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PROCEDE ET APPAREIL POUR E[)UQUER LA PERCEPTION
TACTILE D'UN TIREUR, NOTAMMENT D'UN TIREUR SPORTIF
L'invention concerne un procédé pour éduquer la
perception tactile d'un tireur.
Elle concerne également un appareil pour la mise en
oeuvre d'un tel procédé.
L'invention concerne plus particulièrement le
domaine du tir sportif dont la réussite dépend beaucoup de
la ma~trise de la pression du doigt sur la détente.
Deux paramètres fondamentaux régissent la technique
du tir :
a/ être "en face" de la cible ;
b/ avoir son arme stable à l'in,tant du départ du coup.
Pour être ma~tre du départ du coup, le tireur doit
15 pouvoir maintenir et contrôler la pression de son index sur
la-queue de l'organe de détente à la valeur la plus proche
possible de celle du départ du coup, de façon à l'atteindre
et en franchir le seuil sans perturber l'immobilité de
l'arme. Sinon, c'est le "coup de doigt" et l'échec. Le sens
20 du toucher permet au tireur d'évaluer la valeur de la
pression exercée par l'index sur la queue de détente, mais
de façon peu précise. L'expérience suivante le montre : si
on demande à un tireur de comparer la détente d'un pistolet
modèle "DES 69" à celle d'un revolver modèle "MR 73", il
25 trouve celle du "DES" plus lourde alors que c'est l'inverse
(lO00 gf contre 1360 g, l'erreur provenant du fait que la
détente du "MR 73" est plus progressive).
Un bon tireur (niveau régional) appuie le plus
progressivement possible sur la queue de détente. Il envoie
30 l'ordre à son index puis ne s'en occupe plus pendant qu'il
s'efforce de rester en ligne. Il doit etre surpris par le
départ du coup.
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Un excellent tireur (niveau international) monte en
pression jusqu'au seuil de départ du coup. Il se maintient à
cette pression critique jusqu'au moment où sa ligne de mire
est parfaite, et une fois stabilisé, il franchit le seuil
sans ébranler son arme.
Un très bon tireur (niveau national) oscille entre
les deux techniques précédentes, selon sa forme du moment.
A partir de la constatation que le sens du toucher
donne une évaluation quantitative de la pression très
lO insuffisante et pour pallier cette défaillance
physiologique, on ne peut que conclure à la nécessité
d'éduquer les corpuscules de Pacini qui sont les récepteurs
de la pression profonde situés sous la peau de la première
phalange de l'index.
Selon l'invention, cette éducation peut s'effectuer
à partir d'une idée simple : s'appuyer sur la perception de
nos sens les plus précis (l'ouïe et surtout la vue) pour
développer l'acuité du sens du toucher et de la perception
tactile de pression.
Par au moins une perception supplémentaire (visuelle
et/ou auditive), l'invention se fixe donc pour but
d'apporter au tireur deux perceptions concomitantes du même
stimulus tactile, avantageusement simultanées et
proportionnelles, permettant ainsi d'affiner et d'éduquer la
25 perception tactile, en même temps qu'elle permet d'habituer
les muscles concernés à doser aussi exactement que possible
leur effort pour arriver à trouver, comme par réflexe, le
niveau de contraction requis.
Dans l'art connu, rien n'existe de semblable dans ce
30 domaine, d'où l'idée de construire un appareil permettant de
quantifier la pression exercée par l'index sur la queue de
détente et de la transformer pour la rendre accessible
simultanément et de facon proportionnellement quantifiée au
sens de l'ouïe et au sens de la vue, qui sont plus précis
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que le sens du toucher, donc d'en avoir une appréhension
plus exacte.
La transformation de la pression en signaux peut
s'effectuer selon trois modes de réalisation principaux ;
5 ces modes de réalisation étant chronologiquement de mieux en
mieux adaptées à l'objectif, le dernier mode faisant appel à
un récepteur piézo-électrique étant le mieux adapté.
La piézo-électricité, qu:i est retenue dans un mode
de réalisation préféré de l'invention, est appliquée à une
10 arme de tir et à un système de simulation de tir qui
apportent, outre l'éducation de la perception tactile en
liaison avec la motricité, grâce à un système vidéo muni
d'un interface logiciel, des éléments pédagogiques nouveaux
propres à améliorer la technique du tireur : détection du
"coup de doigt" et indication de la stabilité de l'arme ou
de son mouvement au départ du coup. Au système de simulation
de tir, on peut adjoindre un dispositif, basé sur
l'utilisation d'un électro-aimant, simulant le recul au
départ du coup ; la simulation de tir étant pratiquée par
les tireurs d'armes à feu de la meme façon que le tir à gaz
comprimé fait partie de l'entraînement de ces tireurs.
Le procédé selon l'inven1;ion concerne aussi bien le
tir réel que la simulation de tir.
L'invention a donc pour objet un procédé pour
25 éduquer la perception tactile d'un tireur, notamment d'un
tireur sportif, ledit tireur exerçant une pression sur
l'organe de détente d'une arme, réelle ou de simulation,
ladite pression déclenchant le t:ir lorsqu'elle franchit un
seuil prédéterminé, caractérisé en ce qu'il comprend au
30 moins les étapes suivantes :
.
- mesure de la pression ,exercée sur ledit organe de
détente par le doigt dudit tireur ;
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- conversion de ladite pression mesurée en signaux
électriques représentant l'amplitude instantanée du vecteur
pression ;
- traitement desdits signaux électriques perceptibles
5 par un sens du tireur autre que le sens du toucher, pour
qu'il puisse suivre en temps réel la variation de la
pression exercée sur ledit organe de détente jusqu'au départ
dudit tir en simultanéité et synchronisme avec la perception
tactile per,cue par ledit doigt.
Le procédé et l'appareil selon l'invention
présentent de nombreux avantages et, notamment, ils
contribuent efficacement à la maîtrise du coup. Ils
sollicitent le sens de la vue et/ou le sens de l'ouïe
parallèlement au sens du toucher. On peut donc affirmer que
le procédé utilise une pluri-sollicitation multi-sensorielle
concomitante, à la fois simultanée et proportionnelle.
L'invention sera mieux comprise et d'autres
caractéristiques et avantages apparaftront à la lecture de
la description qui suit en référence aux figures annexées,
20 parmi lesquelles :
- la figure 1 représente des circuits hydraulique et
électrique de modulation, selon un premier mode de
réalisation de l'invention ;
- la figure 2 représente un mécanisme de modulation et
25 son circuit électrique sur des armes de simulation de tir ;
- la figure 3 représente un appareil de simulation de
tir selon l'invention et son système de visualisation
vidéo ;
- la figure 4 représente un casque porte-signaux ;
- la figure 5 représente le bo~tier électronique du
casque porte-signaux de la figure 4 ;
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- la figure 6 représente la courbe de la pression sur
l'organe de détente en fonction du temps, avant le départ du
coup;
- la figure 7 représente un affichage vidéo de l'impact
S d'un faisceau laser et de l'impact simulé d'un projectile ;
- la figure 8 représente un pistolet de simulation de
tir dérivé d'un modèle d'arme réelle.
On va maintenant déc:rire un premier mode de
réalisation d'un appareil pour la mise en oeuvre
l'invention, par référence à la figure 1.
Selon ce mode de réalic;ation, la conversion de la
pression exercée sur l'organe de détente 11 d'une arme
quelconque (non représentée) en signaux électriques
s'effectue par un système hydraulique.
Une capsule élastique receptrice de pression 1 est
collée. sur un doigt de gant enfilé sur l'index du tireur
(non représenté) ou bien fixée c'~ la queue de détente 11. La
capsule remplie de liquide est soumise à la pression exercée
par le tireur. Un tube fin souple non élastique 2 transmet
20 cette pression grace au liquide à un manomètre 4 qui, par la
déformation de son tube apl.ati, entra~ne l'aiguille-
curseur 8 d'un rhéostat 5. De façon en elle-même classique,
on prévoit une purge 3. Une sou.rce de courant électrique 6
(pile ou batterie rechargeable peuvent tout aussi bien
25 convenir ici) alimente un circuit série comprenant le
rhéostat 5 et un organe récepteur 7, comportant une
résistance d'entrée. En fonction. de la pression exercée par
le tireur, l'intensité du courant circulant dans le circuit
série précité va etre plus ou mloins forte, car l'impédance
30 du rhéostat 5 va varier La tension sur l'entrée de l'organe
récepteur 7 va donc également ~arier proportionnellement à
la pression exercée. En d'autres termes, l'aiguille-curseur
8 d'un rhéostat 5, entra~née par le manomètre 4, convertit à
tout instant la pression exercée sur l'organe de détente 11,
35 et mesurée par la capsule élastique 1, en signaux
.. . ..... .
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électriques. Les signaux électriques sont ensuite transmis à
l'entrée d'un organe d'exploitation 27 (non représenté sur
la figure 1) et donneront naissance à des signaux visuels
et/ou auditifs, de la manière décrite ci-après.
Un deuxième mode de réalisation d'un appareil pour
la mise en oeuvre de l'invention va être décrit par
référence à la figure 2.
Selon ce mode de réalisation, la conversion de la
pression exercée sur l'organe de détente 11 d'une arme
10 quelconque (non représentée) s'effectue par un système
mécanique monté sur le mécanisme de cette arme.
L'appareil comprend un rhéostat 5. L'entraînement du
rhéostat 5 est obtenu par un systeme de crémaillère 18 et
d'engrenages 19. La crémaillere 18 est constitué d'une
15 couronne partielle dentée située dans le prolongement de la
gâchette. Elle est en rotation autour d'un axe fixe 16. Elle
est repoussée, sur l'extrémité proche de la couronne dentée,
par un ressort 17 et entra~née, sur son autre extrémité 9,
par l'organe de détente 11. Cette derniere en rotation
20 autour d'un axe fixe 15 est repoussée a son tour par un
organe a ressort. C'est précisément cet organe qui créé la
pression à vaincre. Les engrenages (nombre d'engrenages
nécessaires et nombre de dents de chaque engrenage) sont
calculés de manière a ce que la course de la crémaillère 18
25 corresponde à celle du rhéostat 5. Comme précédemment, ce
dernier modifie l'amplitude du courant, de maniere a générer
des signaux électriques proportionnels a la pression exercée
sur l'organe de détente 11. Pour ce faire, le rhéostat 5 est
placé en série avec une source d'alimentation électrique et
30 un organe de mesure du courant (non representés), de façon
tout ~ fait similaire a ce qui a été décrit en relation avec
la figure 1. Les signaux electriques ainsi generes sont
ensuite utilisés de la manière qui sera decrite ci-après.
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Un troisième mode de réa:Lisation d'un appareil pour
la mise en oeuvre de l'invention va être décrit par
référence à la figure 3.
Selon ce mode de réalisation, la conversion de la
5 pression exercée sur l'organe de détente 11 d'une arme
s'effectue en faisant appel à un capteur de pression piézo-
électrique ou un capteur similaire (capteur à quartz,
céramique, etc.).
Le capteur de pression 38 est :
- placé sur la queue de détente, dans un logement
d'od il affleure pour être en contact avec le doigt du
tireur (non représenté) sur l'arme de simulation de tir,
comme illustré par la figure 3 ;
- ou clipsé par son sup]port en matériau plastique
fac,onné en profil de mortaise et adapté au profil de la
queue de détente et qui en constitue le tenon ;
- ou encore placé sur un gant ou un doigt de gant,
de telle fa,con qu'il soit positionné entre le doigt et la
queue de détente (sur une arme réelle).
Le capteur 38 est connecté à un amplificateur
électronique. Ce dernier amplifie le signal et, si besoin
est, l'adapte pour une utilisation ultérieure (adaptation
d'impédance, filtrage, etc.). L'amplificateur est logé dans
un bo~tier 33 avec son alimentation électrique, ou bien
25 miniaturisé et logé dans l'arme réelle.
Les signaux électriques en sortie de l'amplificateur
sont transmis à des circuits d'u1ilisation 32 qui vont être
détaillés ci-après.
- On va maintenant décrire la conversion des signaux
30 électriques en signaux lumineux ou visuels.
Les signaux visuels peuvent être présentés au tire~
par différents organes de visualisation, et notamment :
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a) par un cadran de voltmètre à aiguille ou à bande,
avec un curseur indiquant la pression d'échappement qui
correspond au départ du coup ;
b) par un organe de visualisation à cristaux
liquides à trois chiffres significatifs exprimés en
dizaines, centaines et milliers de grammes forces ;
c) ou un ensemble de diodes électroluminescentes de
différentes couleurs, s'allumant à partir de seuils de
pression remarquables.
10Ces signaux peuvent être affichés directement sur
l'arme (en dessous du système de visée) ou bien peuvent être
affichés par le casque antibruit dont est généralement muni
le tireur comme illustré par la figure 4.
La figure 4 illustre un exemple de casque antibruit
15 modifié pour les besoins du procédé selon l'invention. De
façon classique, il comporte deux protège-oreilles latéraux
réglables. Egalement en position réglabken il comporte en
outre, sur sa partie avant, deux verres 24 et 25, disposés
respectivement en face de chaque oeil du tireur, l'un
20 transparent, l'autre translucide.
Dans ce mode de réalisation, on dispose sur le haut
d'un des verres, 24 ou 25, un organe de visualisation 23,
par exemple à diodes électro-luminescentes. Ce dernier
affiche des signaux issus de la conversion de la pression
25 exercée sur l'organe de détente 11 (figures 1 à 3). Llorgane
de visualisation 23 est disposé, soit sur le verre placé en
face de l'oeil directeur (oeil qui vise), soit en face de
l'autre oeil. De façon avantageuse, cet organe de
visualisation doit donc pouvoir être fixé de facon amovible.
30Ce mode de réalisation avec casque s'applique plus
particulièrement au tir réel.
Si on se reporte de nouveau à la figure 3, les
signaux peuvent être affichés également sur un écran vidéo
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éloigné 31, simulant la cible que vise le tireur, dans le
cas d'un tir simulé.
Les signaux qui représent:ent la pression exercée sur
l'organe de détente, ainsi que d''autres signaux visuels sont
5 affichés sur l'ecran vidéo 31 : la pression par
représentation d'un rectangle représentant le cadran d'un
voltmètre ou bien d'un cadran i' cristaux liquides 35. La
pression peut encore être représentée dans la moitié
supérieure de l'axe vertical de la cible par un vecteur
10 pression instantanée 36, croissant de haut en bas et
arrivant à la pression de départ du coup au centre de la
cible. L'affichage sur l'écran vidéo 31 de la courbe de
pression en fonction du temps des 100 ou 200 derniers
grammes forces de pression avant la pression de départ du
15 coup permet de détecter les ~COllpS de doigt" comme illustré
plus particulièrement par le diagramme de la figure 6.
Cette figure 6 illustre la variation de la pression
exercée sur l'organe de détente en fonction du temps. Sur
l'axe vertical, ou axe des temps, l'origine des temps to est
l'instant pour lequel la force de pression po exercée (axe
horizontal) est, par exemple, dalns la gamme des 100 ou 200
derniers grammes forces avant clépart du coup, typiquement
800 ou 900 gf. De façon plus précise, il est représenté deux
courbes : la courbe A illustre un bon tir et la courbe B un
"coup de doigt", le seuil de cléclenchement Pc étant trop
rapidement atteint.
La cible de visée est donc une cible virtuelle
affichée par l'écran vidéo 31. Pour ce faire, on dispose,
entre la cible et la sortie du bo~tier amplificateur 33, des
30 circuits d'interface 32 traitant les signaux reçus. Il peut
s'agir avantageusement d'un systeme de traitement de données
à programme enregistré. Dans ce cas, ces circuits sont munis
d'un convertisseur classique ana:Logique-numérique.
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En outre, l'arme de tir émet un rayon laser
collimaté ou similaire (infrarouge, etc.), dont l'impact sur
la cible est référencé 37 sur la figure 3.
Le programme enregistré peut consister
5 avantageusement en un logiciel paramétrable, de manière à
offrir toutes les possibilités conformes aux règles en
vigueur dans différentes disciplines de tir et pour tous
calibres d'armes, ce qui offre une grande souplesse de
fonctionnement. Il peut notamment réaliser une mise à
l'échelle automatique des dimensions de la cible
apparaissant sur l'écran, en fonction de la distance arme-
cible mesurée à l'aide du rayon laser. Pour ce faire on peut
utiliser le rayon laser précité. De même, on peut simuler la
dimension des impacts, selon le calibre de l'arme,
l'affichage et la numérotation chronologique des impacts,
l'affichage de totaux, et de corrections apportées par le
tireur dans sa visée.
Enfin, il traite les signaux reçus du bo~tier
amplificateur 33 pour assurer l'affichage correct de la
20 pression sur les organes de visualisation 35 et 36.
Pour palier l'absence de l'effet sur le projectile
de l'impulsion transversale à sa trajectoire au départ de la
bouche du canon lorsque l'arme n'est pas stabilisée dans le
cas du tir de simulation par rayon (rayon laser ou autre),
le logiciel commande l'affichaqe de deux impacts pour un
seul tir comme illustré par la figure 7. Le premier impact
ou "impact laser" (I.L.) ne tient pas compte de l'impulsion
transversale à sa trajectoire imprimée au projectile dans le
cas de mouvement de l'arme au départ du coup. Le second
impact ou "impact projectile" (I.P.) correspond au tir réel
avec projectile. Les deux impacts sont séparés sur l'écran
par un vecteur ~ représentant, à l'échelle voulue,
l'accélération transversale à la ligne de mire due au
mouvement de l'arme à l'instant du départ du coup. La
35 définition de ce vecteur ~ (direction, sens et intensité)
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est obtenue, grâce au logiciel programmant l'interface 32
(figure 3), à partir du segment parcouru sur l'écran vidéo
par l'impact laser pendant les fractions de seconde : 1/100
s, 1/50 s, 1/10 s, etc., qui précèdent (ou suivent) le
5 départ du coup. Sur la figure 7, on a représenté deux
valeurs du vecteur ~ : en C, une valeur forte (c'est-à-dire
mouvement important de l'arme) ~et en D une faible valeur
(arme stable).
Cette indication, outre le fait de donner un
10 résultat conforme au tir réel, présente l'avantage de
renseigner le tireur sur la stabilité de son arme et de se
rendre compte de ce qu'il fait exactement à l'instant très
bref du lâcher.
Comme il a été décrit jusqu'à présent, la pression
15 exercée sur l'organe de détente, peut être convertie en
signaux électriques utilisables par des organes de
visualisation ou un système ~e traitement de données
numérique à programme enregistré, en vue d'un affichage
approprié.
Ces signaux électriques p~euvent subir une conversion
supplémentaire à l'aide d'un convertisseur électro-
acoustique.
Si on se reporte de nouveau à la figure 4, on
constate que le casque antibruit comporte un boftier 20, par
25 exemple disposé sur le dessus, qui reçoit les signaux
électriques issus de la conversion pression-tension
électrique (ou courant), par exemple de l'organe 7
(figure 1), sur une entrée 27. De facon pratique, cette
entrée peut prendre la forme d'une prise jack ou similaire.
30 Ce bo~tier fournit des signaux de commandes à l'organe de
visualisation 23.
Il peut cependant comprendre des circuits
électroniques supplémentaires transmettant les signaux
précités à des transducteurs électro-acoustiques (non
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visibles) disposés dans les protège-oreilles du casque, via
les fils de liaison 29 et 30. Ces transducteurs
électroacoustiques, par exemple des bruiteurs, sont
avantageusement associés a des potentiomètres 21 portés par
les protege-oreilles et dont les boutons de commande sont
accessibles de l'extérieur.
Selon cette variante de réalisation de l'invention,
le signal sonore, dont l'intensité cro~t "en temps réel"
proportionnellement a la pression exercée sur l'organe de
10 détente, cesse juste avant le départ du coup. Pour ce faire,
les circuits supplémentaires disposés dans le boîtier 20
comprennent un générateur de signal alternatif dans la gamme
des fréquences acoustiques. L'amplitude du signal alternatif
généré, et donc du signal auditif perçu par le tireur est
15 commandé par l'amplitude des signaux électriques reçus sur
l'entrée 27. En outre une atténuation et/ou un équilibrage
des signaux auditifs peut être obtenue par l'intermédiaire
des potentiomètres 21. Enfin la plage de "silence" est
positionnée grace a un potentiomètre supplémentaire 22
20 compris dans les circuits du bo~tier 20 et accessible de
l'extérieur, comme illustré plus particulièrement sur la
figure 5. Ce potentiometre 22 agit de façon classique pour
fixer une valeur de seuil réglable transmise à des circuits
électronique, par exemple une porte logique déclenchant une
25 bascule bi-stable. On règle le début de la plage de silence
à la valeur de pression à partir de laquelle le coup de
doigt n'est pratiquement plus possible.
Sur le simulateur de tir, un bip sonore ou tout
autre signal sonore, est en outre déclenché à l'instant du
30 départ simulé du coup. Pour ce faire on peut utiliser le
haut-parleur dont est généralement muni un système vidéo
(figure 3 : 31).
L'appareil selon l'invention utilise donc, dans un
mode de réalisation préféré un capteur à effet piézo-
35 électrique ou similaire. Ce capteur transforme la pression
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du doigt sur la détente en signaux propres à améliorer la
technique du tireur soit sur une arme réelle associée à un
casque porte-signaux, soit sur une arme de simulation de tir
associée à un système vidéo interEace logiciel.
On va maintenant décrire un pistolet de simulation
de tir, dérivé d'un modèle d'arme réelle. La partie canon 40
et la culasse 39 sont remplacée par un bo~tier de même
hauteur. Le capteur piézo-électrique 38 est placé sur la
queue de détente. L'amplificateur associé au capteur
(figure 3 : 33) est logé à l'emplacement de la culasse 39.
L'émetteur laser est logé à l'emplacement du canon 40. Le
boltier 40 porte le guidon 41 du système de visée. La partie
arrière du pistolet 43 peut supporter un organe
d'affichage 42 d'un signal visuel (écran à cristaux
liquides, diodes électroluminescentes ou cadran de
voltmètre), une prise jack femelle est placée sous la
poignée et relie l'arme au systeme vidéo (voir figure 3),
par un cable de liaison (non représenté). De façon
préférentielle, l'organe de visualisation 42 est constitué
20 de deux ensembles de trois diodes électroluminescentes
placés symétriquement par rapport au cran de mire de l'arme,
porté également par l'arrière 43 ; les trois diodes
électroluminescentes de chaque en,emble étant par exemple de
couleurs rouge, verte et jaune, respectivement. On associe à
25 chaque couleur une amplitude de pression déterminée. Une
diode d'une couleur déterminée s'allume donc lorsque la
pression exercée sur l'organe de détente dépasse des seuils
prédéterminés, qui peut etre réglé, notamment, selon l'arme
simulée
Pour loger l'émetteur de rayons laser et
l'amplificateur du capteur piézo-électrique, comme on est
limité en hauteur par le système de visée, on peut trouver
le volume nécessaire en prenant sur la largeur des
compartiments 39 et 40, tout en respectant le meme équilibre
35 des masses que sur l'arme réelle ~?ar la répartition adéquate
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de lests. On veille à ce que la masse globale de l'arme de
simulation soit identique à celle de l'arme réelle.
A la lecture de ce qui précède, on constate aisément
que l'invention atteint bien les buts qu'elle s'est fixés.
Elle permet notamment une pluri-sollicitation multi-
sensorielle synchronisée, simultanée et avantageusement
proportionnelle. Elle permet un contrôle en temps réel de la
pression exercée et une éducation de la sensibilité tactile
du tireur. Elle est compatible avec de nombreuses
lO disciplines de tir et n'est pas limitée à des types d'armes
précis. Sa mise en oeuvre s'adapte aisément au cas d'un
système de simulation de tir.
Il doit être clair cependant que l'invention n'est
pas limitée aux seuls exemples de réalisations explicitement
15 décrits, notamment en relation avec les figures l à 8.
Dans une variante non représentée, il est notamment
possible d'adapter le procédé selon l'invention à une arme
de chasse, voire une arme militaire, comportant une lunette
de visée. L'organe de visualisation, par exemple du type
20 barrettes de diodes électroluminescentes, peut être intégré
dans la lunette ou placé devant celle-ci.
