CHAPITRE XIX

ÉTUDES ET PROGRÈS DE L'ARTILLERIE CONTEMPORAINE» — MÉTAUX DIVERS EMPLOYÉS A LA CONFECTION LES BOUCHES A FEU. — NOUVEAUX MODES DE FABRICATION DES CANONS* — CONDITIONS DE LA RÉSISTANCE DES PIÈCES. — LES PROJECTILES A GRANDE VITESSE INITIALE. — PROJECTILES MASSIFS, r— RÉSISTANCE DE L?AIR SUIVANT LA FORME DU PROJECTILE. — EXPÉRIENCES DE PIOBLRT ET MORIN.

La révolution qui s'est accomplie dans l'artillerie contemporaine, a exigé une longue série d'études sur des questions particulières, qu'il a fallu résoudre successivement avant d'atteindre au résultat final. Nous consacrerons ce chapitre à résumer ces études spéciales, qui ont porté : 1° sur la nature du métal à choisir pour la confection des bouches à feu; 2° sur le meilleur mode de fabrication des bouches à feu pour leur assurer la plus grande résistance ; 3° sur la forme et la nature des projectiles. Nous parlerons aussi de la question de la vitesse initiale à donner aux projectiles.

La première question à résoudre pour la constitution de la nouvelle artillerie, c'était

la recherche de l'alliage ou du métal le plus résistant. La ténacité insuffisante du bronze des bouches à feu, avait, de tout temps, arrêté les progrès de l'artillerie ; il fallait reculer les limites de cette résistance.

Le bronze, l'alliage classique des bouches à feu, fut généralement abandonné : il n'était ni assez dur, ni assez élastique.

L'Amérique du Nord entra la première, cette fois, dans la voie des innovations. Pendant la guerre de 1812, les États-Unis firent construire de gros canons de marine, du calibre de 100. On les nomma calombiades. Le projectile était un obus. De forme ovoïde, il contenait 15 grammes de poudre, et était muni d'une fusée qui mettait le feu à çette poudre, dans de véritables obusiers de marine, comme ceux que devait employer peu après le colonel Paixhans en France.

Un canon aussi gros, lançant un projectile allongé et explosif, devait être fait d'un métal très-résistant : il était en fonte ou en fer forgé.

Quoi qu'il en soit, les Américains apprirent bientôt à fabriquer une fonte d'un grain trèsfin , et d'une résistance tellement grande, que les fonderies de l'Europe ne sont pas encore parvenues à l'égaler.

En Angleterre et en Amérique, on essaya de construire des canons en fer forgé, semblables par conséquent aux bombardes du nve siècle. Les résultats obtenus furent assez insignifiants jusqu'au jour où l'ingénieur anglais Armstrong parvint à rendre cette fabrication usuelle. Nous parlerons de ce procédé de fabrication des canons, quand nous serons arrivés au canon Armstrong.

Ajoutons que quelques tentatives ont été faites pour confectionner des bouches à feu avec le bronze d'aluminium, composé d'aluminium additionné de 10 p. 100 de cuivre, ce qui donne un alliage de la couleur de l'or, et d'une ténacité prodigieuse. Mais cet alliage s'obtient difficilement avec une composition, et par conséquent une dureté uniforme dans toute sa masse. En outre, son prix est trop '

élevé pour qu'on puisse songer à en faire usage pour la fabrication courante de l'artillerie.

Un alliage d'invention récente, le métal SterrO) qui a été trouvé par le baron Rosthorn, de Vienne, paraît réunir au plus haut degré toutes les qualités exigées. Sa composition est variable entre certaines limites. Il y entre du cuivre et du zinc en proportions à peu près égales, avec un peu de fer et d'étain (1). Le prix de revient est inférieur à celui du bronze. Cependant cet alliage n'a pas encore été suffisamment expérimenté, pour que l'on puisse porter un jugement définitif sur ses avantages.

La fonte, soit seule, soit soutenue par d'autres métaux, est loin d'être proscrite de la fabrication des canons. Les canons italiens sont toujours coulés en fonte ; quelques canons anglais en sont en partie composés, et comme nous le disions plus haut, les grosses bouches à feu américaines, de trois à quatre décimètres d'ouverture, sont également en fonte, malgré l'inconvénient, à bord des navires, du poids de ce métal. La fonte doit présenter de sérieux avantages, comme métal de bouche à feu, puisque les Américains, après le grand usage qu'ils en ont fait dans leur dernière guerre, jugent à propos de la conserver encore. Les canons américains de Rodman et Dahlgren, qui lancent des boulets du poids de mille livres, avec une charge de poudre de cent livres, sont en fonte. Un canon monstre, destiné à armer la tour du navire cuirassé le Puritain^ et qui lance un projectile plein, du poids de 492 kilogrammes, est également en fonte.

Mais le métal qui, en raison de sa résistance supérieure à celle de tous les autres métaux ou alliages, tend à se substituer à tout

(1) D'après M, Turgan {Grandes Usines, t. VI, p. 56), le métal Sterro aurait la composition suivante :

Cuivre... 53,04

Zinc... 42,36

Fer 1,17

Étain... t 0,83

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autre dans la nouvelle artillerie à grande puissance, c'est l'acier. Tous les canons que M. Krupp avait envoyés à l'Exposition universelle de 1867, étaient en acier. Le perfectionnement apporté, dans ces derniers temps, à la fabrication de l'acier, permet d'obtenir cet admirable métal en masses suffisantes et à un prix assez bas pour que l'on puisse le faire entrer dans la fabrication ordinaire des pièces d'artillerie.

Parmi les différents aciers, on a fait usage surtout de Y acier puddlê des fabriques d'Angleterre ou de France , de Y acier Bessemer, de Y acier A bo ukoff (propre à la Russie), et en Prusse, de Y acier Krupp ^ le plus résistant de tous, mais dont le mode de préparation est le secret de M. Krupp, propriétaire de l'usine»

On se ferait difficilement une idée de la masse d'acier et des travaux mécaniques qui sont nécessaires pour la fabrication des canons de la nouvelle artillerie, destinés à lancer des projectiles de 100 à 200 kilogrammes. Il faut, après avoir coulé l'acier, le forer avec des instruments et un outillage particuliers, que l'usine de M. Krupp a rassemblés après des années des plus laborieux efforts. Les usines métallurgiques d'Angleterre sont également en mesure de travailler, à l'aide d'un outillage nouveau, ces énormes masses métalliques.

La résistance du métal était la première condition à obtenir pour confectionner les canons destinés à percer les murailles métalliques des navires, parce qu'ils devaient supporter l'effort d'énormes charges de poudre. Mais quelle était Futilité de ces charges énormes de poudre? C'est ce qu'il convient d'expliquer. Pour percer une cuirasse métallique, il faut donner au boulet une vitesse initiale considérable, et pour cela il faut le chasser par une grande quantité de gaz explosifs, autrement dit, augmenter la charge de poudre. Quand il n'est animé que d'une faible vitesse, un boulet n'agit qu'à la ma- I

nière du bélier antique : il choque, il ébranle, mais il ne perce pas. Il peut causer, si sa masse est suffisante, de graves désordres contre la plaque d'un navire cuirassé, mais il est impuissant à la traverser de part en part Au contraire, le boulet animé d'une trèsgrande vitesse initiale, agit à la manière d'un emporte-pièce. Tout le monde sait qu'en tirant une balle de fusil contre un carreau de vitre suspendu à un fil, on perce dans le verre un trou régulier, sans même causer aucune oscillation à cette sorte de pendule : la vitesse avec laquelle le projectile rencontre la sur^ face du verre, explique cette perforation si nettement produite que les parties voisines n'en sont pas même ébranlées.

Nous ajouterons que les vitesses initiales considérables déterminées par une trèsforte charge de poudre, ont un autre avantage : elles augmentent la portée du tir. Ceci paraîtra évident, si l'on veut se reporter à ce que nous avons dit des forces composant la trajectoire. Ainsi la portée d'un boulet animé d'une vitesse initiale de 450 mètres par seconde, est presque double de celle du même boulet lancé avec une vitesse de 300 mètres par seconde, et l'exactitude du tir est conservée dans le même rapport.

Nous parlons ici de la justesse du tir sur une cible dont la distance est connue ; maïs s'il s'agissait, comme le cas se présente habituellement à la guerre, de tirer rapidement sur un but mobile, sur un corps de troupes en marche, par exemple, les projectiles à grande vitesse donnant une trajectoire tendue auraientun avantage encore plus marqué par cette considération que leur tir est plus rasant, selon le terme consacré en artillerie.

Supposons, en effet, deux canons tirant avec des vitesses initiales doubles l'une de l'autre, sur un même but, situé au point E [fig. 302). Le projectile à grande vitesse n'emploiera, pour arriver à ce point, que moitié moins de temps que l'autre projectile ; le sommet C de sa trajectoire ne devra donc se trouver qu'à

Fig. 302, — La trajectoire tendue.

une certaine hauteur, CB au-dessus du sol, telle que si on laissait tomber librement un corps du point A, sommet de la deuxième trajectoire, ce corps mettrait pour arriver au point B, le double dxi temps qu'il eût mis à tomber du point G. En un mot, la hauteur AB sera égale à quatre fois la hauteur CB.

11 s'ensuivra qu'au point D, où le boulet à grande vitesse n'est déjà plus qu'à hauteur d'homme et peut produire un effet, le boulet à petite vitesse se trouvera sur la verticale élevée à ce point à quatre fois la hauteur de l'homme ; et que l'espace utile DF, appartenant au premier boulet, sera égal à quatre fois l'espace EF, appartenant au second.

Quand on tire des projectiles animés d'une faible vitesse initiale, sur un but éloigné, on est obligé de donner une telle inclinaison à la trajectoire qu'une erreur de quelques mètres dans l'appréciation de la distance fait manquer le but, et on conçoit que cette appréciation est toujours très-difficile. Il est donc plus avantageux dans tous les cas, de communiquer aux projectiles une grande vitesse initiale.

Certains canons ont une portée énorme, elle peut aller, pour quelques-uns, jusqu'à 10 kilomètres, en tirant sous un angle trèsélevé ; mais la branche descendante de la trajectoire est alors tellement plongeante qu'il est presque impossible de toucher le but. La portée vraiment utile d'un canon n'atteint jamais à la moitié de sa portée maximum ; elle ne s'opère qu'avec une inclinaison de la pièce ne dépassant pas h ou 5 degrés.

La portée utile dépend donc en grande partie, de la vitesse initiale qu'il est possible de communiquer au projectile, c'est-à-dire

de la charge de poudre que permet la résistance de la pièce. Ainsi la résistance du métal employé pour la confection des bouches à feu était la première question qui devait occuper les hommes de l'art. Cette difficulté a été résolue, ainsi que nous l'avons dit, par Padoption de l'acier comme métal constituant des bouches à feu. On est arrivé à un résultat à peu près semblable en fabriquant des canons avec des cercles de fer enchâssés les uns sur les autres, comme nous l'expliquerons en parlant du canon Whitworth.

Passons à la question des projectiles.

Il paraîtrait simple, au premier coup d'œil, pour obtenir de grandes vitesses initiales, d'employer des projectiles très-légers. Mais la résistance de l'air détruit beaucoup plus vite la force vive des petits projectiles que celle des projectiles massifs. Quelques mots d'explication à ce sujet sont nécessaires.

Supposons deux projectiles sphériques de diamètre double l'un de l'autre. D'après les principes de la géométrie, le poids du plus gros sera égal à huit fois celui du plus petit, sa surface à quatre fois celle du plus petit. La force vive d'un projectile est représentée par le produit de sa masse par sa vitesse. En admettant les vitesses initiales égales, la force vive du gros projectile sera encore huit fois plus grande que celle de l'autre.

Or, la résistance de l'air s' exerçant proportionnellement à la surface de la demi-sphère antérieure, elle ne sera que quatre fois plus grande pour le gros projectile. La force vive de celui-ci sera donc plus longtemps conservée.

La forme cylindro-conique, ou allongée, est celle qui a été généralement adoptée pour les

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boulets. Cette forme a pour but d'augmenter la masse relativement à la surface antérieure ; les boulets de cette forme conservent plus longtemps que les boulets sphériques, leur force vive, et parviennent à de plus grandes portées.

L'air n'exerce pas la même résistance sur les différentes formes de projectiles d'égal calibre. On devine qu'une surface plate éprouvera plus de difficulté à traverser les couches d'air qu'une surface présentant une pointe avancée.

Nous manquons encore de données précises