Retour aux sources
L’origine de l’arc est presque aussi vieille que celle de l’homme sur terre. Cette arme était utilisée pour chasser. Son principe est simple, on utilise un bois façonné d’une seule pièce, d’une certaine flexibilité sur lequel est tendue une corde. En tirant sur la corde les branches fléchissent. En lâchant la corde, les branches retournant dans leur position initiales, propulsent la flèche. Il s'agit de l'arc droit ou arc simple ou longbow.
Tout est question d’énergie
L’arc agit comme un ressort. Les caractéristiques dynamiques d’un arc peuvent être représentées par une courbe présentant la puissance en livres (lbs) par rapport à l’allonge en pouces (in).
Les valeurs figurant sur ce graphique sont données à titre indicatif. Elles correspondent à une configuration bien précise, la mienne. Elles seront différentes d’un archer à l’autre, mais le principe reste le même.
L’énergie de chaque type d’arc est représentée par la surface située sous les courbes respectives jusqu’à l’axe des abscisses. En mathématique, il s’agit de l’intégrale de chaque courbe entre 0 et ici 28 pouces. L’énergie accumulée par une traction sur la corde va se libérer au lâcher de la corde et se transformer en vitesse de propulsion de la flèche.
- Pourquoi le recurve accumule-t-il plus d’énergie qu’un longbow ?
Le recurve ou arc classique est une évolution du longbow ou arc simple. Les formes très dessinées des branches et les matériaux utilisés améliorent son efficacité. - Pourquoi la vitesse de propulsion est-elle si déterminante ?
La vitesse de propulsion a une incidence directe sur la forme de la trajectoire de la flèche. On parle de balistique. Moins l'arc est puissant et plus il faut viser les étoiles pour que la flèche atterrisse dans la cible. La trajectoire de la flèche aura une allure parabolique.
Inversement, une grande vitesse de propulsion permet une trajectoire de tir plus rectiligne, plus courte, donc plus précise. - Pourquoi comparer un compound d’une puissance de 60lbs avec des arcs classiques d’une puissance de 40lbs ?
L’énergie pour armer un compound est plus conséquente, mais on constate qu’à pleine allonge, ici 28 pouces, la puissance de maintien lors du temps de visée est deux fois moins contraignante. Sur la durée d’une séquence de tir, les contraintes physiques sont plus ou moins équivalentes. J’admets qu’une personne qui tire 40 livres en classique (recurve) ou en longbow, va tirer 60 livres en compound. - Pourquoi le compound ou arc à poulies accumule-t-il deux fois plus d’énergie que les deux autres types d’arc ?
- Pourquoi à pleine allonge l’arc à poulies nécessite-t-il qu’une petite puissance de maintien ?
Comment fonctionne mon compound ?
C’est à l’américain Holless Wilbur Allen que l’on doit la paternité du compound. En 1966 il dépose le brevet [1] de son invention qui révolutionnera le monde de l’archerie.
L’idée d’Allen est d’utiliser le principe du bras de levier [2] comme démultiplicateur de force. Il fixe une came sur chaque extrémité des branches. Elle agit comme un bras de levier et décuple la force exercée sur le câble de contrôle. Lors de la traction de la corde, le rapport de longueur de ce bras de levier varie en fonction de la rotation de la came. Cela se traduit par une courbe de force sinueuse comme illustrée sur le graphique précédent.
Oui, le compound comporte plusieurs câbles.
- Un câble de traction ou « corde » par allusion à la corde de l’arc classique. C’est le câble sur lequel on encoche notre flèche et sur lequel on exerce une traction pour bander notre arc.
- Deux « câbles » de contrôle, sur lesquels sont transmises les forces.
- Selon le type de compound, il peut comporter un ou deux câbles de contrôle.
Ces câbles de contôle relient les branches du haut et du bas. Ils se croisent à leur mi-longueur.
Un système de cames
Selon les modèles de compound, les formes des cames hautes et basses peuvent être différentes, mais souvent elles sont symétriques.
En réalité le système de cames est composé d’une came sur laquelle vient s’enrouler la corde et d’un module vissé sur le côté, plus petit (principe du levier), sur lequel vient s’enrouler en sens inverse le câble de contrôle. Quand on déroule la "corde", les "câbles" s’enroulent.
La forme très spécifique du module permet de contrôler plusieurs paramètres.
L’allonge :
Le module comporte un méplat. Il permet de limiter sa rotation, qui limite la longueur d’enroulement du câble de contrôl, qui limite le déroulement de la corde, qui définit une certaine longueur d’allonge. L’allonge est donc modulable, il suffit de changer de module correspondant à son allonge.
Cette plage modulable est plus ou moins limitée selon le type de compound ou le constructeur.
Le let-off :
La dimension du méplat détermine la profondeur de la vallée. C’est le creux de la courbe à pleine allonge, 28 pouces dans mon cas. On parle de let-off. Le let-off est exprimé en pourcentage et représente la différence entre la force maximale tractée et la force de maintien à pleine allonge.
Un let-off de 75% sur un compound réglé à 60 livres correspond à 60 x 0.75 = 45 livres. Donc la force de maintien est de 60–45 = 15 livres. La force de maintien d’un compound est donc modulable, il suffit de changer de module.
Le mur :
Le mur est au compound ce qu’est le clicker (cliqueur) à l’arc classique. Un mur franc permet un ancrage précis de la main d’arc sur la mâchoire et répétable. Il garantit de transmettre à la flèche la même vitesse de propulsion. Plus le méplat sur le module est long et plus le mur est franc. D’autres paramètres ont également une influence sur la dureté du mur. Selon l’inclinaison et la rigidité des branches, le mur sera plus ou moins franc.
Pour améliorer la dureté du mur, un petit appendice équipé d’une butée a été rajouté sur le module de ce compound. Sur d’autres types de compound, cette petite butée est directement visée sur la came. Pour changer l’allonge de ce type d’arc. Il faudra changer le module et déplacer cette petite butée dans le trou correspondant.
La configuration de l’arc serait ainsi parfaite ... à un petit détail près, le passage de flèche !
L’écarteur de câbles
Les câbles de contrôle font obstacles à la trajectoire de la flèche. Il est nécessaire de les écarter afin de libérer le passage de la flèche et particulièrement des plumes. Les plumes ne doivent pas buter contre ces câbles sinon la flèche sortira de sa trajectoire. C’est le rôle de l’écarteur de câbles. L’écarteur de câble est un axe métallique sur lequel est monté un coulisseau, dans lequel passent les deux câbles. À l’armement de l’arc, les câbles glissent dans le coulisseau qui lui-même coulisse sur l’axe métallique. Selon le type d’arc utilisé cet écarteur de câbles peut être différent, mais le but est le même, écarter les câbles du couloir de la trajectoire de la flèche.
En écartant les câbles, les lignes de force sont modifiées. Les câbles de contrôles ne tirent plus dans l’axe vertical du compound. Cela crée un déséquilibre. Les branches se vrillent légèrement et les cames s’inclinent. La corde sort de son logement et se décale par rapport à l’axe vertical (fig.1 ci-dessous).
Lors du décochage, la rotation de la came de forme variable, va générer une oscillation latérale de la corde qui va perturber le vol de la flèche.
Le yoke
Les longueurs des brins a et b du yoke sont ajustées, « brin a » plus long, « brin b » plus court. La came est ainsi redressée et alignée à l’axe vertical de l’arc (fig.2). Les oscillations latérales sont éliminées. Le yoke est la terminaison en Y d’une extrémité du câble de contrôle. Il relie de part et d’autre l’axe du système de cames. L’autre extrémité du câble se terminant par une simple boucle se fixe dans le prolongement du module.
Certains Mathews sont équipés d’un yoke flottant ou « floating yoke ». Cela fonctionne un peu comme une balance, les forces côté droit, côté gauche s’équilibrent dynamiquement.
Conclusion
Le compound est une évolution de l’arc traditionnel ou classique.
- Il fonctionne grâce à un système de cames démultipliant les forces permettant d’accumuler une importante quantité d’énergie qui est restituée sous la forme d’une grande vitesse de propulsion.
- Un let-off élevé permet de réduire considérable la force de maintien à plein allonge. Cela conduit à des temps de visée moins contraignants et donc une visée plus précise.
- Le système de cames modulable permet de définir une allonge précise et garantit une régularité de tir et de précision.
Le compound est associé à des accessoires indispensables.
- Visette - scope offrant une ligne de mire passant par deux points et garantissant une grande précision de visée.
- Un niveau à bulle permettant de contrôler la verticalité de l’arc lors du tir.
- Un repose-flèche fixe ou escamotable.
- Un décocheur mécanique améliorant le lâcher de corde et donc la régularité du tir.
Ses avantages en font aussi ses inconvénients ...
- À cause de sa faible force de maintien, la moindre contrainte parasite au niveau du poignet maintenant l’arc, aura lors du décochage une incidence sur la qualité du vol de la flèche. On parle de torque.
- Toutes les pièces composant l’arc doivent fonctionner en harmonie. La longueur des différentes cordes pouvant s’étirer, s’user avec le temps, il faut veiller à la synchronisation des cames, à leur alignement vertical et aux bons réglages de l’arc en général. Un minimum de connaissances techniques est nécessaire.
Références
- ↑ Allen Holless W, inventeur de l'arc à poulies, Archery bow with draw force multiplying attachments. Consulté le 10/10/2016.
- ↑ Wikipedia, Levier (mécanique), Étude cinématique, 15/02/2016.
Mots clés : compound, came, module, cables, yoke, allonge, let-off