« Technologie/Systèmes de manutention/Poulies et palans » : différence entre les versions

Contenu supprimé Contenu ajouté
m 204 versions depuis w:Poulie : deuxième essai
m 48 versions depuis w:Palan : deuxième essai
Ligne 1 :
[[Fichier:Palans.jpg|thumb|Palan]]
{{ébauche|technique}}
[[Image:Poulie bateau.jpg|thumb|right|Une poulie hâvraise sur un [[voilier]]]]
Une '''poulie''' est une [[machine simple]], c'est-à-dire un dispositif mécanique élémentaire. Elle est constituée d'une pièce en forme de [[roue]] servant à la [[transmission du mouvement]]. La poulie est utilisée avec une [[courroie]], une [[Corde (outil)|corde]], une [[Chaîne (mécanique)|chaîne]] ou un câble, la forme de la jante étant adaptée aux cas d'utilisation.
 
Un '''palan''' est un mécanisme de [[transmission du mouvement]] constitué de deux groupes (ou [[moufle (outil)|moufle]]), l'un fixe, l'autre mobile, contenant chacun un nombre arbitraire de [[poulie]]s, et d'une [[Corde (outil)|corde]] qui les relie. Il sert à réduire l’effort nécessaire (ou démultiplier la force utilisée) pour rapprocher les deux groupes de poulies. On en utilise par exemple pour soulever des objets lourds, ou bien en [[Nautisme (voile)|voile]] sur un [[bateau]] pour border les voiles.
On donne parfois ([[Nautisme (voile)|voile]]) le nom de poulie à une moufle contenant une poulie à gorge, laquelle prend le nom de [[réa]], la chape (la partie fixe) composée de deux [[joues]] est parfois équipée d'un anneau métallique destiné à frapper un cordage, le [[ringot]]. Il existe des poulies simples, ou à réas multiples.
 
On mesure le taux de démultiplication au nombre de [[Brin (mécanique)|brins]], c'est-à-dire le nombre de passages que fait la corde entre les deux groupes de poulies. L'effort nécessaire au final est divisé par le nombre de brins, tandis que la longueur de corde à tirer pour rapprocher les groupes de poulies est multipliée d'autant (voir [[Poulie]]).
== Efficacité mécanique d'une poulie ==
Une poulie (ou un système de poulies) peut avoir différents usages. Une application immédiate consiste à pouvoir déplacer une charge dans une direction différente de celle d'application de la force. Cependant, il est également possible de démultiplier la force de levage en jouant sur le déplacement différentiel des éléments qui composent le système. Le principe, très simple, s'explique par la conservation du [[Travail d'une force|travail]] au sein du système (en l'absence de frottements). Lorsque la charge <math>F_0</math> est déplacée d'une distance <math>u_0</math>, le travail fourni pour la déplacer est égal à <math>F_0u_0</math>. Il est nécessairement égal au travail de la force appliquée à l'autre extrémité de la corde. Ainsi, si l'autre extrémité a été déplacée de <math>u_1</math> (différent de <math>u_0</math>), la force appliquée <math>F_1</math> vérifie <math>F_0u_0 = F_1u_1</math> soit
<center><math>F_1=\frac{u_0}{u_1}F_0</math></center>
Le rapport
<center><math>\frac{u_1}{u_0} = \frac{F_0}{F_1}</math></center>
est appelé ''rapport de démultiplication''. La conception d'un système de poulies vise simplement à augmenter le plus possible ce rapport, en multipliant la longueur de corde nécessaire pour déplacer le point d'application de la charge.
 
La partie de la corde sur laquelle l'on tire (entre les mains et la poulie du haut) pour soulever la charge s'appelle le ''garant''.
Une autre explication utilise la [[mécanique statique]] pour observer que la charge appliquée sur un moufle est distribuée entre les différents brins traversant le moufle (cf. schémas ci-après).
 
== Différents types ==
== Utilisation des poulies avec une courroie ==
<gallery heights=400 widths=300>
Il y a généralement deux poulies et une courroie (et parfois un galet tendeur). Le profil d'une poulie dépend de la courroie utilisée. Avec une courroie courbée, la poulie est une simple roue avec des arrondis sur son profil (pour maintenir la courroie). Avec une courroie plate, la poulie a une (ou plusieurs) gorge(s), ce qui réduit le glissement. Et avec une courroie synchrone, qui est dentée, la poulie est elle aussi également dentée. Les poulies pour les courroies synchrones peuvent se présenter sans ou avec un (ou deux) [[Flasque (mécanique)|flasque]](s) pour maintenir la courroie.
Image:Polispasto4.jpg|Palan à quatre brins : décomposition de la charge entre les brins.
 
Image:Differential pulley.svg|Palan différentiel.
== Utilisation des poulies avec une corde ou un câble ==
<gallery widths=300 heights=300>
Image:Polea-simple-fija.jpg|Poulie simple fixe (rapport 1).
Image:Polea-simple-movil2.jpg|Poulie simple mobile (rapport 2).
Image:Polispasto2.jpg|Poulies composées (rapport 2).
Image:Polispasto4.jpg|Palan composé de deux moufles (rapport 4).
</gallery>
* Palan simple : composé d'un [[Moufle (outil)|moufle]] ;
=== Poulies simples ===
* Palan différentiel : composé de deux courroies ou cordes qui se croisent en une poulie à deux diamètres différents ;
* Palan de Verlinde : première application en 1918, par le constructeur français Verlinde, du palan et du [[treuil]] électrique.
{{clr}}
== Articles connexes ==
* [[Chèvre (outil)]]
* [[Génie civil]]
* [[Moufle (outil)]]
* [[Treuil]]
 
Il existe beaucoup de manières d'utiliser les poulies. Quand on emploie une seule poulie pour faire un travail, on dit qu'on a une configuration de poulie simple.
 
==== Poulie simple fixe ====
Le déplacement d'une charge est le cas d'utilisation le plus courant d'une poulie : une charge est accrochée à une extrémité d'une corde passant par une poulie fixée à un support, en exerçant une force suffisante à l'autre extrémité, on déplace la charge. Cette configuration est appelée ''poulie simple fixe''.
 
Une poulie simple fixe n'a l'avantage mécanique que de pouvoir exercer la force dans une direction différente à celle du déplacement, la force qui doit être appliquée est la même que celle qui est requise pour déplacer l'objet sans la poulie.
 
Le point d'ancrage doit supporter la [[Force (physique)|force]] nécessaire au déplacement de l'objet plus la force de traction, soit environ deux fois cette force. En cas de levage — point d'ancrage au-dessus de la charge — cette force correspond au poids de l'objet. (Selon la direction de traction, on appelle cela l'« effet poulie », bien connu des alpinistes.)
 
==== Poulie simple mobile ====
Une autre façon d'utiliser une poulie est de la fixer à la charge, de fixer une extrémité de la corde au support et de tirer avec l'autre extrémité, pour déplacer à la fois la poulie et la charge. Cette configuration est appelée ''poulie simple mobile'' ou ''poulie inversée''.
 
La poulie simple mobile permet de réduire la force nécessaire au déplacement de moitié (le point d'ancrage supportant l'autre moitié), mais nécessite un déplacement de l'extrémité de corde tirée du double de la distance du déplacement de la charge.
 
=== Poulies composées ===
{{article connexe|palan}}
Quand on utilise des systèmes de plusieurs poulies qui travaillent ensemble, on dit qu'on a une configuration de poulies composées.
 
La configuration de poulies la plus commune est le [[palan]] : les poulies sont distribuées en deux groupes (ou [[moufle (outil)|moufle]]), l'un fixe, l'autre mobile. Dans chaque groupe on installe un nombre arbitraire de poulies. La charge est unie au groupe mobile.
 
==Utilisation==
===Dans la marine===
{{...}}
===Dans la construction===
[[Fichier:Fontana-obelisk.jpg|thumb|La machine de [[Domenico Fontana]] qui permit de redresser l'[[Obélisque du Vatican]] le 30 avril 1586. Cent soixante chevaux attelés à quarante cabestans, et neuf cents hommes marchant au son de la trompette et s'arrêtant à celui de la cloche, enlevèrent l'immense bloc, et le laissèrent retomber sur son piédestal<ref name="Mary-Lafon">[[Jean-Bernard Mary-Lafon]]. Rome ancienne et moderne depuis sa fondation jusqu'à non jours. Furne, 1852 ([http://books.google.be/books?id=eKjj_d3JqQoC&dq=Sixte%20V%20Du%20pi%C3%A9destal%20sur%20lequel%20repose%20l'ob%C3%A9lisque&hl=fr&pg=PA582#v=onepage&q=Sixte%20V%20Du%20pi%C3%A9destal%20sur%20lequel%20repose%20l'ob%C3%A9lisque&f=false Livre numérique Google])</ref>.]]
On a fait longtemps usages de [[corde (outil)|cordes]] et de ''poulies'' dans la construction, dans des machines simples ou complexes. L'usage des [[corde (outil)|cordes]] dans la construction tend à disparaître au profit des [[Câble de traction]]s en acier utilisés dans les [[treuil]]s mécaniques et [[Grue à tour|grues à Tour]]. Toutefois il a existé une grande tradition de cordage dont témoigne un vocabulaire riche pour la décrire. Les cordes et poulies sont utilisées dans le [[bardage (manutention)|bardage]] des pierre, dans les « machines » et « engins » de levage: (grues, gruaux, [[chèvre (outil)|chèvres]], [[vindas]]{{etc}}(Voir aussi [[Corde (outil)#Dans la construction|Corde (Dans la construction)]]).
====Vocabulaire====
*[[Chèvre (outil)|Chèvre]] - Machine avec laquelle on élève perpendiculairement les pierres, [[Bourriquet (manutention) |bourriquet]]s de moellons, mortier, etc<ref name="p18" group="M">{{p.}}18</ref>.
*Corde - Voir [[Corde (outil)#Dans la construction|Corde (Dans la construction)]]
*Écharpe - Dans les machines, une pièce de bois avancée au dehors, à laquelle est attachée une ''poulie'' qui fait l'effet d'une [[Chèvre (outil)|demi-chèvre]], pour enlever un médiocre fardeau<ref name="p29" group="M">{{p.}}29</ref>.
*[[Engin]] - Machine dont on se sert pour élever des fardeaux. Anciennement, il est composé d'une solle avec sa fourchette, d'un poinçon, de quatre moïses, de deux contre-fiches, d'un rocher, d'un treuil avec ses bras, d'une jambette, d'une sellette, de deux liens et d'un fauconneau ayant une ''poulie'' à chaque extrémité<ref name="p31" group="M">{{p.}}31</ref>.
*[[Grue (engin)|Grue]] - La plus grande machine dont on se serve dans les différents travaux pour enlever de gros fardeaux et les poser en place; [[Gruau]] - Grue plus petite que l'on met en mouvement par un tourniquet au lieu d'une roue<ref name="p42" group="M">{{p.}}42</ref>.
*[[Guindage]] - L'équipage des poulies, moufles et cordages, avec les halements, qu'on attache à une machine et à un fardeau pour l'enlever<ref name="p42" group="M">{{p.}}42</ref>.
*[[Guinder]] - Tirer, élever quelque fardeau<ref group="M" name="p42"/>.
*[[Moufle]] - Assemblage de plusieurs poulies mobiles dans une même écharpe, qui, dans les travaux, sert à enlever de très grands fardeaux avec peu de force<ref name="p55" group="M">{{p.}}55</ref>.
*[[Machine]] - Assemblage de pièces de bois disposées de manière qu'avec le secours de poulies, de moufles et [[corde (outil)|cordages]], un petit nombre d'hommes peuvent enlever de gros fardeaux et les poser en place, comme le [[vindas]], l'[[engin]], la [[grue]], le [[gruau]], le [[treuil]], etc., qui se montent et se démontent selon le besoin qu'on en a<ref name="p52" group="M">{{p.}}52</ref>.
*[[Vindas]] - Espèce de [[cabestan]] léger qu'on place suivant le besoin<ref name="p100" group="M">{{p.}}100</ref>.
 
== Voir aussi ==
 
{{autres projets
| commons = Category:Pulleys
}}
 
=== Articles connexes ===
* [[Mécanique statique]]
* [[Palan]]
 
=== Liens externes ===
* [http://www.univ-lemans.fr/enseignements/physique/02/meca/poulies.html Site Mécanique de l'Université du Mans]
* [http://www.le-scoutisme-francais-en-franche-comte.org/12possed.html Un site scout]
* [http://www.walter-fendt.de/ph14f/pulleysystem_f.htm Petite démonstration animée de palans à 2, 4 ou 6 poulies]
== Notes et références ==
{{Références|colonnes=}}
== Bibliographie ==
{{ouvrage
| prénom1 = Morisot | nom1 = J.M.
| titre = Tableaux détaillés des prix de tous les ouvrages du bâtiment
| année = 1814
| éditeur = Carilian
| lire en ligne = http://books.google.be/books?id=vGIUAAAAQAAJ&hl=fr&pg=PR3#v=onepage&q&f=false
}}
{{références|colonnes=4|groupe=M}}
{{Palette Pratique de la voile}}
{{Portail|maritime|génie mécanique}}
 
{{Portail|mer|génie mécanique}}
 
[[Catégorie:Dispositif mécanique]]
[[Catégorie:VocabulaireMatériel maritimede manutention]]
 
[[af:KatrolTakelblok]]
[[am:በከራ]]
[[an:Carrucha]]
[[ar:بكرة]]
[[be:Блок]]
[[be-x-old:Блёк]]
[[bg:Макара]]
[[bjn:Takal]]
[[bs:Čekrk]]
[[ca:Corriola]]
[[cs:Kladka]]
[[cv:Блок (механика)]]
[[da:Talje (gearing)]]
[[de:Flaschenzug]]
[[elen:ΤροχαλίαBlock and tackle]]
[[enes:PulleyPolipasto]]
[[pl:Talia (żeglarstwo)]]
[[eo:Takelo]]
[[uk:Поліспаст]]
[[es:Polea]]
[[et:Rihmaratas]]
[[eu:Polea]]
[[fa:قرقره (چرخ)]]
[[fi:Talja]]
[[he:גלגלת]]
[[hi:घिरनी]]
[[hr:Kolotura]]
[[ht:Pouli]]
[[hu:Csiga (gép)]]
[[id:Katrol]]
[[io:Pulio]]
[[is:Talía]]
[[it:Carrucola]]
[[ja:滑車]]
[[ko:도르래]]
[[la:Trochlea]]
[[lt:Skridinys]]
[[lv:Trīsis]]
[[ml:കപ്പി]]
[[ms:Kapi]]
[[my:စက်သီး]]
[[nl:Katrol]]
[[nn:Trinse]]
[[no:Trinse]]
[[pl:Krążek linowy]]
[[pt:Polia]]
[[qu:Phiruru]]
[[ro:Scripete]]
[[ru:Блок (механика)]]
[[scn:Cùrrula]]
[[sh:Čekrk]]
[[simple:Pulley]]
[[sk:Kladka]]
[[sl:Škripec]]
[[sr:Чекрк]]
[[sv:Block (enkel maskin)]]
[[ta:கப்பி]]
[[th:รอก]]
[[tl:Kalo]]
[[tr:Makara (mekanik)]]
[[uk:Блок (механіка)]]
[[vi:Ròng rọc]]
[[war:Mutón]]
[[zh:滑轮]]