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Le shrapnel, du nom de son inventeur Henry Shrapnel, est le nom désignant l’« obus à balles ».

Le terme « shrapnel » est souvent utilisé, de manière abusive, pour désigner des petits fragments projettés par une explosion quelle que soit leur origine.

En 1784, le lieutenant Henry Shrapnel (1761-1842) du Corps royal d’artillerie britannique (Royal Artillery) entreprit la mise au point d’une arme anti-personnel.

À cette époque, l’artillerie employait des boîtes à mitraille pour se défendre contre les attaques de l’infanterie ou de la cavalerie. Au lieu d’un boulet, on chargeait le canon avec un étui métallique rempli de billes de fer ou de plomb. Lors du tir, l’étui se déchirait à l’intérieur du canon, produisant un effet semblable à un énorme fusil chargé à chevrotine. La boîte à mitraille avait encore un effet mortel à 300 mètres, bien qu’à cette distance la densité des projectiles ait baissé au point de rendre un impact sur une cible humaine peu probable. Pour des portées plus importantes, on employait le boulet plein ou bien l’obus ordinaire. Ce dernier, une sphère creuse en fonte remplie de poudre noire, avait plus un effet de souffle que de fragmentation car les morceaux de métal étaient peu nombreux et de grande dimensions.

L’innovation de Shrapnel consista à combiner l’effet multiprojectile de la mitraille avec l’effet retard du fusant pour porter à distance l’effet de la boîte à mitraille. Son obus était constitué d’une boule creuse en fonte rempli d’un mélange de billes et de poudre complété par une fusée-détonateur rudimentaire. Si la fusée était correctement réglée, l’obus s’ouvrait, soit devant soit au-dessus de la cible, et libérait son contenu de balles de fusil qui poursuivaient leur course avec la vitesse résiduelle de l’obus. La charge explosive de l’obus était juste suffisante pour le fracturer mais pas pour disperser les projectiles dans toutes les directions. Sous cette forme, son invention accroissait la portée efficace de la boîte à mitraille de 300 à 1100 mètres. Il nomma son engin « boîte à mitraille sphérique » (spherical case shot), mais on finit par l’appeler d’après son patronyme, ce qui fut entériné en 1852 par le gouvernement britannique.

Les premiers modèles présentaient un défaut catastrophique : lors de la très forte accélération, au départ du coup, le frottement entre la mitraille et la poudre noire provoquait parfois l’explosion prématurée de la poudre. Le problème fut résolu en plaçant la poudre dans un tube métallique central ou bien dans un logement séparé à l’intérieur de l’obus. Pour éviter que la grenaille en plomb ne se déforme, on l’inclut dans de la résine, dont la combustion eut pour effet positif d’indiquer le lieu d’éclatement de l’obus.

L’artillerie britannique attendit 1803 pour adopter l’invention, mais le fit alors avec enthousiasme. Shrapnel fut promu au grade de commandant (Major) l’année même. Le duc de Wellington employa le shrapnel contre Napoléon de 1808 jusqu’à Waterloo et laissa des écrits admiratifs sur son efficacité.

La conception fut améliorée par le capitaine E M Boxer, du Corps royal d’artillerie, et évolua lors de l’apparition des canons à âme rayée.

Modifications ultérieures

En prenant une forme cylindrique, l’obus fut légèrement modifié : il reçut à la pointe une fusée-détonateur à temps, une canalisation de mise à feu centrale autour de laquelle étaient disposées les billes noyées dans la résine et, à l’arrière, un logement contenant de la poudre noire fermé par un opercule serti sur le tube. Pendant la course de l’obus, au bout d’un laps de temps prédéterminé, la fusée mettait feu à la charge de poudre qui était juste suffisante pour rompre les attaches ou les goupilles qui la fixaient et expulser la mitraille. La majeure partie de la vitesse des billes provenait de la vitesse résiduelle de l’obus. Une fois libérées, les billes du shrapnel formaient une grêle de balles rondes suivant la trajectoire du tir et frappaient le sol selon une zone ovale. Bien que très efficaces contre des troupes à découvert, cette mitraille était sans effet contre du personnel à l’abri, dans des tranchées par exemple.

Pendant la Première Guerre mondiale

Au début de la Première Guerre mondiale, l’obus à balle fut employé à grande échelle par tous les belligérants pour frapper les troupes avançant en masse et à découvert. Puis il fut abandonné au profit de l’obus à haut pouvoir explosif en raison du passage à la guerre de tranchées : le shrapnel était incapable de détruire les réseaux de fil de fer barbelé en avant des lignes, défoncer le sol ou bien venir à bout de troupes enterrée, toutes choses nécessaires avant de lancer une attaque.
Avec la mise au point d’explosifs à fort pouvoir brisant suffisamment stables pour être chargés dans les obus, on constata qu’une enveloppe d’obus convenablement conçue se fragmentait si efficacement que l’ajout de mitraille n’était pas nécessaire. Par exemple, la détonation d’un obus de 105 mm ordinaire produit plusieurs centaines d’éclats à grande vélocité (1000 à 1500 m/s), une onde de surpression mortelle dans un court rayon et, en cas d’explosion au sol ou sous la terre, bouleverse le sol et détruit efficacement le matériel - tout cela avec une munition bien plus facile à fabriquer que les dernières versions du shrapnel.
Un modèle remarquable fut l’« obus universel » (Universal Shell) mis au point par l’allemand Krupp au début du vingtième siècle. Cet obus fonctionnait soit comme un obus à balles soit comme un obus brisant. Sa fusée était modifiée et la résine remplacée par du TNT pour enrober les billes. Si l’on activait la fusée-détonateur, elle fonctionnait normalement, projetant les billes et mettant feu au TNT qui brûlait sans exploser en émettant un panache de fumée noire bien visible. En mode impact, le TNT détonait transformant l’obus en brisant produisant une grande quantité d’éclats à basse vélocité et un souffle modéré. Encore une fois, en raison de sa complexité, il fut abandonné pour l’obus brisant simple.

Pendant la Seconde Guerre mondiale

Durant la Seconde Guerre mondiale, les obus à balles au sens strict furent délaissés, les derniers shrapnels à avoir été employés par l’armée britannique étant des obus de 60 livres tirés en Birmanie en 1943.

La marine impériale japonaise mit au point une munition de DCA combinant le shrapnel et l’obus incendiaire sous le nom de « Sanshiki ».

Pendant la guerre du Viet-Nam

Un projet americain des années 1960 à abouti à l’obus « ruche » (Beehive shell) qui n’est pas à proprement parler un obus à balles car il contient des fléchettes. Le résultat fut l’obus de 105 mm M546 APERS-T, employé pour la première fois au Viet-Nam en 1966.
L’obus comporte environ 8000 fléchettes d’un demi-gramme groupées en cinq paquets, une fusée à temps, des détonateurs destinés à déchirer l’enveloppe, un tube central , une charge de propulsion sans fumée, un marqueur coloré contenu à l’arrière. Le fonctionnement de l’obus est le suivant : la fusée se déclenche, transmettant l’explosion par le tube et mettant à feu les détonateurs qui séparent l’avant de l’enveloppe en quatre morceaux. L’enveloppe et les quatre premiers paquets de fléchettes giclent sous l’action de la rotation du projectile, le dernier paquet et le marqueur visuel sous l’action de la charge propulsive. Les fléchettes se dispersent à partir du point d’explosion en un cône qui va toujours grandissant dans le prolongement de la trajectoire du projectile avant son explosion.
Cet obus a une grande efficacité anti-personnel, en particulier sous le couvert forestier, mais est délicat à fabriquer. On dit que le nom de ruche provient du bruit que produisent les fléchettes, ressemblant au bourdonnement d’un essaim en furie.

À l’heure actuelle

Bien que d’un emploi assez rare, il existe toujours des munitions de divers calibres, basées sur le principe du shrapnel, employant comme mitraille des fléchettes ou bien des corps en tungtène : billes, cylindres ou batonnets. Certains missiles anti-missile peuvent être équipés de têtes qui larguent à une distance prédéterminée une nuée de sous-projectiles sur la trajectoire du missile rentrant. Ce procédé ne demande pas une aussi grande précision de la poursuite et de la trajectoire d’approche qu’avec une tête explosive ordinaire, et l’emploi de batonnets procure une meilleure pénétration dans les parois de l’adversaire et augmente les chances de l’avarier.

Shrapnel désigne la menue monnaie et est l’équivalent de mitraille dans ce sens.