1. À quoi sert un modérateur de son ?
Un silencieux sert principalement à atténuer le bang de la bouche. Ce bang se produit lorsqu’un projectile quitte le canon et que les gaz de combustion sous haute pression s’échappent brutalement. Cela se voit bien sur cette vidéo Schlieren (image de droite) :
À gauche, un tir avec silencieux ; à droite, sans. .300 BLK supersonique
Source : youtube.com/@smartereveryday
Dans la vidéo, on observe clairement à quelle vitesse la pression chute du côté droit, alors qu’avec le silencieux du côté gauche, il faut beaucoup plus de temps pour que les gaz soient entièrement relâchés.
Autres belles vidéos haute vitesse de sortie de bouche : youtube.com/@BallisticHighSpeed – sans réducteur de son, avec réducteur de son.
2. Le problème avec les armes semi-automatiques et automatiques
La plupart des carabines semi-automatiques et automatiques actuelles sont à emprunt de gaz (ceci inclut aussi les culasses non verrouillées ou à retard de masse, car elles sont également entraînées par la pression des gaz).
Ces systèmes sont conçus pour un fonctionnement « normal », avec par exemple une vitesse de culasse de 5–6 m/s.
Toutes les caractéristiques dimensionnelles importantes – diamètre de prise de gaz, position de la prise, diamètre du piston, masse de culasse, ressort de culasse, buffer, boîtier – sont définies pour cette fonction normale.
Si on monte un silencieux à la bouche, l’une des grandeurs de départ change : le profil de pression des gaz, qui est critique pour la conception de l’arme.
La pression des gaz dans l’arme (backpressure en anglais) n’est pas plus élevée avec un silencieux, mais elle agit plus longtemps. Durant ce temps supplémentaire, le système semi-auto reçoit un apport d’énergie additionnel.
L’augmentation de fonctionnement (de cadence de l’arme) due au silencieux dépend fortement de l’arme, en particulier de la longueur du canon. Les canons courts sont plus sensibles et montrent des différences fonctionnelles plus marquées.
La différence de fonctionnement peut être mesurée directement via la vitesse du verrou, indirectement via la cadence ou encore observée sur l’éjection des douilles.
En particulier, les systèmes AR-15 montrent des variations très nettes de l’angle d’éjection selon la vitesse de la culasse.
De nombreuses armes disposent aujourd’hui de blocs de gaz réglables. Lorsqu’une position dédiée « silencieux » existe, elle réduit le flux de gaz vers le piston afin de compenser l’effet de la pression prolongée.
Cela résout le problème fonctionnel, mais pas celui du « blowback », le retour de gaz vers le tireur…
3. Backpressure & Blowback
On distingue généralement deux effets :
- Backpressure : le retour de pression dans l’arme (décrit au point précédent).
- Blowback : le souffle de gaz vers l’arrière, donc vers le tireur. Ce dernier est bien visible dans les séries d’images avec le Stgw 90 et le HK416 :
Les deux armes illustrées n’ont pas de position « silencieux ».
On remarque clairement, en plus du blowback massif avec des silencieux conventionnels, l’angle d’éjection sur le HK416 :
- sans réducteur de son : 120–130°
- réducteur de son conventionnel : 45–50°
- réducteur de son RBS (double-flux) : environ 90°
Le fonctionnement normal se situe entre 90° et 130°.
Le blowback contient des gaz de combustion mais aussi des particules lourdes qui ne sont pas très saines : irritation des yeux et des voies respiratoires, tir difficile lors de cadences rapides, encore plus en environnement clos (véhicules…).
Il existe des bancs de mesure dédiés. Selon la norme OTAN, la mesure se fait dans une boîte fermée qui collecte les gaz. Une sonde mesure en continu la concentration des gaz.
Typiquement, plusieurs gaz sont mesurés. Ci-dessous, un exemple de concentration de monoxyde de carbone en fonction du temps.
Il convient de tenir compte non seulement de la concentration maximale en monoxyde de carbone atteinte (en ordonnées), mais aussi de la pente de la courbe. La sonde étant positionnée à l'endroit où se trouverait le nez du tireur, une pente plus raide signifie que les gaz sont soufflés directement dans le visage du tireur.
Il est important de comprendre blowback et backpressure sont globalement corrélés mais pas de manière linéaire.
Si la fonction (ou cycle) de l’arme augmente de 10 %, le blowback peut augmenter de 50 à 100 %.
Cela vient du fait qu’un résidu de pression subsiste dans le silencieux bien plus longtemps que le temps nécessaire à l’ouverture du verrou.
La nature de cette corrélation dépend beaucoup de l’arme. Encore une fois, les armes à canon court sont désavantagées et relâchent généralement plus de gaz vers l’arrière.
4. RBS – Reduced Backpressure System
L’objectif des développements récents en silencieux est de réduire blowback et backpressure sans perdre en performance acoustique.
B&T a réalisé la première géométrie anti-retour dans le réducteur de son du MP9 en 2004.
Le MP9/TP9 est une arme à recul simple qui aurait plutôt tendance à manquer de fonctionnement avec un réducteur de son monté en bouche.
Mais le réducteur n’est pas fixé à la bouche : il est monté sur le manchon de canon solidaire du boîtier. La face avant du canon agit alors comme un piston → la fonction (le cycle) augmente avec le réducteur de son.
La solution : un silencieux avec un noyau conventionnel + un bypass dérivant une partie des gaz autour du noyau :
Lauf : chambre, Laufmantel : enveloppe, Bypass : dérivation.
A gauche un silencieux conventionnel, à droite un silencieux RBS – double flux.
Le flux dérivé est beaucoup moins freiné que le flux passant dans le noyau. Beaucoup de silencieux à bypass sont donc plus bruyants à la bouche, mais plus silencieux à l’oreille du tireur grâce à la réduction du « port pop » (le bruit des gaz s’échappant par la fenêtre d’éjection).
Pour une optimisation maximale, les géométries des réducteurs sont d’abord comparées en simulation de flux :
La simulation montre des réducteurs de son avec le verrou QDN (Quick Detach Nato), compatible avec les cache-flammes NATO standard.
Parce que la géométrie A2 ne scelle pas complètement la bouche du canon, le QDN possède un évent arrière. On peut voir la différence de flux (en rouge) et imaginer la réduction de backpressure.
Le graphique de pression le montre encore mieux :
Il s’agit ici de modèles RBS antérieurs. Les simulations actuelles Print-X ne sont pas publiées pour raisons de propriété intellectuelle.
5. Un RBS double flux, pour quel besoin ?
Pour faire simple : tous les systèmes à emprunt de gaz. Si vous utilisez des armes avec régulation de gaz conjointement à un silencieux RBS, mettez-les en position “normale”, pas en position “RDS”.
Une exception notable : les armes en 300 BLK.
Elles sont généralement livrées avec une position pour subsonique et une pour supersonique.
La plupart sont réglées pour fonctionner avec des silencieux conventionnels. Leur adjoindre un réduteur de son RBS et utiliser des munitions subsoniques entraîne souvent un sous-fonctionnement.
Un exemple exotique : les Miniguns.
Le silencieux n’a aucune influence sur leur fonctionnement (entraînement électrique), mais le blowback existe bel et bien. On le voit dans cette vidéo : Youtube/TFB.
6. Qui n’en a pas besoin ?
Essentiellement les verrouilleurs : culasse manuelle, linéaire ou levier de sous-garde.
Ils n’ont pas besoin de RBS : sa géométrie n’a aucune influence sur le fonctionnement.
Il n’y a pas de blowback, car même avec un maniement rapide, le verrou ne s’ouvre jamais assez tôt.