Tournevis

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Un tournevis est un outil de poing utilisé entre autres pour l'insertion et le retrait des vis dans les matériaux. Le tournevis motorisé s'appelle une visseuse, celle-ci est le plus souvent « sans fil ».

Le tournevis, de nos jours, est conçu pour visser des vis à petite échelle mais détient une multitude de fonctions secondaires dont la principale est peut être l’ouverture des pots de peinture. Cette fonctionnalité est réservée intégralement au tournevis de type plat. En effet, elle est diffusée au point que certaines compagnies de production de pots de peinture suggèrent sur leur mode d’emploi d’ouvrir le couvercle à l’aide d’un tournevis plat. D’autres fonctions secondaires incluent : le levier multi-usages (pot de confiture), un presse papier, un outil de défense contre un agresseur, un gratte peinture.[6]

Histoire[modifier | modifier le code]

Origine[modifier | modifier le code]

L’invention de la forme prématurée de la vis (ressemblant à une spirale) est estimée à environ 2500 ans av. J.C. mais n’avait pas encore acquit d’utilité particulière vu qu’elle ne faisait office que d’élément décoratif pour armes et bijoux. Par après, vers la fin de l’Antiquité (autour du Vème siècle après J.-C.), certains filetages furent distinguables sur des bouts cylindriques de matière, pourtant toujours pas voués à la fixation ou la transmission de mouvement (fonctions principales de la vis de nos jours). Malgré le fait que l’origine géographique précise de la vis contemporaine demeure inconnue, certains auteurs suggèrent l’espace du Proche-Orient, plus précisément en Assyrie, où elle fut principalement utilisée afin d’irriguer les jardins suspendus de Babylone. Les premiers traités « scientifiques » de la vis sont attribués à Archimède (IIIème siècle av. J.C.) lors de l’invention de ce qui est connu de nos jours comme « la vis d’Archimède », un système utilisant le principe de la vis sans fin principalement dans le but de pomper un liquide à partir d’une position plus élevée que sa surface. Il permit ainsi à des milliers de paysans Égyptiens d’irriguer leur jardin avec l’eau du Nil sans qu’ils ne doivent la transporter eux-mêmes.[1,2,3]

Évolution et controverses[modifier | modifier le code]

Peu après Archimède, au cours du Ier siècle après J.-C., le concept fut repris par Héron d’Alexandrie, dans la conception d’une machine qu’il a nommée « l’élévateur ». Ce dispositif permettrait de soulever des poids considérables en faisant usage de la propriété autobloquante de la vis sans fin ainsi que d’un système de poulies afin de réduire l’effet des forces externes.[4]

De plus, puisque les Romains et les Grecs ont longuement cohabité en Sicile pendant cette époque, il est connu qu’ils utilisaient le principe du filetage de vis de différentes manières : notamment comme vis élévatoires, appareils médicaux mais surtout comme presses à vin et à huile. Cependant, après la chute de l’Empire Romain (4 septembre 476), jusqu’à l’invention de l’imprimerie par Gutenberg (vers 1450), la vis connut un long millénaire de stagnation. La technique fut jugée simpliste et ainsi fut oubliée.[1]

Plus tard, au XIXème siècle, l’évolution de la vis fit un grand pas en avant lorsqu’il apparu la controverse entre les filetages Whitworth et Sellers, un événement qui notamment causa un mouvement de normalisation. L’origine de cette nécessité de normaliser les pièces vient de la demande faite par de différentes compagnies industrielles aux Etats-Unis de fixer les diamètres des boulons et des écrous. En effet, le système prévalent à ce temps là était celui de Sir Joseph Whitworth (issu de la pratique anglaise), cependant l’usage de celui-ci était peu uniforme pour diverses raisons (ex. empêcher la réparation d’une machine par un tiers et donc limiter les profits). Cependant, la large incompréhensibilité des différents systèmes locaux créa une anarchie qui suscita le mouvement de normalisation dans le pays. Finalement, à la suite de divers problèmes administratifs, William Sellers proposa un nouveau système qui fut face au système Whitworth (qui était très répandu en Angleterre grâce au travail acharné du mécanicien dans la création de tables normalisées). Notamment, Sellers attaqua la technique Whitworth au niveau du filetage : celui-ci était cher, compliqué et difficile à produire avec une précision consistante (notons que l’angle du filetage de 60° que Sellers introduit est toujours utilisé aujourd’hui). Sellers créa de nouvelles tables avec des formules simples à utiliser, et suscita l’intérêt de William Bement, président du comité de l’Institut Franklin qui apprécia la facilité de production du filetage Sellers et marqua un point pour celui-ci. De manière similaire, cet avantage de production fut remarqué par le Bureau d’ingénierie à vapeur de l’armée navale américaine. En conclusion, cette simplification de la production fut le moteur du succès de l’implémentation du filetage Sellers (notamment grâce à son pouvoir d’uniformisation tant souhaité par les industriels américains) et l’élimination du filetage Whitworth aux Etats-Unis.[5]

Composition[modifier | modifier le code]

Cet outil est formé d'une tige, généralement métallique, munie d'un manche et dont l'extrémité s'adapte à la tête d'une vis. La tige est souvent de section ronde, elle peut être de section carrée et peut alors recevoir une clé plate pour aider au serrage ou desserrage.

Il existe plusieurs type de tournevis adaptés aux différents types de vis : à tête fendue, cruciforme Phillips, cruciforme Pozidriv, Torx, Tri-Wing, etc.

La poignée (ou manche), autrefois en bois, est aujourd'hui principalement en matériau synthétique (parfois isolant) et possède une forme plus ou moins ergonomique.

Usages[modifier | modifier le code]

Détail de l'intérieur d'un tournevis testeur

Le tournevis est un outil très largement répandu, depuis le mécanicien ou l'ébéniste jusqu'au chirurgien. Il en existe de multiples versions spécialement adaptées à des usages précis.

  • Le tournevis dynamométrique est la version ultime de l'outil. Il permet le contrôle du couple de serrage, avec une excellente répétabilité. Il est utilisé en particulier sur les chaînes de montage.
  • Le tournevis testeur, qui inclut une lampe témoin lui permettant de détecter la présence de tension entre 100 et 500 volts sur un point de circuit d'une installation. Il est également destiné au serrage des vis de connexion des câbles. Il est utilisé en particulier par les électriciens.
  • Le tournevis à frapper est un outil au corps massif dont l’intérieur est composé d'un mécanisme simple et robuste qui transforme un mouvement linéaire (celui du coup de marteau) en un mouvement de rotation. Cet outil permet le desserrage d'une vis bloquée, ou à l'inverse un serrage puissant.

Couples de serrage[modifier | modifier le code]

Il est possible de casser une vis en la serrant. Le couple de serrage ne doit pas excéder une valeur recommandée. Seul l'usage d'un tournevis dynamométrique permet de contrôler la manœuvre.

Le tableau ci-dessous donne les valeurs usuelles, pour des vis de boulonnerie, avec filet au pas métrique.

Valeurs en cN.m recommandées des couples de serrage
Ød nominal (mm) Pas (mm) Qualité 5-6 Qualité 8-8 Qualité 12-9
1,6 0,35 7,5 16 27,5
2 0,4 15,9 33,9 58,2
2,5 0,45 33 70,5 121
3 0,5 57 121 209
4 0,7 130 278 479
5 0,8 259 550 950
6 1 449 950 1 640

Références[modifier | modifier le code]

1. Rybczynski Witold -One Good Turn : A Natural History of the Screwdriver and the Screw. New York: Scribner, 2000

2. Sigaut François, «Des idées pour observer», Tiré à part ,1987

3. Uday Shanker Dixit, Manjuri Hazarika, J. Paulo Davim –A Brief History of Mechanical Engineering. Springer International Publishing, 2017.

4. Héron d’Alexandrie, L’élévateur, Grèce Ier Siècle.

5. Sinclar Bruce –At the Turn of a Screw : William Sellers, the Franklin Institute, and a Standard American Thread, Technology & Culture, 1969 Vol. 10 :34

6. Hauffman Stuart, Réinventer le Sacré, une Nouvelle vision de la Science, de la Raison et de la Religion, Editions Devy, 2013.

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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