Roue

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Articles connexes : pneu et essieu.
Une roue

Une roue est une pièce mécanique de forme circulaire tournant autour d'un axe passant par son centre. La roue est l'une des huit machines simples.

La roue est une invention très ancienne qui date de 3100 avant J.-C. en Mésopotamie[réf. nécessaire] constituant un des fondements de nos technologies des transports. Elle permet de déplacer sur terre des charges importantes, en réduisant les forces de frottement. Elle est indispensable dans la plupart des moyens de transports terrestres.

Les différents types de roues[modifier | modifier le code]

Une roue est dite dentée lorsqu’elle transmet le mouvement par obstacle à d'autres pièces par le biais de dents qui la garnissent sur son pourtour. On parle d’engrenage pour un système utilisant plusieurs roues de ce type, le nom de pignon étant donné aux plus petites d’entre elles.

La roue à aubes est une roue comportant des sortes de cuillères ou palettes (les aubes). Elle était utilisée dans les moulins à eau ainsi que dans les anciens bateaux à vapeur.

Une roue peut être motrice lorsqu'elle est en sortie d'une chaîne de transmission d'énergie, ou réceptrice lorsqu'elle est en entrée de cette chaîne.

La roue pour rongeurs est un accessoire de sport destiné aux souris, hamsters et gerbilles.

Une roue folle ou libres est une roue non motrice avec un axe libre décalé, pour un pivotage automatique. Les roues folles (qui ne transmettent pas d'énergie) n'ont pour fonction que le guidage et le support d'une charge (roue de remorque ou roue directrice de véhicule). La roue libre est aussi un dispositif mecanique dont le rôle est d'interdire la rotation d'un axe dans un des deux sens ; elle est soit à cliquet comme sur le pignon d'un vélo, bloquant la rotation par obstacle, soit à aiguilles se coinçant pour empêcher par adhérence la rotation (lanceur à ficelle de petit moteurs thermiques). Il se comporte comme une transmission qui se débraye lorsque l'élément mené va plus vite que son moteur.

En robotique, ou pour des chariots de manutention, on emploie des roues holonomes, constituées d'un moyeu muni de galets disposés en périphérie. Cette disposition permet d'établir des mouvements de déplacements différents suivant la combinaison des rotations des roues : par exemple, les mouvements d'avance (marche avant et arrière), de dérive (vers la gauche ou la droite) ou de lacet (rotation autour d'un axe vertical) dépendent des rotations imposées aux roues. De tels engins se manœuvrent dans un encombrement bien plus réduit que les véhicules à essieux articulés.

Histoire[modifier | modifier le code]

Charrette encore utilisée à la fin du XXe siècle en Cantabrie. La roue est à structure particulière : poutre diamétrale et deux poutrelles reprenant le cerclage en bois en six points. Bande de roulement monté par frettage. Les deux roues sont solidaires
Roue d'avion à l'inspection, dans les années 1940

On situe généralement l’invention de la roue vers 3500 avant J.-C. à Sumer en basse Mésopotamie. Son usage est inconnu dans l’Amérique précolombienne, bien que l'on y ait retrouvé des objets en pierre en forme de roue et considérés comme des jouets (datés de 1500 ans avant J.-C.) mais pas d’engins utilisant la roue. Ce paradoxe est retenu comme exemple par Alain Gras pour illustrer le refus d’engagement dans des trajectoires technologiques données bien qu’accessibles en termes de faisabilité. La roue était également inconnue en Afrique subsaharienne, Amérique latine (les civilisations Inca, Mayaetc.) et en Océanie jusqu’à une époque récente.

Concurremment, le pot de Bronocice, trouvé en Pologne, présente un pictogramme gravé qui semble être la représentation d'un chariot. On estime sa datation à 3500 ans av. J.-C., ce qui permet de mettre en doute l'origine sumérienne de la roue, ou du moins que sa première apparition fut effectuée à Sumer.

Les premières roues étaient pleines, en pierre d'une seule pièce, ou en bois souvent constituées de trois ou quatre pièces assemblées. Les roues à rayons et à jantes, plus légères, seraient apparues environ 2000 ans av. J.-C..

Ces roues étaient solidaires de l’essieu dans un premier temps, celui-ci constituant alors un axe reliant deux roues situées de part et d’autre de la caisse. Pour réduire le frottement entre l’axe et le châssis reposant sur lui, divers procédés ont été mis au point, dont notamment un trou dans un madrier faisant office de membrure, ce trou étant garni de galets lubrifiés avec de l’huile (l’ancêtre du roulement à billes).

Désormais les roues sont montées sur leur axe à l'aide de roulements à billes ou à rouleaux, ou de paliers hydrodynamiques. Ces derniers assurent une liaison mécanique fiable, avec un minimum de frottements.

La roue est aussi un modèle d'induction, avec la roue de Barlow qui en est la plus connue, d’ailleurs pour calculer le couple de Laplace agissant sur la roue, on peut le calculer en considérant que le flux soit sur la seule direction du rayon principal, bien sûr ceci est faux, mais il s'avère que le résultat est le même que dans le cas général, ceci facilite donc le calcul.

Symbolique[modifier | modifier le code]

La roue est un symbole fréquent dans certains mythes décoratifs de l'architecture, notamment dans certains temples bouddhiques et du sud-est de l'Asie. Elle symbolise la vie ou le temps. Elle est associée à certains saints et martyrs de la religion catholique (comme instrument de torture).

Description[modifier | modifier le code]

La roue est constituée principalement de trois parties :

  • le moyeu, au centre, qui assure le guidage en rotation par rapport au support (châssis ou bras) ; son diamètre étant toujours très petit devant celui de la jante, l'effet des frottements entre le moyeu et le palier s'en trouve réduit.
  • à la périphérie, la jante, sur laquelle se fixe la bande de roulement souvent rapportée ; au contact de la jante avec le sol, le frottement de glissement se substitue au frottement de roulement. Cet effet combiné au précédent contribue au rendement du dispositif.
  • la structure, souvent composée de rayons, reliant les deux parties précédentes.

Expressions[modifier | modifier le code]

L'importance de la roue dans la société se montre notamment à travers plusieurs expressions :

  • « en roue libre » : sans restriction, sans effort.
  • « mettre des bâtons dans les roues » : chercher à entraver une affaire, multiplier les obstacles envers un projet.
  • « démarrer sur les chapeaux de roue » : démarrer en trombe, à toute vitesse.
  • « pousser à la roue » : favoriser, contribuer.
  • « être la cinquième roue du carrosse » : compter pour rien, être inutile.
  • « faire la roue » : figure de gymnastique ; comportement du paon.
  • « réinventer la roue » : refaire inutilement quelque chose qui a déjà été fait il y a longtemps.
  • « comme sur des roulettes » : avec facilité, à merveille.

Paradoxe des roues accolées[modifier | modifier le code]

Le moyeu d'une roue est accolé à sa roue car il en est solidaire. Si pendant que la roue roule sur une route, on considère ce moyeu comme roulant sur un trottoir suffisamment haut, alors quand la roue a progressé de toute sa circonférence, le moyeu a lui aussi progressé de toute sa circonférence. Ces deux déplacements sont égaux alors que le périmètre de la roue est bien plus grand que celui de son moyeu. En fait le moyeu se déplace avec glissement sur le trottoir. Si, de même que la roue, on les imagine crantés avec impossibilité de glissement du moyeu sur le trottoir, le mouvement se bloque sur le champ. C'est cette propriété qui est utilisée pour bloquer les caddies sur les tapis roulants inclinés.

Galerie[modifier | modifier le code]

Notes et références[modifier | modifier le code]


Voir aussi[modifier | modifier le code]

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Articles connexes[modifier | modifier le code]

Lien externe[modifier | modifier le code]