Longueur de canon et vitesse

Raccourcir le canon d'une carabine lui fait perdre de la vitesse, mais pas d'une quantité fixe par pouce. Sur 43 séries d'essais de canon raccourci, quinze cartouches de la 7,62 × 39 aux magnums, la perte moyenne va de 12 à 42 pieds par seconde par pouce, soit 3,7 à 12,9 m/s [1, 2, 3, 4, 6, 10]. Elle dépend surtout du volume de l'étui rapporté à la section du canon. La règle de Powley, qui en tient compte, a mieux prédit qu'un exposant fixe la vitesse des canons plus courts sur 15 des 18 armes essayées, dont les six canons de deux sources indépendantes des premiers essais [10]. Une mesure au chronographe sur l'arme elle-même reste plus sûre que toute formule.

Tant que la balle est dans le canon, les gaz la poussent. Leur pression baisse à mesure que grandit le volume qu'ils occupent : celui de l'étui, plus celui du canon que la balle a déjà parcouru. Chaque pouce de canon ajouté apporte donc moins de vitesse que le précédent. Le rapport de ces deux volumes est le rapport de détente :

$$R = \frac{U + A x}{U}$$

où $U$ est le volume de l'étui sous la balle, $A$ la section du canon et $x$ la course de la balle, c'est-à-dire la longueur du canon moins celle de l'étui. Avec un canon de 24 pouces, il vaut 16,8 pour une 7,62 × 39, petit étui sous un gros calibre, et 5,4 pour une 7 mm Remington Magnum, grand étui sous un calibre moyen [10].

Powley en tirait la conséquence en 1961 : une arme à faible rapport de détente et à forte charge rapportée au poids de la balle « will be affected much more by barrel shortening » qu'une arme à fort rapport de détente et à faible charge. « This is the reason that you cannot specify a certain percentage change of muzzle velocity per inch of barrel unless you refer to only one particular gun in the first place » [8].

Bill Marr a raccourci des canons pouce par pouce entre 2013 et 2018, en mesurant la vitesse à chaque longueur, pour dix cartouches [6]. D'autres essais complètent les siens :

• une Mosin-Nagant en 7,62 × 54 R, raccourcie de 28,75 à 16,75 pouces, avec 10 coups par longueur [1] ;
• des canons de mitrailleuse Browning en .30-06, de 24 à 32 pouces [3] ;
• un canon de 6,5 Creedmoor et deux canons de .223 Wylde, coupés au tour de 24 à 16 pouces, un pouce à la fois, par le laboratoire balistique de Hodgdon, avec 5 coups par longueur et la pression relevée à chaque fois [4] ;
• des canons de 6,5 PRC, de 7 mm PRC et de 300 PRC, raccourcis de 26 à 18 pouces par pas de 2 pouces par l'instructeur de tir à longue distance Eagleman Long Range [2].

La chambre .223 Wylde reçoit l'étui de .223 Remington : ses séries figurent sous ce nom. Le tableau donne, par cartouche, l'exposant $k$ de la loi $v \propto L^k$ ajustée sur les mesures, la perte moyenne par pouce entre le canon le plus long et le plus court, et le rapport de détente à 24 pouces [10]. Les cartouches sont rangées du plus grand rapport de détente au plus petit.

Les cartouches à grand rapport de détente perdent le moins : 12 à 13 pieds par seconde par pouce en 7,62 × 39, 21 à 25 en .308 Winchester. Celles dont l'étui est grand pour le calibre perdent le plus : 40 à 42 en .243 Winchester et en .300 Winchester Magnum, 26 à 32 sur les trois PRC. Les deux Creedmoor de Marr font exception : leur vitesse plafonne au-delà de 24 pouces environ, ce que le rapport de détente ne prévoit pas.

Le poids de la balle compte aussi. Dans les deux canons de .223 de Hodgdon, les balles de 40 grains perdent 35 à 40 pieds par seconde par pouce, celles de 77 grains 21 à 29 [4]. À rapport de détente égal, la munition dont la charge est la plus forte pour le poids de la balle perd le plus, comme l'annonçait Powley [8].

Sur une même arme, la perte par pouce grandit en général à mesure que le canon raccourcit. La moyenne du tableau dépend donc des longueurs couvertes : la .30-06, mesurée seulement de 24 à 32 pouces, y perd 17 pieds par seconde par pouce. L'exposant $k$ ne dépend pas que de la cartouche : dans le même canon de 7 mm Remington Magnum, quatre munitions donnent de 0,20 à 0,29 [6, 10].

Avec $k$ = 0,19, la médiane des 43 séries, passer de 24 à 20 pouces coûte 3,4 % de vitesse. Avec les extrêmes mesurés, 0,11 et 0,31, la perte est de 2,0 et de 5,5 %.

Quatre méthodes ont été confrontées à ces séries [10]. Chacune reçoit la vitesse mesurée dans le canon le plus long et prédit celle des canons plus courts.

• Exposant fixe : $v = v_{ref} (L/L_{ref})^k$, avec $k$ = 0,17, médiane des 19 premières séries.
• Règle de Powley : $v \propto \sqrt{1 - R^{-1/4}}$, sous la forme que donne le calculateur en ligne kwk.us [5]. Elle ne demande que le volume de l'étui et la section du canon. C'est elle qu'appliquent aux carabines l'estimateur de vitesse et l'estimateur de balistique intérieure du site. Le manuel de Powley ne donne pas de formule, seulement les tables de sa règle à calcul [8].
• Mayer et Hart : une solution fermée de la balistique intérieure, publiée en 1945, qui ajoute à la détente un terme de combustion [7]. Elle demande la charge, l'énergie de la poudre et la pression maximale.
• Le Duc : l'hyperbole $v = a x/(b + x)$, ancrée sur la vitesse et sur la pression maximale C.I.P. de la cartouche (la formule de Le Duc).

Les 19 séries de référence sont celles de Marr. Les huit séries de validation (Marr, Clark, Hatcher) et les seize séries indépendantes (Hodgdon, Eagleman Long Range) ont été ajoutées après le choix de ces méthodes ; rien n'y a été réglé. Écart quadratique médian sur les canons prédits, en pieds par seconde :

Faute de masse de balle publiée pour la 6,5 Creedmoor de Hodgdon, Le Duc n'y porte que sur 15 séries indépendantes. Les écarts du jeu indépendant sont plus faibles qu'ailleurs : les canons y vont de 16 à 26 pouces, et la .223 y domine, dont le rapport de détente est proche de la médiane.

Comparée arme par arme, la règle de Powley fait mieux que l'exposant fixe sur 9 des 12 cartouches de Marr, Clark et Hatcher, de 10,4 pieds par seconde en moyenne (intervalle de confiance à 95 % de 1,9 à 19,7). Sur les 6 canons indépendants, elle fait mieux 6 fois sur 6, de 13,1 pieds par seconde en moyenne (intervalle de 4,5 à 21,7) ; le gain est de 2 à 3 pieds par seconde sur les canons de .223 et de 6,5 Creedmoor, de 14 à 28 sur les trois PRC. Au total, Powley l'emporte sur 15 des 18 armes. Mayer et Hart ne font pas mieux que Powley, qu'ils battent sur 8 armes sur 18, pour bien plus de données à fournir. Le Duc ne se distingue pas de l'exposant fixe, sauf là où la vitesse plafonne : 62 et 39 pieds par seconde d'écart en 6 mm et 6,5 Creedmoor, contre 72 et 59 [10].

En .243 Winchester, une munition Winchester de 100 grains passe de 2 826 pieds par seconde en 24 pouces à 2 488 en 16 pouces [6]. L'exposant fixe en prédit 2 638, 150 de trop ; la règle de Powley 2 583, 95 de trop. En 300 PRC, une balle de 212 grains passe de 2 887 pieds par seconde en 26 pouces à 2 655 en 18 pouces [2] ; l'exposant fixe en prédit 2 715, la règle de Powley 2 657. En .308 Winchester, dont le rapport de détente est proche de la médiane, les deux conviennent : une munition de 168 grains mesurée à 2 706 pieds par seconde en 28 pouces donne 2 466 en 16,5 pouces, pour 2 473 et 2 475 prédits [6, 10].

Sharpe conseillait en 1953 de retrancher 150 à 200 pieds par seconde pour passer des canons de laboratoire, de 30 à 32 pouces, à une carabine de 24 pouces [9]. Vers 2 800 pieds par seconde, cela revient à un exposant de 0,19 à 0,33, le haut de l'étendue mesurée. Dans les essais de Springfield Armory que rapporte Hatcher, les canons de mitrailleuse en .30-06 perdent 139 pieds par seconde de 32 à 24 pouces, soit $k$ = 0,17 [3]. Hodgdon conseille aujourd'hui de compter 25 pieds par seconde par pouce pour la plupart des cartouches de chasse, et 35 pour celles qui brûlent beaucoup de poudre pour leur calibre [4] : deux classes de rapport de détente.

• Pour transposer une vitesse d'un canon à un autre, la règle de Powley convient mieux qu'un exposant fixe, surtout pour les cartouches dont le rapport de détente s'éloigne de celui de la .308 Winchester : les magnums, la .243 Winchester, les cartouches intermédiaires.
• Deux vitesses mesurées avec la même munition sur deux longueurs, par exemple avant et après le raccourcissement d'un canon, donnent l'exposant de cette arme, $k = \ln(v_2/v_1)/\ln(L_2/L_1)$. L'estimateur de vitesse l'accepte avec la méthode de l'exposant. Le protocole de mesure est décrit dans Produire ses propres données balistiques.

• 25 des 43 séries viennent d'un seul expérimentateur, avec le même type de chronographe, fixé au canon. Parmi les autres, 12 sont en .223, tirées dans deux canons d'un même laboratoire [4], et les trois séries PRC viennent d'un message de forum, sans nombre de coups ni charges [2]. La série de Hatcher n'a que quatre longueurs, et sa munition n'est pas précisée [3].
• Le boîtier de culasse du second canon de .223 de Hodgdon a été reconstruit avant les tirs à 18 pouces ; trois de ses séries y remontent [4].
• Pour les munitions du commerce et pour les séries sans charge publiée, Mayer et Hart et Le Duc ont travaillé sur une charge estimée d'après les guides de rechargement [10].
• Les canons de moins de 16 pouces et les armes de poing ne sont pas étudiés ici.
• La cause du plafonnement des Creedmoor de Marr au-delà de 24 pouces n'est pas établie.

1. B. L. Clark — Effect of Barrel Length on the Muzzle Velocity and Report from a Mosin-Nagant 7.62x54R Rifle, mémoire (Honors thesis), University of South Florida, 2011, tableau 1. Digital Commons USF.
2. Eagleman Long Range — « 6.5 PRC / 300 PRC / 7 PRC barrel test », message du 6 octobre 2023, forum Long Range Hunting. longrangehunting.com.
3. J. S. Hatcher — Hatcher's Notebook, 2e éd., Harrisburg, Military Service Publishing Company, 1957, p. 399, item 14.
4. Hodgdon Powder Company — « Barrel Length Versus Velocity », hodgdonpowderco.com, 12 mars 2026. Article.
5. kwk.us — « Powley Computer for Handloaders » (calculateur en ligne) et « Notes on the Powley Computer », code consulté le 2026-10-03. kwk.us.
6. B. Marr — essais de canon raccourci (.223 Remington, .224 Valkyrie, 7,62 × 39, 6 mm et 6,5 Creedmoor, .243 Winchester, .308 Winchester, .300 Winchester Magnum, 7 mm Remington Magnum, .338 Lapua Magnum), Rifleshooter.com, 2013-2018. Rubrique « Barrel length ».
7. J. E. Mayer, B. I. Hart — « Simplified Equations of Interior Ballistics », Journal of the Franklin Institute 240 (5), 1945, p. 401-411. DOI.
8. H. S. Powley — Powley Computer for Handloaders: Instruction Manual, 1961, rubrique « Barrel Length and Velocity ». Scan hébergé.
9. P. B. Sharpe — Complete Guide to Handloading, 3e éd., New York, Funk & Wagnalls, 1953, p. 44.
10. Tireur.org — « Muzzle velocity versus barrel length: four predictors tested on 43 cut-down series », note de travail, 2026. GitHub.

• La formule de Le Duc — vitesse et pression selon la course de la balle dans le canon.
• Balistique intérieure — la combustion et la détente des gaz.
• Produire ses propres données balistiques — mesurer au chronographe.
• Estimateur de vitesse — vitesse selon la longueur de canon et la température.

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