Modélisation

“ De tous les grands théorèmes de mécanique rationnelle, celui que nous venons d'envisager est sans contredit le plus important pour les applications à la mécanique industrielle; c'est-à-dire en ce qui concerne la théorie du mouvement des machines, en tant qu'elle est susceptible d'être établie d'une manière exacte et précise. ”

“ Le programme comprend, avec la théorie des ombres usuelles, le lavis et le rendu d'architecture, le lavis et le rendu de machines, ainsi que des notions de perspective linéaire.
La théorie des ombres s'enseigne, comme le lavis, à l'aide d'épurés et de croquis au tableau.
Le dessin d'architecture et le dessin de machines ont recours à quelques modèles muraux, puis aux modèles en relief, au relevé desquels les élèves sont exercés de la même manière qu'en 2e année pour les objets usuels. L'usage de ces modèles permet d'ailleurs d'obtenir des effets de rendu se rapprochant de la réalité. ”

“ Il arrive aussi sans cesse que la machine motrice est séparée de la machine à mouvoir, et que le mouvement de la première doit être transmis à la seconde. L'un des principaux objets de la mécanique est de changer, de transformer, de transmettre des mouvements donnés en d'autres selon les besoins de l'industrie : c'est ce que l'on nomme la transformation ou la transmission des mouvements. ”

“ Certes rien n’est plus vrai, plus certain, que les théorèmes de la mécanique ; cependant, bien qu’ils aient affaire uniquement à la matière inerte, ils éprouvent dans la pratique de graves modifications, et il y a bien loin de l’effet utile à l’effet théorique de la machine la plus parfaite. ”

“ Une méthode, en général, quel qu'en soit l'objet, doit être ou naturelle, c'est-à-dire dérivant de la nature même de la science à laquelle elle s'applique, ou artificielle, c'est-à-dire tendant à son but par des divisions arbitraires et, en quelque sorte, mécaniques. ”

“ La série historique des théorèmes de géométrie, du premier au dernier, du plus simple au plus complique, est leur accumulation graduelle ; la série des systèmes de philosophie ou des hypothèses de l’ancienne chimie, ou des cultes religieux, est la substitution des uns aux autres. On peut regarder une machine moderne, telle que la locomotive, comme accumulant et synthétisant en elle des machines plus simples et successivement apparues dans le passé : la machine à vapeur, la voiture suspendue, le char, le rail, le piston, la roue, etc. ”

“ La mise en œuvre de ces matériaux, quels qu'ils soient, dépend de l'état de la science et des arts industriels. Une géométrie et une stéréotomie plus avancées, une mécanique plus savante, une machinerie mieux entendue, un outillage plus puissant rendent possibles des solutions plus directes, une façon plus franche d'aborder le problème; elles permettent d'achever des entreprises que des races ou des siècles moins bien pourvus auraient trouvées chimériques. ”

“ Les constructions sont du domaine de la statique seule; les machines, quand on n'envisage que le mouvement de leurs parties, se rattachent à la cinématique; mais quand on considère en même temps les forces qui les sollicitent, les machines dépendent à la fois de la statique et de la dynamique. ”

“ Elle s'attache à décrire et à représenter les machines de toute espèce qui ont donné de bons résultats et déterminé un progrès dans une des branches de l'industrie. Elle forme donc le recueil le plus complet de tout ce que la mécanique a produit de nouveau dans ces trente dernières années, et les soins apportés à son exécution permettent aux constructeurs d'y puiser des exemples à suivre avec d'autant plus de sécurité que les sujets n'y sont décrits qu'après avoir reçu la sanction de la pratique. ”

“ En cas d'une machine, il donnera une explication lumineuse du principe et des différents points de vue sous lesquels il a envisagé l'application de ce principe ou de ce caractère qui la distingue de toute autre invention. ”

“ Nous croyons que l'artiste qui se bornerait à construire une machine par les seules connaissances pratiques de son mécanisme serait peu capable, ou de l'améliorer, ou d'en corriger les défauts, et que ce n'est qu'à la condition de s'être précédemment familiarisé avec les principes théoriques régulateurs de tous les mouvements de ses organes qu'il lui sera permis de marcher avec succès dans la voie du progrès. ”

“ Seulement, ajoutai-je, il n’y a pas que les plans en question auxquels mon oncle s’intéresse, il y a aussi le modèle de la machine.
L’homme eut un sourire équivoque pour répondre :
— J’allais ajouter, cher monsieur, que la même personne est en mesure de traiter avec M. Conrad relativement à ce modèle.
— Oh ! oh ! m’écriai-je, ceci est mieux, si je dois comprendre que, tout comme les plans, le modèle est en la possession de votre « personne ».
— Cette personne, reprit l’homme avec assurance, détient les plans et le modèle. ”

“ Pour avoir une idée exacte de la construction d'une machine, un artiste démonte chaque rouage, chaque levier, chaque chaîne ; il en isole, par une sorte d'analyse, toutes les pièces; puis, en les rapprochant et en rétablissant leurs rapports , il peut leur rendre le mouvement et le jeu qui leur avaient été momentanément enlevés. ”

“ LA mécanique que j'appelle artificielle , est chez les nations modernes une science écrite qui repose sur l'algèbre et la géométrie, et qui constitue la partie purement théorique. Mais dans l'application des principes qu'elle établit, l'exécution des machines et toutes les opérations qui relèvent de cette science , est livrée au tâtonnement et aux chances d'échouer , si elle n'a point le génie et l'expérience pour guides. ”

“ On lui fera voir quelques machines dont on lui expliquera les effets : comment, par exemple, on mesure le tems ; comment les roues agissent les unes sur les autres ; comment on multiplie les nombres de leurs révolutions ; d’après ces premieres notions, on lui fera sentir la nécessité de savoir le calcul pour trouver les révolutions de chaque roue ; d’être géometre pour déterminer les courbures des dents ; méchanicien pour trouver les forces qu’il faut appliquer à la machine pour la faire mouvoir, & artiste pour mettre en exécution les principes & les regles que ces sciences prescrivent ”

“ Déjà j'ai fait voir la Machine arithmétique comme un prodige de l'application de la science dès nombres, je vais de nouveau présenter ce système de rouages comme un chefd'oeuvre de mécanique. Si le génie de l'invention soumet à sa puissance divers éléments pour enfanter des merveilles, pourquoi ne pas les reproduire ces merveilles, pourquoi ne pas répéter des louanges aussi méritées? ”

“ Les connaissances qu'ils ont acquises dans leurs cours de mécanique et de sciences physiques, complétées par les notions de technologie qui leur sont enseignées à l'atelier, leur permettent de se rendre compte, mieux qu'ils ne l'ont fait jusqu'alors, de la nécessité de telle forme d'outil ou d'assemblage, de tel détail dans sa construction; elles leur font trouver la raison d'être de telle pratique dans l'usinage de telle pièce. ”

“ Mais avant d’aborder la partie de la dynamique qui étudie les machines à vapeur et autres, il faut savoir déterminer les dimensions des pièces qui entrent dans la construction des machines, afin qu’elles puissent résister aux efforts extérieurs auxquels elles sont soumises ; c’est pourquoi l’étude des machines sera précédée de l’étude de la résistance des matériaux. ”

“ Toute la dynamique du point matériel s'achève avant d'aborder les questions d'équilibre. La statique des systèmes, partie si importante et si délicate de la mécanique, est traitée en faisant usage des notions données sur le travail des forces à l'occasion du théorème des forces vives; le théorème du travail virtuel intervient dans cette théorie comme un moyen rapide d'opérer des compositions de forces. Une triple démonstration est nécessaire pour établir ce théorème dans les trois cas principaux, d'un corps solide, d'un système quelconque sans liaisons, enfin d'un système à liaisons. ”

“ Les principes de la mécanique doivent lui être assez familiers pour qu'il puisse les appliquer utilement à son art. Enfin, il doit être exercé dans les fonctions manuelles des ouvriers, afin de les diriger dans leurs travaux, et de leur indiquer les méthodes les plus promptes et les plus sûres. ”

“ Cette planche représente la vue en perspective d'un tour à engrenage avec volant.
Cette étude de dessin exécutée avec précision et sur une échelle plus grande produit un très bel effet.
Nous invitons les maîtres à ne faire dessiner cette machine que lorsque les élèves auront acquis une grande habitude dans le maniement des instruments, et qu'ils auront dessiné toutes les figures qui précèdent.
QUESTIONNAIRE. Qu'est-ce que la mécanique ? — A quoi servent les machines? -- Comment les divise-t-on? — Quelles sont les principales machines simples? -- En quoi consiste le levé des machines? ”

“ Il leur manque l'outillage, cet outillage aussi curieux que la machine elle-même, au moyen duquel chaque pièce de la mécanique se fait, avec une rare perfection et une scrupuleuse exactitude, au taux le plus bas qui se puisse établir. ”

“ Aujourd'hui, des machines intelligentes sont utilisées couramment pour coudre, pour écrire, pour calculer, pour exécuter rapidement diverses opérations par la simple manœuvre d'une manivelle ou d'une touche. ”

“ MÉTHODE DE COMPOSITION. — Remarquons maintenant que dans un système quelconque lié à un point fixe, les actions des forces se transmettent à tous les points et y produisent le même effet que de simples forces appliquées directement en ces points et dont nous savons déterminer la valeur ; que de plus, à cause des liaisons invariables et connues des systèmes, le mouvement d'un point quelconque fait connaître celui de tous les autres ”

“ Le simple bon sens indique néanmoins, avec une irrésistible évidence, que la mécanique animale, comme la mécanique céleste, la mécanique industrielle, ou toute autre quelconque, est d'abord de la mécanique, et doit être, par conséquent, à ce titre, nécessairement subordonnée aux lois générales que la mécanique rationnelle impose à tous les mouvemens possibles, abstraction faite de la nature des moteurs, et en ayant seulement égard à la structure des appareils. ”

“ Si les machines n'étaient uniquement destinées qu'à produire de grands effets de force, l'étude qu'en ferait le technonome, après les avoir toutefois séparées des relations nombreuses qu'elles ont et avec les moteurs et avec les travaux à faire, serait très-bornée; car une machine, quelque compliquée qu'elle soit, ne se présente, dans ce cas, que comme un assemblage de leviers de diverses formes. ”

“ Les lumières de la géométrie, de la physique et de la mécanique m’en fournirent le dessein, et m’assurèrent que l’usage en serait infaillible si quelque ouvrier pouvait former l’instrument dont j’avais imaginé le modèle. ”

“ Malheureusement, les inventeurs sont en très-grande majorité étrangers et à la théorie et à la pratique, et les systèmes qu'ils proposent d'appliquer, si la pensée qui les a enfantés n'est pas contraire aux principes les plus élémentaires, ne sont que la reproduction de systèmes abandonnés depuis longtemps, et c'est en vain quel'on chercherait à le leur faire comprendre. ”

“ La découverte et la mise en lumière de la vérité, tel est le but; quant aux constructions et aux machines, on doit les regarder simplement comme des corps naturels, c'est-à-dire comme fournissant des données pour la recherche des principes et des exemples pour leur démonstration. ”

“ S'il s'agit d'un appareil ou d'une machine dont quelquesuns des organes seulement sont nouveaux ou modifiés, il est désirable que le demandeur les représente chacun séparément et en couleur différente de celle des autres parties de
la machine, de telle sorte que tout ce qui, dans la pensée de l'inventeur, doit constituer son invention, soit nettement indiqué par la simple inspection du dessin. ”

“ COMBINAISON DES ÉLÉMENS DES MACHINES. - En résumant ce qui précède on voit que les machines élémentaires que nous avons examinées ne sont que des modifications, ou du plan incliné qui transmet le mouvement en ligne droite, ou du levier qui sert à le transmettre circulairement. Quelque compliquée que soit une machine dont le mouvement est uniforme on n'y trouvera point d'autres élémens que ceux-ci, puisque cette sorte de mouvement
ne peut être que rectiligne ou circulaire. ”

“ Enfin le reste de la durée du cours sera employé, d’abord à la description des élémens des machines, afin d’en étudier les formes et les effets, et ensuite à celle des machines dont il est le plus important de répandre la connoissance, soit que les machines aient pour objet de donner au travail plus de précision et plus d’uniformité, soit qu’elles aient pour but d’employer à la production d’un certain travail les forces de la nature, et par-là d’augmenter la puissance nationale. ”

“ La faculté d'invention se développe et incite à la recherche de modèles nouveaux. Il s'en crée d'ailleurs tous les jours, qui viennent augmenter le nombre de ceux qu'il est possible de construire avec les pièces détachées diverses. ”

“ Quoi qu'il en soit, ce théorème donne une idée nette de la véritable perfection dynamique d'une machine, en la réduisant à utiliser la plus grande fraction possible de la force vive du moteur, ce qui ne peut avoir lieu généralement qu'en s'efforçant de simplifier le mécanisme autant que le comporte la nature du moteur. ”

“ Dans cette sixième partie, nous considérerons les machines au point de vue non-seulement des modifications qu'elles apportent au mouvement, mais encore des modifications de la force et de la transmission de l'énergie d'un corps à un autre. La théorie des machines consiste principalement dans l'application des principes de la dynamique aux trains de mécanismes ”