression de mise à feu, ces deux éléments demeurant temporairement solidaires en étant simultanément poussés vers l'arrière aussitôt après le coup. En fin de course arrière, le canon était repoussé vers l'avant alors que la culasse restait bloquée à l'arrière, le temps d'éjecter la cartouche vide et d'en accepter une nouvelle du magasin. Finalement la culasse était à son tour repoussée vers l'avant pour effectuer le chargement et la fermeture du mécanisme.
Action en deux temps
Avec d'autres systèmes de mécanismes à mouvement linéaire, on a trouvé d'ingénieux moyens d'assurer un solide blocage momentané de la culasse tout en procurant un désengagement rapide pour permettre le mouvement de répétition de chargement. L’un de ceux qui illustrent bien cette ingéniosité d'action en deux temps est le mécanisme du fusil à pompe Remington modèle 31, ancêtre du présent modèle 870 de la même compagnie.
En plus de la culasse proprement dite, ce système comportait un chariot inférieur séparé. En position fermée, la partie supérieure arrière de la culasse se trouvait solidement coincée contre un épaulement dans le «plafond» du boîtier, maintenue dans cette position relevée par son «talon» grimpé sur la partie arrière surélevée du chariot (dessin 1A). Au premier mouvement arrière de la coulisse, seul le chariot qui y était directement rattaché se déplaçait sur une courte distance, ceci permettant au talon de la culasse de descendre dans le recreux central du chariot, du même coup dégageant celle-ci de l'épaulement du boîtier (dessin 1B). Dès lors, la griffe du talon de culasse se trouvait engagée dans celle du chariot, et la continuité du mouvement de coulisse permettait au chariot d'entraîner la culasse dans son mouvement arrière, armant le chien au passage et effectuant l'extraction et l'éjection de la cartouche vide.
Lors du mouvement de retour de la coulisse, la culasse entraînée par le chariot poussait une cartouche dans la chambre, sa face venant plaquer le culot de la cartouche. À ce moment, le chariot continuait sa course avant sur une courte distance, forçant la montée du talon de culasse sur sa partie surélevée et provoquant le coincement de la partie supérieure arrière de cette culasse contre l'épaulement du boîtier.
Culasse à verrou à appui arrière
On a aussi utilisé le principe du blocage de culasse par appui arrière pour certains anciens mécanismes à verrou, dont le plus connu est sans doute celui de la carabine militaire Lee Enfield employée par l'armée canadienne pendant les deux grandes guerres et qui, à cause de sa disponibilité de surplus à faible coût, s'est retrouvée à un moment ou un autre comme carabine de chasse dans les mains de plusieurs nemrods de chez nous.
Ce mécanisme utilise aussi un point d'appui sur un épaulement du boîtier de culasse, mais il se situe sur le côté du boîtier plutôt que dans sa partie supérieure. Le corps de la culasse mobile porte un long rail intégral dont l'extrémité arrière vient glisser et se bloquer contre l'avant de l'épaulement latéral du boîtier lors de la fermeture par abaissement de la poignée du verrou. Pour l'ouverture, la poignée du verrou est remontée vers le haut, dégageant le rail de son point d'appui contre l'épaulement du boîtier et permettant à la culasse d'être tirée vers l'arriêre pour l'extraction de la cartouche vide.
Ce système requiert cependant un long espace entre le point de pression sur la face de la culasse et le point d'appui de résistance à l'arrière du rail, ce qui laisse place à une possibilité de torsion du corps de culasse par une éventuelle forte pression intense. Pour cette raison, un tel système ne peut convenir qu'à des cartouches à pression modérée, comme le .303 British. De plus, l'usure consécutive à une utilisation militaire intensive peut entraîner du jeu au point d'appui, ce qui résulterait en une dangereuse situation d'espacement frontal excessif entre la face de la culasse et le culot de la cartouche. C'est la raison pour laquelle on recommande de faire vérifier l'espacement frontal d'une telle arme de surplus militaire par un armurier compétent avant de l'utiliser à des fins sportives.
Culasse à tenons de tête
C'est à deux génies allemands, Peter Paul et Wilhelm Mauser, que revient l'immense mérite d'avoir mis au point un concept de carabine à verrou révolutionnaire. Après la production du premier modèle à un coup Mauser 1871, l'armée allemande adopta officiellement comme armes militaires toute une série de versions subséquentes à répétition, jusqu'au fameux modèle Mauser 1898.
La tête de la culasse mobile de cette arme portait de solides tenons qui venaient s'emboîter dans des mortaises de l'entrée de chambre lors de la fermeture. Ceci résultait en une très grande solidité, grâce à la courte distance entre le point de pression contre la face de la culasse et le point d'appui de résistance au niveau des tenons de tête. Après la Première Guerre mondiale, lorsqu'on permit à l'Allemagne de produire des armes sportives, la firme Mauser Werke de Oberndorf mit en marché des versions sportives du modèle 98. Le concept de cette arme était tellement révolutionnaire qu'il transcende directement toutes les carabines à verrou d'aujourd'hui, offrant toute la résistance pour convenir à l'utilisation des plus puissants calibres modernes.
Lorsqu'on relève le verrou d'une carabine de ce type, on imprime une rotation partielle de la culasse qui désengage les tenons de tête des mortaises de l'entrée de chambre, alignant ces tenons avec des rainures de sortie. En même temps, une encoche à la base de la poignée du verrou agit à la façon d'une came pour pousser la queue du percuteur vers l'arrière et armer ce dernier dès l’ouverture (au lieu de le faire lors de la poussée avant de la culasse comme sur la Lee Enfield). Dès lors, la tirée du verrou vers l'arrière permet à la culasse d'effectuer l'extraction et l'éjection de la cartouche vide, la pression vers le haut du ressort du boîtier-magasin élevant une nouvelle cartouche en position pour le chargement (dessin 3A).
En poussant le verrou vers l'avant, la culasse introduit la cartouche dans la chambre. En fin de course, les tenons de tête de la culasse se présentent au niveau des rainures d'entrée des mortaises du boîtier (dessin 3B), et ce n'est que lorsque la face de culasse est bien plaquée contre le culot de la cartouche qu'il est possible de rabattre la poignée du verrou vers le bas. La rotation ainsi imprimée à la culasse engage alors les tenons solidement à l'intérieur des mortaises d'entrée de chambre (dessin 3C).
Tête de culasse à rotation automatique
Le concept de verrouillage de culasse par tenons et mortaises offre une telle solidité et une telle fiabilité qu'il a aussi été mis à contribution dans d'autres types de mécanismes que celui à verrou. La principale difficulté à laquelle on a alors dû faire face était la suivante : ne disposant pas d'un verrou manuel pour effectuer la rotation nécessaire de la culasse, on a dû imaginer un dispositif provoquant automatiquement cette rotation lors du seul mouvement linéaire du mécanisme.
Aujourd'hui, plusieurs fusils et carabines à pompe et semi-automatiques utilisent ce concept d'une tête rotative actionnée à l'intérieur d'un corps de culasse creux. Outre celles mentionnées dans le deuxième article de cette série, la seule autre carabine à levier disponible aujourd'hui et qui est capable d'accepter des munitions de haute intensité allant jusqu'aux calibres magnums est la Browning BLR, qui comporte un tel concept de tête de culasse rotative.
On se souviendra que la solidité de verrouillage de toutes les autres carabines à levier est basée sur un point d'appui à l'arrière de la culasse. Cela convient pour les munitions d'intensité moyenne et à action courte, car plus une culasse à point d'appui arrière est longue, plus la possibilité de torsion par la pression de mise à feu est grande. Ainsi, lorsqu'il s'est agi de contrer les hautes pressions des calibres de carabines modernes, on a dû recourir au principe de verrouillage de culasse par la tête, et c'est ce qu'ont fait les concepteurs de la Browning BLR.
Ce système de verrouillage de culasse fonctionne un peu à la manière d'un boulon qui vient s'engager dans les filets d'un écrou. Le tout repose sur le concept d'une tête rotative partiellement filetée, dont la tige arrière est insérée à l'intérieur d'un corps de culasse creux, et de la présence de filets partiels assortis à l'entrée de chambre du canon; dans les deux cas, ces portions de filets sont entrecoupées de portions lisses. De son côté, le corps de culasse comporte une cheville fixe sur laquelle vient coulisser une rainure hélicoïdale taillée dans la tige de la tête rotative.
Lorsque le mécanisme est ouvert, un ressort maintient la tête rotative ressortie à l'avant du corps de culasse (dessin 4A). Lorsqu'on ferme le mécanisme, la tête rotative se présente avec ses portions filetées faisant face aux portions lisses des filets d'entrée de chambre (dessin 4B). Elle peut ainsi effectuer son entrée à fond pour venir plaquer sa face contre le culot de la cartouche. À ce stade, la tête rotative ne peut plus avancer, mais le corps de culasse peut continuer son mouvement sur une courte distance en comprimant le ressort interne. En même temps, la rainure hélicoïdale de la tige de la tête coulisse sur la cheville fixe du corps, forçant cette dernière à effectuer une rotation partielle et à engager ses filets dans ceux de l'entrée de chambre (dessin 4C).
À l'ouverture du mécanisme, l'inverse se produit : pendant que la tête de culasse reste plaquée contre le culot de la cartouche, le corps effectue le premier mouvement arrière, le coulissement de la rainure hélicoïdale sur la cheville provoquant la rotation inversée de la tête et dégageant les filets. Aussitôt après, les deux portions de culasse peuvent continuer librement leur mouvement arrière pour éjecter la cartouche vide et en préparer une nouvelle pour la mise en chambre.
Conclusion
Bien qu'évidemment incomplète, cette série représente quand même un passage en revue des principaux concepts de verrouillage de culasses. J'espère que ces lignes auront au moins permis de mieux apprécier l'importance que leurs principes représentent sous l'aspect sécurité d'utilisation des armes à feu, et aussi de prendre conscience de l'incommensurable contribution des ingénieux concepteurs du passé à nos activités modernes de chasse, tout en prodiguant une agréable lecture sur les faits historiques qui ont mené à ces réalisations.
