Le guide du substitut

TRECA Olivier Par Le 19/02/2024 0

Dans Balistique

Guide des munitions de substituts

Les substituts sont obligatoires en milieu humide depuis la loi de 2005. Mais la législation s’est récemment durcie et il est désormais obligatoire d'utiliser des munitions sans plomb à 100 m de tout point d'eau. Choisir une munition adaptée à son mode de chasse est bien plus difficile qu'avant. Le choix est très important autant en performance qu'en terme de prix. La décision d'achat dépend donc de nombreux paramètres.

Ce guide va vous permettre de vous aider à faire ce choix.

Quels sont les substituts disponibles sur le marché ?

Il y a de nombreux substituts présents sur le marché aujourd'hui. La liste est la suivante :

  • Acier
  • Acier nickelé
  • Zinc-étain
  • Cuivre doux
  • Bismuth étain
  • Bismuth nickelé (BSS)
  • Sphero tungstène
  • TSS15
  • TSS18

Quelle est la différence entre les différents substituts ?

Chaque substitut a ses propres caractéristiques de ductilité, dureté, densité et coefficient de frottement.

Les principales sont la densité et la dureté.

La densité

La densité est la masse volumique du matériau. Plus la densité est faible, plus il faut une bille de gros diamètre pour avoir la même masse. Cela veut dire que la bille va être plus grosse. On pourra donc en mettre moins dans un volume donné. Cela veut dire aussi que la bille va être freiné plus vite qu'une bille de densité plus lourde.

La dureté

La dureté va influencer sur la propension à se déformer de la bille. Le plomb est très mou et se déforme beaucoup. Le TSS est très dur et ne se déforme pas. Cela va jouer sur le tranfert d'énergie et la pénétration ainsi que sur le groupement.

Au contact avec la cible, si la bille se déforme beaucoup, elle va céder de l'énergie et pénétrer moins profondément. Elle ne risque donc pas ou moins de passer au travers du gibier. A l'inverse, avec les billes dures, la pénétration sera plus importante mais le risque de passer au travers du gibier est présent. Enfin, si la bille se déforme beaucoup, il va se créer un facettage lors de la mise en pression de la cartouche et les billes peuvent avoir un vol très aléatoire (à la manière d'une balle de golf). Le groupement est donc bien meilleur avec des billes dures qu'avec des billes déformables. C'est la raison des utilisations de buffer dans les munitions au plomb à longue portée ou de l'addition d'une proportion plus importante d'antimoine dans les plombs spéciaux extra durcis, qui vont limiter ce phénomène.

Le bismuth est un peu à part car ce n'est pas un métal dur mais il a tendance à éclater lors de d'un choc. En ce sens, il n'est pas ductile mais fragile.

Tableau de densité et de dureté

Matériau

Densité (g/cm3)

Dureté (de 0 [plomb pur] à 10 [TSS18])

Plomb pur

11.3

0

Plomb extra durci

11.2

1

Acier

7.8

8

Acier Nickelé

7.8

8

Zinc-étain

7.2

2

Cuivre doux

8.9

5

Bismuth étain

9.5

3

Bismuth étain nickelé (BSS)

9.5

3

Sphero tungstène

12

9

TSS15

15

9

TSS18

18-18.5

10

Le coefficient de frottement

C'est une donnée qui est souvent oubliée mais qui peut avoir son importance. En effet, un coefficient de frottement faible va contribuer à un mouvement plus facile entre les billes et donc à un meilleur groupement. Les revêtements Nickel des aciers et plomb vont en ce sens, en plus de protéger l'acier de la corrosion qui peut occasionner des soudures entre les billes et donc des grappes de billes à la sortie, dangereuses pour la sécurité. De plus, retrouver des grains d'acier rouillés dans la venaison n'est jamais agréable, même si l'oxyde de fer n'est pas toxique. Il faut donc privilégier les munitions chargées avec ce type de revêtement. Pour les alliages de tungstène, le nickel entre souvent dans la composition de ces matériaux ce qui leur donne une protection contre la corrosion et un état de surface excellent, en particulier pour le TSS18 dont les billes sont polies afin qu'elles soient parfaitement sphériques et ultra lisses.

Quelle sont les performances ?

Le facteur clé est la pénétration associé au groupement. C'est à dire qu'il faut des billes qui pénètrent suffisamment pour atteindre un organe vital et suffisamment de billes pour être sûr qu'une d'entre elles atteigne un organe vital.

Les organes vitaux sont le cœur, la colonne vertébrale, le cerveau, le cou et dans une moindre mesure le foie et les poumons.

La pénétration nécessaire dépend en général du poids de l'animal. En effet, plus un animal est lourd plus les organes vitaux sont situées profondément.

Pour comparer les matériaux, nous allons donc comparer la pénétration d'une bille N°5, c'est à dire de 3.0 mm de diamètre et ayant une vitesse initiale V0 de 410 m/s et ceci pour tous les matériaux disponibles.

Penetrationfndensite

On peut donc voir que la performance est bien fonction de la densité et que les différences de pénétration sont vraiment très importantes.

En zoomant sur la distance de 40 m, qui est une distance classique du plomb, on obtient les résultats suivant

 

Zinc 7.2

Acier 7.8

Cuivre 8.8

Bismuth 9.5

Plomb 11.2

Sphero 12

TSS15®

TSS18

Pénétration (mm)

25.4

29.0

35.1

39.4

50.0

55.0

74.2

93.6

Le zinc-étain, qui a la plus faible densité, a une pénétration moitié moindre que celle du plomb. En revanche, le TSS18 a une pénétration presque double de celle du plomb.

Par contre, pour un même diamètre, le nombre de billes est plus important pour le matériau à densité plus faible.

De plus, le groupement est affecté par la dureté du matériau. Avec des billes d'acier, Sphéro ou TSS, le groupement est excellent, parfois supérieur à 100%. En revanche, pour les métaux plus mous, comme le plomb, le zinc-étain, le cuivre et le Bismuth la déformation provoque de la dispersion et il est difficile d'obtenir plus de 80% de groupement dans les meilleurs chokes.

Cela devient donc un casse-tête pour choisir la bille qui va bien en fonction du gibier que l'on va tirer.

"Plus la densité est élevée, plus la pénétration est importante pour une même bille."

Quelle taille de bille choisir ?

Etant donné que la plupart des chasseurs ont en tête la taille des billes qu'ils préfèrent en plomb pour chaque gibier, nous allons déjà analyser les différences de pénétration entre les différents matériaux, ceci à vitesse initiale égale.

Les équivalents sont pour 40 m car c'est une distance presque maximale pour le tir classique et avec la même vitesse initiale.

Diamètre

Zinc 7.2

Acier 7.8

Cuivre 8.8

Bismuth 9.5

Plomb 11.2

Sphero 12

TSS15®

TSS18

10

1.75

15.7

18

27

36.7

9

2.00

21.8

24.7

35.8

47.4

8

2.25

12.4

14.6

18.5

21.3

28.4

31.8

44.9

58.6

7

2.50

16.4

19.1

23.7

27

35.2

39.2

54.4

69.9

6

2.75

20.6

23.7

29.1

32.9

42.2

46.7

63.9

81.4

5

3.00

25.0

28.5

34.5

38.8

49.3

54.3

73.4

92.8

4

3.25

29.4

33.4

40.1

44.8

56.4

62

82.9

104.2

3

3.50

33.9

38.2

45.6

50.8

63.5

69.5

92.4

115.5

2

3.75

38.3

43.1

51.1

56.7

70.6

1

4.00

42.8

48

56.6

62.7

77.5

Avec ce tableau, si vous avez l'habitude de tirer du plomb N°6, la pénétration équivalente est :

  • Zinc-étain : N°1
  • Acier: Entre 2 et 3
  • Cuivre: Entre 3 et 4
  • Bismuth: Entre 4 et 5
  • Sphero: entre 6 et 7
  • TSS15: entre 8 et 9
  • TSS18: entre 9 et 10.

Equivalence des différentes billes au regard de la pénétration

A partir de ce tableau on peut donc donner l'équivalence des billes de plomb de 4,6,7 et 8.

N° plomb

Pénétration

Zinc 7.2

Acier 7.8

Cuivre 8.8

Bismuth 9.5

Sphero 12

TSS15®

TSS18

4

56.4

N/A

N/A

1

2

5

7

8

6

42.2

1

2

3 ½

4 ½

6 ½

8 ½

9 ½

7

35.2

2 ½

4

5

5 ½

7 ½

9

10 ½

8

28.4

4

6

6

7

8 ½

10

N/A

 

La taille des billes est très importante pour assurer la létalité aux distances de tir usuelles. Il faut faire très attention à bien associer la taille des billes et leur matériau.

Attention, on parle toujours bien de la même vitesse initiale pour chacune des munitions, ce qui peut donner des écarts de l'ordre de 5% si on prend des cartouches à très haute vitesse et donc haute pression (par exemple pour les cartouches acier).

Il y a cependant une autre différence : le nombre de billes présentes dans la cartouche. En effet, même si la bille d'acier de 4 est l'équivalent en pénétration d'une bille de plomb de 7, le nombre de billes présent dans une cartouche sera lui bien différent.

Nombre de billes pour une charge de 28 g de billes

Différents diamètres et des matériaux concernés.

Diamètre

Zinc 7.2

Acier 7.8

Cuivre 8.8

Bismuth 9.5

Plomb 11.2

Sphero 12

TSS15®

TSS18

10

1.75

891

832

665

554

9

2

597

557

446

371

8

2.25

652

602

533

494

419

391

313

261

7

2.5

475

439

389

360

306

285

228

190

6

2.75

357

330

292

271

230

214

171

143

5

3

275

254

225

208

177

165

132

110

4

3.25

216

200

177

164

139

130

104

87

3

3.5

173

160

142

131

111

104

83

69

2

3.75

141

130

115

107

91

85

68

56

1

4

116

107

95

88

75

70

56

46

A l'aide de ce tableau, on voit que pour 28 g de billes de plomb de 7 contient 306 billes. Pour avoir la même performance avec de l'acier, c'est à dire une bille de 4, le nombre de billes pour 28 g baisse à 200, soit environ 1/3 de moins. Pour avoir l'équivalent d'une cartouche 28 g de plomb de 7, il faut donc une 28*306/200 = 43 g d'acier N°4, mais ceci est seulement le cas en terme de nombre de billes. Le groupement va un peu changer la donne. En revanche en TSS18, 28 g de billes de 10 donne 554 billes soit presque le double.

Et quelle est l'influence de la dispersion ?

On a vu que la dispersion était un facteur clé pour avoir une densité de billes suffisante afin d'avoir un maximum de chances d'atteindre un organe vital.

Il y a deux grandes familles, les billes indéformables (acier, TSS, sphero) et les billes déformables (zinc-étain, bismuth, BSS, plomb, cuivre).

Si on considère 100% de groupement pour les billes dures et 75% pour les autres, on arrive au calcul suivant à 40 m et ceci toujours pour 28 g . On a donc un nombre de billes compris dans un cercle de 75 cm ce qui nous donne le résultat suivant en nombre de billes par carré de 10 cm de côté. pour une charge de 28 grammes

Diamètre

Zinc 7.2

Acier 7.8

Cuivre 8.8

Bismuth 9.5

Plomb 11.2

Sphero 12

TSS15®

TSS18

10

1.75

20.6

25.3

16.8

15.6

13.2

16.5

13.2

11.0

9

2

13.8

17.0

11.3

10.5

8.9

11.0

8.8

7.4

8

2.25

9.7

11.9

7.9

7.3

6.2

7.7

6.2

5.2

7

2.5

7.1

8.7

5.8

5.4

4.5

5.6

4.5

3.8

6

2.75

5.3

6.5

4.3

4.0

3.4

4.2

3.4

2.8

5

3

4.1

5.0

3.3

3.1

2.6

3.3

2.6

2.2

4

3.25

3.2

4.0

2.6

2.4

2.1

2.6

2.1

1.7

3

3.5

2.6

3.2

2.1

2.0

1.7

2.1

1.6

1.4

2

3.75

2.1

2.6

1.7

1.6

1.3

1.7

1.3

1.1

1

4

1.7

2.1

1.4

1.3

1.1

1.4

1.1

0.9

On considère souvent qu'il faut environ 4 atteintes pour atteindre au moins un organe vital. Le nombre d'atteintes est doublé si le coup est parfaitement centrée, il doit être divisé par deux si le coup ne l'est pas.

Comment utiliser tous les tableaux ?

Cela vous donne désormais la possibilité de trouver l'équivalent d'une cartouche 36 g plomb de 6.

Une 36 g de plomb de 6 a 3.4 x 36 / 28 = 4.4 billes / dm² avec une pénétration de 42 mm. La bille d'acier qui se rapproche le plus est la bille de 2 qui a 2.6 billes/dm² pour 28 g. Il faut donc 4.4/2.6*28 = 47 grammes d'acier de 2 pour arriver à la performance d'une 36 g de plomb.

Pour vous éviter les calculs fastidieux, voici les calculs pour les munitions les plus courantes:

Bille de 7 plomb

Gr

Zinc 7.2 #2 1/2

Acier #4

Cuivre #5

BSS #5 1/2

Sphero 12 #7 1/2

TSS15® #9

TSS18 #10 1/2

7 Pb

28

53

33

38

34

19

14

11

7 Pb

32

60

37

44

39

22

16

12

7 Pb

36

77

47

56

50

28

21

15

La meilleure alternative reste l'acier qui compense sa faible densité par un excellent groupement. Il existe de nombreuses cartouches sur le marché chargée de 32 à 35 g de billes d'acier. La Vouzelaud LCDM acier 35 g en #4 en est un exemple. Le Bismuth est une alternative intéressante, surtout si on peut atteindre des groupements plus importants que 75%.


Bille de 6 plomb

Gr

Zinc 7.2 #1

Acier #2

Cuivre #3 ½

BSS #4 ½

Sphero 12 #6 ½

TSS15® #8 ½

TSS18 #9 ½

6 Pb

28

56

37

40

33

19

13

10

6 Pb

32

64

42

45

38

22

15

12

6 Pb

36

72

47

51

44

25

17

14

La meilleure alternative devient le Bismuth ou le BSS, qui avec 33 g équivalent à 28 g, permet de rivaliser avec le plomb tout en gardant une charge très correcte pour une 70 mm, par exemple. Si on obtient 80% de groupement, il devient LA meilleure alternative au plomb.


Bille de 4 plomb

Gr

Zinc 7.2 N/A

Acier N/A

Cuivre #1

BSS #2

Sphero 12 #5

TSS15® #7

TSS18 #8

4 Pb

28

-

-

42

37

18

13

11

4 Pb

32

-

-

48

42

20

15

13

4 Pb

36

-

-

54

47

23

17

15

Il n'y a pas vraiment d'équivalent à la bille de 4 plomb, à moins de chercher dans les substituts plus denses que le plomb où les performances sont tout simplement exceptionnelles. La cartouche Vouzelaud TSS15® chargée de 38 grammes de billes de 7 (2.50 mm) est l'équivalent de 2 cartouches 36 grammes de plomb de 4.

Les hautes vitesses

Tout ceci est toujours bien sur à vitesse initiale égale. En passant pour l'acier à des vitesses supérieures, de l'ordre de 10% supérieures à celles du plomb, on arrive à des performances bien meilleures et on peut augmenter d'une 1/2 taille la bille, ce qui permet de tirer des charges équivalentes moins lourdes. Avec de l'acier #3, par exemple, au lieu du #2, on passe de 2.6 à 3.2 atteintes par dm2, ce qui est proche du 3.4 obtenu avec le plomb. Il suffit donc de monter de 10% en grammage pour obtenir la performance du plomb. Par exemple, une 40g acier de #3 à haute vitesse sera équivalente à une 36 g plomb de 6 classique.

En prenant une vitesse à 2.5 m de 430 m/s (soit V0 = 450 m/s ), on obtient les performances suivantes :

N° bille acier

Pénétration 40 m

Densité de billes (28 g)

Equivalent plomb

#2

45.1 mm

2.6

N°5 1/2 - 26 g

#3

40.0 mm

3.2

N°6 - 26 G

#4

34.9 mm

4.0

N°7 - 24 G

#5

29.8 mm

5.0

N°7 1/2 - 26 G

Ce tableau nous montre que la haute vitesse et le groupement de 100% compensent presque complètement le déficit de densité par rapport au plomb. La seule chose à faire est de monter de 2 à 3 tailles de bille pour avoir la même létalité. Par exemple, la cartouche Vouzelaud LCDM chargée de 35 g d'acier en bille de #4, est l'équivalent d'une 32 g de plomb N°7, qui est une des bases du tir au vol de presque tous les gibiers.

Le rapport qualité / prix

Les cartouches les moins chères restent celles chargées avec l'acier. De nombreuses marques utilisent ce substitut qui est le plus courant. Il faut privilégier les hautes vitesses afin d'avoir une efficacité renforcée et pouvoir utiliser des billes plus petites. Il faut néanmoins 3 à 4 tailles de billes plus grosses que celles utilisées avec le plomb et une charge plus importante. Bien entendu, un fusil éprouvé bille d'acier est nécessaire pour tirer ces munitions hautes performances, dont l'efficacité est encore accrue par l'adjonction d'un choke spécial qui va encore plus concentrer la gerbe de billes.

Le bismuth ou alors BSS est le substitut qui est le plus proche du plomb en terme de densité et il est possible de l'utiliser dans tous les fusils et tous les chokes. Son prix est plus important que le plomb mais il donne satisfaction aux distances usuelles sans devoir changer de fusil. En ce sens, il est plus intéressant que le cuivre (sweet copper). A environ 2 € la cartouche, soit un delta de prix de 1 €, il en faut plus de 1000 pour compenser l'investissement d'une arme éprouvée bas de gamme. A méditer quand on sait qu'il est souvent difficile d'avoir la même efficacité avec un fusil dont on a pas l'habitude.

Enfin, pour les performances extrêmes, le TSS prend le relais, qu'il soit encartouché en densité 15 dans les cartouches commercialisées ou alors en densité 18 si il est encartouché par vos soins pour une efficacité inégalée.

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