Plombs .177

Le Joule : tout savoir sur cette mesure de « puissance » en tir sportif et en airsoft

Qu’est-ce que le Joule ? Cette unité symbolisée par un J est bien connue des airsofteurs et des tireurs sportifs… Mais n’est pas toujours comprise. Souvent, nous parlons du joule (à tort pour les puristes) pour quantifier la puissance délivrée par une arme à air ou à feu, ou autre engin propulsant des projectiles. Mais on parle également de joules en électricité ou en nutrition. C’est à n’y rien comprendre, non ?

En bref, le joule quantifie non pas une « puissance », mais une énergie cinétique en tir. Dans d’autres domaines, cette unité de mesure quantifie notamment une quantité de chaleur.

Bien sûr, le joule nous intéressant ici concerne davantage le domaine du tir sportif et de l’airsoft.

Petit tour d’horizon sur l’histoire du Joule, son calcul et la législation sur les armes relative à leur puissance.

Carabine PCP
Carabine plombs à air pré-comprimé supérieure à 20 joules

Histoire du Joule, la loi de joule et effet joule

Le joule (J) tient son nom de celui de son inventeur : le physicien britannique James Prescott Joule, né le 24 décembre 1818 et mort le 11 octobre 1889. Ce dernier a établi la relation entre un courant passant par une résistance et la chaleur qui en émane. C’est la fameuse loi de Joule ou Effet Joule.

Selon Wikipedia, cette unité constitue « le travail d’une force motrice d’un newton dont le point d’application se déplace d’un mètre dans la direction de la force ». Soit le kilogramme mètre carré par seconde au carré.

Le newton, quant à lui, constitue l’unité de mesure de la force équivalent à un kilogramme mètre par seconde au carré (1 kg m s−2). Bien sûr, cette unité porte ce nom en référence au célèbre découvreur de la gravité, Isaac Newton.

On utilise le joule afin de mesurer l’énergie cinétique d’une arme ou d’un propulseur, par exemple. Mais aussi dans d’autres domaines. Dans ces derniers, le joule constituant une si petite mesure dans leur domaine d’application qu’il est plus commun de s’exprimer en KiloJoule.

C’est ainsi que 3,6 KJ (3600 Kilojoules) correspondent à 1 watt-heure seulement. En nutrition, 1 kilojoule est égal à 238,85 calories. Lorsque vous lisiez les informations nutritionnelles d’un aliment avec des valeurs exprimés en KJ, vous vous disiez sûrement… « Wouah, quelle source d’énergie, un vrai coup de fouet ! ».  Pas trop déçu ?

Egalement, selon le système métrique classique, Un kiloJoule vaut 1000 joules. Un MégaJoule vaut 1 millions de Joules et un GigaJoule, un milliard de Joules.

Billes expérience physique
Expérience sur le mouvement et l’énergie d’une bille

Les joules et l’énergie cinétique

Voici notre domaine de prédilection : le tir ou l’airsoft. Chaque carabine, pistolet ou autre lanceur à air comprimé, air pré-comprimé (PCP), C02 (ou à feu) présente un certain nombre de joules. Il est commun de parler de la « puissance » de l’arme. Il s’agit toutefois d’une inexactitude. Le joule ne correspond pas à proprement parler à une puissance, mais à une énergie cinétique.

Cette énergie se calcul selon la formule suivante : E = ½ m v2.

Avec :

  • E = énergie cinétique exprimée en joules (J),
  • m = masse en Kg.
  • V = vitesse exprimée en mètres par seconde.

Les Joules dispensées par une arme dépendent donc de deux facteurs corrélés : le poids du projectile et sa vitesse en sortie de bouche du canon.

Pour les lanceurs à air comprimé, CO2 et PCP, cette puissance est délivrée par l’arme en elle-même. Elle est déterminée par la longueur du canon, son diamètre au plus proche de celui du projectile pour une compression des gaz optimale.

Concernant les armes à feu, c’est davantage le projectile qui détermine cette puissance. Entrent dans les facteurs d’influence le poids de la balle, sa forme, son calibre et la quantité de poudre contenue par la douille. La longueur du canon de l’arme peut également exercer une certaine influence.

Les fausses croyances par rapport aux joules

Il est commun de rencontrer des tireurs souhaitant « augmenter » la puissance de leur carabine en changeant de projectile. Par exemple, une carabine tirant à 300 m/S avec des plombs de 0,45 grammes passera peut-être à 330 mètres/seconde avec un projectile un peu plus léger et aérodynamique. Mais ce n’est pas pour autant que le nombre de joules augmentera. Car la vitesse augmente, mais le poids du projectile diminue.

Ainsi, si vous rencontrez des boites de plombs affichant un gain de vitesse de 18% et, par extension, de puissance, c’est tout bonnement faux. L’énergie cinétique demeure la même. Le projectile ira plus vite, mais sa masse étant moindre, la force d’impact sera la même… Voire sera réduite. Par ailleurs, n’oublions pas qu’un projectile léger aura tendance à s’envoler.

Autre exemple, il est possible de tirer des plombs d’1 gramme avec une carabine 20 joules. Citons notamment la gamme Energie ou Hammer de chez Gamo. Plus lourds, ces plombs ont une force d’impact très importante à moins de 10 mètres, mais leur masse ralentit ensuite leur course. Par ailleurs, l’énergie délivrée par la carabine demeure la même qu’avec un plomb match plat.

Attention, ne confondons pas toutefois Joules, force d’impact et pénétration. Certaines de ces mesures dépendent aussi de la forme et de la conception du plomb. Certains sont fait pour tirer précisément, d’autres pour perforer, ou encore pour créer un effet expansif sur la cible.

En résumé, si l’on veut augmenter le nombre de joules d’une arme ou d’une réplique, il faut donc l’upgrader à l’aide de kits. Ces derniers permettent de doter le lanceur d’un canon plus ajusté, d’un meilleur piston, d’un ressort plus tendu ou d’une pompe à plus forte contenance…

Autre exemple pour comprendre

Nous pouvons comprendre le joule au travers d’un autre exemple. Les répliques airsoft de 0,5 joules développent, selon les firmes 3Pylones et KWC, une énergie équivalent à une chute d’une balle de tennis à 1 mètre du sol. Voilà qui ne doit pas faire bien mal! Sauf qu’il faut réduire la taille et le poids de la balle de tennis pour obtenir une bille de 0,20gr et de 6mm… Et augmenter la vitesse du projectile d’autant. Voilà qui change tout. On arrive donc à un petit projectile allant à plus de 50 mètres/seconde et qui pique donc légèrement.

Plombs .177
Plombs pour carabine 20 joules (tir sportif et de loisir)

Convertisseur M/S, FPS et joules

Comme vu plus haut, il est possible à partir de la masse d’un projectile et de sa vitesse de calculer son énergie en Joules. Pour ce faire, il faut appliquer l’équation E = ½ m v2.

Si vous avez la flemme ou que vous ne soyez pas matheux, vous trouverez sur ce forum airsoft un convertisseur simple à utiliser. Il suffit d’entrer le poids du projectile en grammes et sa vitesse en M/S ou FPS pour déterminer le nombre de joules, et vice-versa.

Vous pouvez trouver cette calculatrice sur le forum predateurs-airsoft.com

Les joules et la catégorisation des armes

Dans de nombreux pays, la réglementation sur les armes prend en compte l’énergie des lanceurs exprimée en Joules pour les catégoriser.

En France, il faut se pencher sur le décret de 2013 pour comprendre l’importance du joule dans ce domaine. Petit tour d’horizon sur les différentes catégories d’armes.

Les jouets, inférieurs à 0,08 joule

Les répliques dont l’énergie est inférieure à 0,08 joule sont considérés comme des jouets. Il s’agit donc de réplique d’airsoft pour enfants tirant généralement des billes de 0,12g (6mm) ne pouvant pas provoquer de blessures.

Les répliques accessibles aux personnes de plus de 18 ans, non qualifiées d’armes

Les répliques dont la puissance est comprise entre 0,08 joules et 2 joules ne sont pas considérées comme des jouets. Il faut donc avoir plus de 18 ans (en France) pour pouvoir en faire l’acquisition. Néanmoins, ces répliques n’ont pas non plus le statut d’armes selon la législation française.

Rappelons toutefois que ces répliques peuvent s’avérer dangereuses et nécessitent à minima des lunettes de protection pour les utiliser.

Parmi les airsoft tirant des billes de plastique de 6mm, distinguons les :

  • Springs, pistolets à air comprimé dont la puissance est comprise bien souvent entre 0,4 et 0,8 Joules (la plupart 0,5 J)
  • Bolts : système à pompe avec verrou, utilisé pour les armes longues de type snipers en Airsoft. Leur puissance est comprise entre 1 et 2 joules.
  • Les AEG, répliques électriques capables de tirer en rafale des billes. Leur puissance est comprise entre 0,9 et 2 joules.
  • Les pistolets à gaz ou CO2. Leur puissance est comprise entre 0,9 et 2 joules.

Certains pistolets à plombs n’excèdent guère 2 joules et se placent dans cette catégorie, bien qu’ils ne soient pas utilisables en Airsoft. C’est le cas de la réplique du Glock 17 de chez Umarex en calibre 4,5mm BB. La licence Glock a été accordée à Umarex pour les répliques non considérées comme des armes. Résultat, la version Umarex ne développe que 1,7 joule.

Les armes de catégorie D – de 2 à 20 joules

Nous entrons là de plain-pied dans la catégorie des armes. Celles-ci peuvent toutefois être achetées sans que l’on demande au client une licence de tir ou un permis de chasse.

Entrent notamment dans cette catégorie les pistolets et les carabines à plombs (CO2, PCP et air comprimé).

Les pistolets CO2 n’excèdent généralement pas les 5 joules, et les carabines 8 joules. Les carabines à air comprimé (airgun) ou PCP peuvent quant à elle aller jusqu’à 19,9 joules. Au-delà, elles entrent en catégorie C.

Notons néanmoins que la catégorie D intègre également les lanceurs de balles de caoutchouc à balles à blanc et les armes à poudre noire, bien plus puissantes.

Carabine Feinwerkbau C60 Match Air Rifle
Carabine Plombs Match PCP

Les armes de catégorie C

La catégorie C concerne les carabines à air excédant les 20 joules, les carabines à 22LR, les fusils de chasse… L’acquisition de telles armes nécessite une déclaration en préfecture ainsi qu’une licence de tir ou un permis de chasse.

Les catégories supérieures concernent quant à elle les armes de poing à feu, les armes de guerre. Leur acquisition et détention sont encore plus encadrées !

Existe-t-il des carabines à plombs de 100, 200 ou 500 joules ? 

Beaucoup de tireurs recherchent sur Internet des carabines à plombs de 100, voire de 500 joules.

Impossible en Europe

Soyons clairs, le marché français ne propose pas ces modèles. Nous pouvons à la rigueur trouver, parmi les modèles les plus puissants proposés par les armuriers, des carabines de 40 joules. Celles-ci sont adaptées notamment au tir en club mais sont interdites pour un usage de chasse.

Il en va autrement sur le marché américain ou il est permis de chasser aux plombs. Résultat : il existe des carabines à air .177 (4,5mm) très puissantes.

Il est donc nécessaire de partir vers le continent américain pour trouver une carabine à plombs de 500 joules… Mais vous ne pourrez pas l’apporter en Europe.

L’exception : la carabine Umarex Hammer de 1000 joules

La carabine Umarex HAMMER à air pré comprimé PCP est considérée comme la plus puissante au monde avec une énergie pouvant monter à 1000 Joules.  Cette arme PCP est conçue pour tirer des ogives en calibre .50 (12,7mm).

 

Quelques comparaisons entre différents types de projectiles en termes de joules (plombs et balles)

Voici quelques calibres d’armes à feu avec leur énergie exprimée en Joules :

En catégorie D et C

  • 22 LR : balle de très petit calibre dont le poids est compris entre 1,9 et 2,6 g. La vitesse du projectile est comprise entre 320 m/s (subsonique) à 500 ms (supersonique). L’énergie développée est de 140 à 280 Joules.
  • 22 LZ : la 22 Long Z ou Long Zimmer est un projectile de 22 LR quasi dénué de poudre. Seule l’amorce assure la propulsion du projectile. Il s’agit d’un calibre pour le tir à très courte distance développant une énergie de 50 joules environ.
  • Balles de caoutchouc propulsées par un pistolet à blanc 8 ou 9 mm PAK. Le projectile de 5gr est propulsé à 110 m/s pour les pistolets les plus performants. Ils développent une énergie de 45 à 50 joules.
  • Pistolet à poudre noire. Ces pistolets, étrangement classés en France en catégorie D, propulsent des projectiles dont l’énergie peut dépasser les 200 joules.

Armes de catégorie B et A

  • 9mm parabellum : calibre très répandu chez les armes de poings, il développe une énergie de quelque 500 joules.
  • 5,56 OTAN : calibre des armes de guerre telles que le FAMAS ou le M4. La vitesse du projectile est comprise entre 850 à 1000 m/s, soit une énergie comprise entre 1700 et 1900 Joules environ.
  • 7,62X39 M43 – Le calibre soviétique présente des projectiles partant à une vitesse de 720 m/s pour une énergie cinétique allant jusqu’à 2500 joules.
  • Cal .45 ACP ou 45 auto, l’équivalent du 11,43mm en système métrique, va à une vitesse allant de 250 à 450 m/S et peut présenter une énergie supérieure à 650 joules.
  • Calibre .50 Action Express, adapté au mythique Desert Eagle 50AE – peut aller jusqu’à 2200 joules. Son concurrent, le plus gros calibre au monde adapté aux armes de poing, est le .500 S&W Magnum. Ce dernier développe une énergie de 3900 joules.

 

En conclusion, les carabines à air comprimé 4,5mm font pâle figure avec leurs 20 joules. Cela ne reste pas moins des armes à manipuler avec précaution.

Balles pour armes à feu
Cartouches 11,43 de plus de 600 joules

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