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Les fonctions mécaniques élémentaires et complexes
Fiche | Sciences et technologies
Secondaire
1-4
Table des matières
- Haut de page
- Les fonctions mécaniques élémentaires
- La fonction de liaison
- La fonction de guidage
- La fonction d'étanchéité (3e et 4e secondaire)
- La fonction de lubrification (3e et 4e secondaire)
- Les fonctions mécaniques complexes (3e et 4e secondaire)
- Les fonctions mécaniques complexes assurées par des mécanismes
- La fonction de transmission du mouvement
- Définition
- La fonction de transformation du mouvement
- Les fonctions mécaniques complexes assurées par des composants
- La fonction d’organe menant
- La fonction d'organe intermédiaire
- La fonction d'organe mené
- Exercices
- À voir aussi
Chaque composant d’un système technologique remplit une fonction mécanique précise qui permet d’en assurer le bon fonctionnement.
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Un composant est une partie d’un système technologique.
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Un système technologique est un ensemble organisé de composants reliés entre eux et exerçant une influence les uns sur les autres pour accomplir une fonction globale.
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La fonction mécanique est le rôle accompli par un composant ou un mécanisme dans un système technologique.
Voici deux exemples concernant une porte munie de charnières et de vis.
L’installation d’une porte à charnières
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Les vis d’une charnière de porte maintiennent la porte à son cadre. Les vis sont les composants (ou organes). Elles accomplissent la fonction mécanique de liaison dans le système technologique de la porte. On peut les définir comme des organes de liaison.
Les vis
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La charnière permet de guider la porte dans un mouvement de rotation. La charnière est le composant (ou organe). Elle accomplit la fonction mécanique de guidage. On peut la définir comme un organe de guidage.
La charnière
Les fonctions mécaniques élémentaires
Une fonction mécanique élémentaire est le rôle assuré par un composant, dans ce cas nommé organe, à l’intérieur d’un système technologique.
On distingue généralement quatre fonctions mécaniques élémentaires.
Il est possible pour un composant d’assurer plus d’une fonction mécanique élémentaire.
Par exemple, le rivet d’une paire de ciseaux accomplit une fonction de liaison ainsi qu'une fonction de guidage.
Le rivet d’une paire de ciseaux
Adapté de MARIIA_MALYSHEVA, Shutterstock.com
La fonction de liaison
La liaison est la fonction assurée par un organe qui maintient les différentes pièces d’un objet technique ou d’un système technologique.
Le composant assurant la fonction de liaison est appelé organe de liaison. Lorsque la liaison entre les pièces est directe, il n’y a pas d’organe de liaison.
Les patins de frein d’un vélo sont liés à l’étrier de frein par une vis. La vis est l’organe de liaison.
La liaison dans un vélo
Adapté de SIN1980, Shutterstock.com
La fonction de guidage
Le guidage est la fonction assurée par un organe qui permet de diriger et d’encadrer le mouvement d’un ou de plusieurs composants.
Le composant qui assure la fonction de guidage est appelé organe de guidage.
Le moyeu dirige la roue dans un mouvement de rotation. Le moyeu est l’organe de guidage de la roue.
Le guidage dans un vélo
Adapté de vali.lung, Shutterstock.com
La fonction d'étanchéité (3e et 4e secondaire)
L’étanchéité est la fonction jouée par un organe qui empêche un fluide de s’échapper de son contenant.
Le composant qui assure la fonction d’étanchéité est appelé organe d’étanchéité.
La valve empêche l’air de s’échapper des pneus d’un vélo. La valve est l’organe d’étanchéité.
L’étanchéité dans un vélo
Adapté de Pedal to the stock, Shutterstock.com
La fonction de lubrification (3e et 4e secondaire)
La lubrification est la fonction jouée par un organe qui permet de réduire le frottement entre deux composants.
Le composant qui assure la fonction de lubrification est appelé organe de lubrification.
L’ajout d’huile sur la chaine d’un vélo réduit le frottement entre les composants du mécanisme à chaine et à roues dentées. L’huile est l’organe de lubrification.
La lubrification d'une chaine de vélo
Adapté de Ivan Kovbasniuk, Shutterstock.com
Les fonctions mécaniques complexes (3e et 4e secondaire)
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Une fonction mécanique complexe est le rôle assuré par un mécanisme ou par un composant seul, dans ce cas nommé organe, à l’intérieur d’un système technologique.
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Un mécanisme est un ensemble de composants qui assurent une fonction de transmission ou de transformation du mouvement dans un système technologique.
Les fonctions mécaniques complexes assurées par des mécanismes
Les mécanismes impliqués dans un système technologique sont regroupés selon deux fonctions mécaniques complexes : la transmission du mouvement avec ou sans changement de vitesse et la transformation du mouvement.
La fonction de transmission du mouvement
La transmission du mouvement permet de conserver le type de mouvement entre l’organe menant et l’organe mené d’un mécanisme.
Lors de la transmission du mouvement, c’est généralement le mouvement de rotation de l’organe menant qui entraine le mouvement de rotation de l’organe mené. Il est aussi possible que le mouvement de translation rectiligne de l’organe menant entraine le mouvement de translation rectiligne de l’organe mené.
Dans un vélo, le mouvement de rotation du plateau entraine le mouvement de rotation du pignon. Il s’agit d’un mécanisme de transmission du mouvement à chaine et à roues dentées.
La transmission du mouvement dans un vélo
Le changement de vitesse lors de la transmission du mouvement
Le changement de vitesse est une variation entre la vitesse de rotation de l’organe menant et la vitesse de rotation de l’organe mené d’un mécanisme.
Dans un vélo, le mécanisme à chaine et à roues dentées peut transmettre un mouvement de rotation avec une modification de la vitesse.
Le changement de vitesse permet au cycliste de faire tourner la roue arrière du vélo avec plus ou moins de facilité. Le rapport d’engrenage entre les roues dentées est déterminé par leur nombre de dents.
Le changement de vitesse dans un vélo
La fonction de transformation du mouvement
La transformation du mouvement permet de modifier la nature du mouvement entre l’organe menant et l’organe mené d’un mécanisme.
Lors de la transformation du mouvement par un mécanisme, le mouvement de rotation de l’organe menant peut entrainer le mouvement de translation rectiligne de l’organe mené. L’inverse est aussi possible, c’est-à-dire que le mouvement de translation rectiligne de l’organe menant peut entrainer le mouvement de rotation de l’organe mené.
Dans une clé à molette, le mouvement de rotation de la vis entraine le mouvement de translation rectiligne de la mâchoire mobile. Il s’agit d’un mécanisme de transformation du mouvement à vis sans fin et à crémaillère.
Une clé à molette
Les fonctions mécaniques complexes assurées par des composants
Les composants impliqués dans un système technologique sont regroupés selon trois fonctions mécaniques complexes.
Un système technologique comprend toujours un organe menant et un organe mené. Également, il peut n’avoir aucun organe intermédiaire, tout comme il peut en avoir un ou plusieurs.
La fonction d’organe menant
L’organe menant (organe moteur) communique le mouvement engendré par une force extérieure à un autre organe afin de faire fonctionner le système technologique.
Les pédales agissent comme organe menant. Elles communiquent le mouvement engendré par le couple moteur des jambes à la roue arrière.
L’organe menant dans le mouvement d’un vélo
La fonction d'organe intermédiaire
L’organe intermédiaire se situe entre l’organe menant et l’organe mené et met en mouvement l’organe mené.
L’organe intermédiaire n’est pas présent dans tous les systèmes technologiques. Il intervient généralement lorsque l’organe menant et l’organe mené sont éloignés l’un de l’autre.
Le mécanisme à chaine et à roues dentées agit comme organe intermédiaire lorsqu’il transmet le mouvement des pédales (organe menant) à la roue arrière (organe mené).
L’organe intermédiaire dans le mouvement d’un vélo
La fonction d'organe mené
L’organe mené (organe récepteur) reçoit le mouvement final après une suite de transmissions ou de transformations du mouvement de l’organe menant et/ou de l’organe intermédiaire.
Généralement, le mouvement de l’organe mené est étroitement lié à la fonction globale du système technologique dont il fait partie.
Le couple moteur exercé par les pieds sur les pédales (organe menant) entraine un mouvement de rotation du pédalier, qui est communiqué à la roue arrière (organe mené) par l’entremise d’un mécanisme à chaine et à roues dentées (organe intermédiaire).
L’organe mené dans le mouvement d’un vélo