Machines Hydrauliques - Introduction

Les machines hydrauliques

La première machine hydraulique avec laquelle la plupart d'entre nous ont fait connaissance est sans doute intimement liée au souvenir de notre première coupe de cheveux. Le barbier avait placé une planche en travers des bras de sa chaise et installé le marmot sur cette planche. Mais de manière à pouvoir travailler à portée de ses bras, le barbier se mit à pomper vigoureusement, ce qui eut pour effet de faire monter le siège de la chaise de quelques pouces. Plus tard, en grandissant, nous avons pu constater qu'avec un effort apparemment très léger, le garagiste pouvait hisser une auto à six pieds du sol au moyen d'un dispositif analogue à celui de la chaise de barbier.

A tout considérer, chacun de nous connaît depuis longtemps, passablement de choses sur les phénomènes hydrauliques. Les autos et les avions se servent de freins hydrauliques.

Les machines élémentaires telles que les leviers, le plan incliné, les palans, le coin et la roue mandrinée à un axe, étaient toutes mises à profit par l'homme primitif. Mais ce n'est que beaucoup plus tard qu'on se rendit compte du pouvoir que possédaient les liquides et les gaz de transmettre l'énergie à distance. C'est alors que surgirent en grand nombre des machines de toute sorte s'inspirant de ce principe. Une machine qui transmet la force par l'intermédiaire d'un liquide est une machine hydraulique. Une variation de ce type de machines comprend celles qui fonctionnent à l'aide d'un gaz comprimé et, dans ce cas, on les appelle machines pneumatiques. Nous ne nous occuperons toutefois ici que des machines hydrauliques.

C'est Pascal, illustre mathématicien et physicien français, qui découvrit que toute pression appliquée à une partie quelconque d'un fluide confine se transmet à toute autre partie du contenant sans aucune déperdition. Le principe de Pascal peut s'énoncer ainsi: (Dans un liquide en équilibre, toute pression exercée sur une surface déterminée se transmet intégralement à toute surface égale prise dans le liquide, quelles que soient d'ailleurs la position ou l'orientation de cette dernière).

Il ne faut pas oublier cependant qu'en parlant du principe de Pascal tel qu'il s'applique aux machines hydrauliques, il s'agit de la manière dont les liquides se comportent dans un milieu fermé de tubes et de cylindres. Le comportement d'un liquide, dans de telles conditions, diffère quelque peu de celui des liquides contenus dans un réservoir ouvert, un lac, une rivière ou l'océan. Il ne faut pas oublier non plus que les liquides sont, en général, incompressibles,  en d'autres termes on ne saurait les faire entrer dans un espace considérablement plus petit que leur volume. Les liquides ne (cèdent) pas comme l'air, par exemple, lorsqu'ils subissent une pression, pour reprendre ensuite leur volume normal lorsque la pression disparaît.

Percez un trou d'épingle dans un tube de crème à barbe. Quel que soit le point où vous appuierez fortement le doigt, la crème sortira par le trou. Votre force aura été transmise d'un point à un autre par l'épais fluide que forme la crème à barbe.

Ce principe est ingénieusement appliqué au fonctionnement des freins hydrauliques sur quatre roues des automobiles.

La fig. 88 nous montre, sous une forme très simplifiée, de quelle manière agit la pression hydraulique pour freiner les roues. Le chauffeur pose le pied sur une pédale; en appuyant, il pousse le piston du maître-cylindre contre le fluide que contient ce dernier. Cette poussée exerce une pression sur le fluide, exactement de la même façon que votre doigt sur le tube de crème à barbe de tout à l'heure, de sorte que la pression engendrée dans le maître-cylindre se transmet par le moyen des canalisations au petit cylindre de chacune des roues. Rendu à ce point, deux pistons agissant dans le petit cylindre en sens opposé l'un à l'autre forcent les sabots du frein contre le tambour et produisent le résultat désiré.