103- La roue
La Roue.
Je vis dans une époque intermédiaire entre le 19ème et le 20ème siècle , position privilégiée en ce qui concerne l’évolution des technologies , et devinez l’invention qui m’émerveille le plus : la télévision , l’ordinateur , la navette spatiale ……et non !! c’est l’invention de la roue !!!
Jadis , pour déplacer les lourdes charges on disposait du traîneau ….dans la neige pour les pays du nord …dans la boue au sud. Et surtout sur l’eau : le radeau puis le bateau .
Pour faciliter la glisse, on pouvait placer des fagots de branches sous le traîneau ….ou plutôt des troncs d’arbres …et là miracle : le tronc roule !!!! mais il faut récupérer le tronc derrière la charge et le remettre devant … et là intervient le génie : il faut maintenir le tronc sous la charge : pas facile car tout se bloque ….et pourtant on suppose que les blocs des pyramides ont été ainsi hissées sur des rampes ??? Mystère ??
Un inventeur de « génie » s’aperçoit que le centre du tronc reste toujours au même endroit c’est là qu’il faut maintenir le rondin !! Cette invention de l’axe se situe vers – 3500 ans .
Deux solutions : réduire le diamètre du tronc à cet endroit …mais il devient fragile ….il vaut mieux trouver un bois plus dur et le placer et le maintenir au centre .
Il faut inventer le mot qui correspond : axe , moyeu , essieu .
Lorsque la charge est moins lourde , et que le sol est plus ferme , on s’aperçoit qu’on peut alléger …et même réduire la longueur du tronc en contact avec le sol . Le rouleau devient roue ! Et la roue permet la construction du char .
A l’époque d’utilisation du « char » les chevaux étaient encore trop chétifs pour supporter longtemps le poids d’un homme. En revanche avec l’apparition de races chevalines plus solide (et la relative diminution du poids des cavaliers d’après Wikipédia) il devint possible de monter directement à califourchon. Le char était également un instrument généralement plus coûteux que chevaucher l’animal .
Le char est ainsi longtemps resté un instrument de prestige et de parade.
La plus ancienne représentation d’un chariot date du 26ème siècle avant Jésus Christ , sur un coffre de bois en provenance d’Ur , elle montre des chars à 4 roues et deux essieux tirés par des bœufs ou des onagres , leurs nacelles étaient en osiers tressés .
A cette époque ,le char est une arme co
urante et terriblement efficace et se décline par “nationalités” : le char égyptien - léger - des troupes du Nouvel Empire ,le char hittite, plus lourd avec trois hommes d’équipage,le char kassite (peuples aux lointaines origines indo-européennes) de Babylonie ou celui encore des Assyriens (3 ou 4 hommes d’équipage ?)
(carte de l’apparition des chars)
La « roue » est inventée …il faut la perfectionner .
On s’aperçoit que pour franchir les trous et bosses du sol , il faut augmenter le diamètre de la roue , les morceaux de troncs d’arbres sont fragiles , il vaut mieux découper des planches de bois , en rond, et les assembler , c’est la roue « pleine » faite de deux , trois ou quatre planches assemblées par des traverses.
Entre temps l’homme a découvert la métallurgie , mais le bronze n’apportera que peu d’amélioration à la roue !
C’est le fer et l’acier qui vont permettre à la roue d’obtenir la possibilité d’alléger sa structure et d’augmenter sa solidité .
C’est l’invention des rayons vers – 2000 !!
La roue trouve sa forme définitive : l’axe (essieu) , les rayons , la jante , le cercle . Le travail du fer permet de réaliser ces roues représentées sur des dessins de l’Antiquité avec leur 4 rayons .
Plus tard le travail du bois se perfectionne et les charrons , en Europe arrivent à créer des roues à rayons de bois cerclées de fer qui allient légèreté , souplesse et robustesse .
Il existait en Gaule deux types principaux de véhicules tractés.
Le plus léger dispose de deux roues et ne pose pas de problème de manœuvres particulier. Il peut être tracté par l’intermédiaire d’un timon central ; mais compte tenu de la charge limitée, les charrons romains préféraient la confection de brancards que l’on attelait à un animal de trait unique. La roue en bois cerclée de fer semble avoir acquis sa technologie définitive …..jusqu’au 20ème siècle !
Comme l’évolution d’une technique n’est pas linéaire il est intéressant de voir la technologie des roues d’une charrette viking.
Ce qui est frappant c’est de voir la finesse des rayons et l’importance du cercle de la roue ( peut-être la peur de s’embourber sur les chemins de terre ?) . Ce qui montre que la conception des roues reste une particularité locale , adaptée au terrain.
N’oublions pas que la « panne » la plus fréquente était de s’embourber ….jusqu’au moyeux !!
Mais revenons à l’antiquité , et c’est sur les pièces de monnaies grecque et romaines que l’on peut retrouver les meilleures représentations des chars et de leurs roues , sans cependant exclure les fantaisies du dessinateur .
Cependant au vu de la finesse des roues on ne s’étonnera pas que les chars de Pharaon se soient « embourbés dans la vase de la mer rouge !!
Un témoignage extraordinaire : les roues du char de la tombe de Toutenkamon !!
De tout l’empilement des objets contenus dans la tombe …ce sont les roues qui m’émerveillent le plus !!!)
ces roues sont peut-être les meilleurs témoignages de la technologie de l’époque pharaonique .
Par contre nous ne manquons pas de témoignages écrits ou dessinés de l’époque romaine , surtout sur les pièces de monnaie .
Voici donc le catalogue des chars romains représentés fidèlement sur les monnaies d’or , d’argent et de bronze:
les pièces sont présentées sans tenir compte de l’ordre chronologique )
Cette collection des pièces de monnaie ressemble à une revue du salon de l’auto , mais si l’on s’en tient à l’examen des roues on mesure la technicité des « charrons » de l’époque ! avec une préférence pour les roues à 6 rayons .
Ce qui est extraordinaire , c’est que cette technologie se soit perpétrée sans grande évolution jusqu’au milieu du 20ème siècle .
Mais revenons à la technologie de la roue …
j’ai personnellement , à 10 ans , (en 1942) passé des heures à admirer le travail du charron du Boulay (mon village natal) avec l’incroyable précision de l’assemblage des rayons et des jantes et surtout l’opération finale du cerclage avec un cercle de fer chauffé au rouge sur des fagots de bois , qui ensuite , refroidi par des seaux d’eau , resserrait définitivement la roue sur ses rayons de bois . une vraie « technologie » …de pointe !!
( c’est moi à droite sur le dessin !!)
Plus tard , ce sont les travaux sur la roue de l’automobile qui vont sonner le glas de la roue à rayons de bois .
La roue à rayon va se spécialiser plus tard dans le domaine des Cycles ,et des voitures de luxe !! mais cette évolution sort de mon propos .
On peut s’étonner de l’imprécision des dates d’apparition de la technologie de la roue dans les différentes régions du continent Indo-européen , mais les communications étaient lentes et les secrets des inventions jalousement gardés pour sauvegarder les supériorités commerciales et militaires .
Mais mon propos serait incomplet dans cette histoire de la roue si on ne parlait pas d’un élément capital dans la traction animale qui y est associée : la « domestication » du cheval :
Avant que l’on invente le collier d’épaule rigide , il y avait le collier de gorge qui étranglait le cheval ; donc avec des efforts de traction limités .
Alors que l’Empire romain se désintégrait, plusieurs facteurs contribuèrent à introduire le cheval dans le monde du travail : des transports et de l’agriculture .
Le premier facteur fut l’arrivée de chevaux plus lourds. Le cheval de trait fut développé à partir de chevaux introduits en Europe par les tribus germaniques du nord, où les races ont tendance à être plus lourdes que celles de la Méditerranée ou du Proche-Orient. Un deuxième facteur fut l’introduction en Europe du collier d’épaule. On ne sait pas exactement quand cette invention arriva de Chine. Dans les temps anciens, il y avait le collier de gorge qui limitait l’effort de traction possible .
Le collier d’épaule permit également aux fermiers de profiter davantage de la vitesse et de la force du cheval. Avec le cheval, ils purent cultiver des champs plus grands, et tirer des chargements plus lourds .
Il apparaît nécessaire de détailler cet accessoire essentiel dans la traction animale .Le collier d’épaule est un élément du harnais du cheval attelé pour tirer une charge, qui s’appuie sur les épaules, à la différence de son prédécesseur, le collier de cou , son apparition autour de l’an mille avait bouleversé l’agriculture avec la charrue à soc .
Je m’excuse de ne pas avoir cité toutes mes sources , multiples et variés ,autour de la roue ! je vous incite à chercher sur le web toutes les informations sur ce thème .Roues en bois :
Admiratif du travail du Charron de mon village natal , je viens de trouver sur internet un site qui détaille ce savoir-faire de précision : « écurie d’attelage La Combe du Puy.html : j’en extrais quelques passages :
La fabrication et la restauration traditionnelle des roues en bois de voitures à cheval
j’ai appris avec Marcel, un charron, la technique de
fabrication des roues en bois ferrées à chaud.
Ces connaissances disparaissent progressivement en même temps que les ouvriers charrons qui ont exercé ce métier jusque dans les années 1950. Il est donc important d’en sauvegarder une partie.
Pour fabriquer une roue, il faut toujours partir du centre…..En effet, c’est la taille de la boite (pièce métallique au centre de la roue) qui définie la taille du moyeu. Ce dernier va définir la taille des raies ou rayons (le nombre, toujours pair, va dépendre du diamètre et de l’usage de la roue). La dimension des jantes est liée à la taille des rayons. Enfin, le bandage métallique est choisi en fonction de la largeur des jantes.
Pour faire une roue, il faut utiliser 3 essences de bois:
- l’ormeau tortillard pour le moyeu. La qualité essentielle de ce bois est sa résistance à l’éclatement. Il ne doit pas fendre.
- L’acacia pour les rayons. Travaillé plein fil, il a une excellente résistance aux chocs et à la compression.
- Le frêne, ou l’ormeau, pour les jantes de voitures à cheval. Ces bois, assez fibreux, résistent à la flexion des bois imposée à la roue lors du serrage par le fer.
Aprés avoir tourné le moyeu au tour à bois, il faut le monter sur le diviseur pour pouvoir le mortaiser. En principe, les roues avant de voiture à 4 roues ont 12 rayons et les roues arrières ont 14 rayons. Le moyeu fini, il faut le cercler avec des cordons métalliques et une frette en fer pour éviter son éclatement lors de l’enrayage.
Les rayons sont préparés, il possèdent une forme particulière. Plus fin à l’avant, ils donnent à la roue une impression de finesse et de légèreté . Plus épais à l’arrière, ils assurent la solidité de la roue.
Ils sont enrayés à chaud, à la masse. cette opération est trés importante pour la durabilité de la roue.
Les jantes, tracées sur gabarit, rejoignent les rayons grâce à des mortaises/tenons coniques, chaque jante est reliée à l’autre par un tourillon en bois.
Des coins en bois d’acacia viennent bloquer les tenons et ainsi la roue en blanc (c’est à dire la roue en bois non ferrée).
La roue en bois, seule, n’est rien sans le fer…
C’est la contrainte d’un fer dont le périmètre intérieur est plus petit que le périmètre extérieur de la roue, qui achève l’ouvrage.
Pour monter le fer sur la roue, il faut dilater la matière par la chaleur.
Pour cela, un feu de bois est allumé au sol à l’intérieur duquel est déposé le fer.
Dans la construction de la roue, le ferrage est la phase la plus rapide mais aussi la plus spectaculaire. Elle reste néanmoins celle qui nécessite le plus de dextérité et de précision.
Une fois le fer en place, il est rapidement refroidi pour être ajusté.
Chapeau pour ce savoir faire conservé depuis la « nuit des temps »
Mais la roue a connu sa consécration avec la réalisation du Rover qui peut rouler sur la lune à une vitesse moyenne de 10-12 km-h avec des pointes à 16-19 km/h sur la lune. Avec un empattement de 2,29 m, il peut franchir des obstacles de 30, 5 cm de haut, des crevasses de 71, 1 cm avec toutes les roues en contact sur le sol. Il peut monter et descendre des pentes de 25°, et même s’ arrêter sur des versants de 35°.. C’ est à Delco Electronic que l’ on doit la conception des roues, des suspensions et du système de conduite du Rover.
Les roues ne sont pas gonflées contrairement aux roues de la brouette d’Apollo 14. Goodyear avait développé ses deux roues gonflés avec beaucoup de soucis. C’est à plat que partait les pneus de cette brouette. Dans le vide, le peu d’air présent le gonflait à sa taille normale. Sur la lune, malgré la faible pression de l’air, la brouette avait tendance à rebondir. Pour le rover, le système de suspension très élaboré permettait d’absorber les petites et grandes bosses du relief lunaire. Les roues du rover sont à treillis métallique, style cotte de maille, très légère. Ce treillis est le pneu proprement dit. Il est formé de fil d’acier, corde à piano de 0,08 mm de diamètre, ondulé à des intervalles de 0,47 cm, découpé en 800 brins de 81 cm de long, tressés à la main et mis en forme pour donner l’enveloppe qui est ensuite monté sur le disque de roue. La roue est formée d’un voile en aluminium relié au système de transmission par un moyeu en titane. Un amortisseur ultre léger, soutenu par des anneaux en titane, est relié au voile, assurant un appui supplémentaire à la roues et limitant son fléchissement lorsque elle heurte un obstacle. Pesant seulement 5,4 kg “terrestre”, elles ont coûté 85000 $ pièce ! Afin d’ éviter la projection de poussières, elles sont munies de garde boue orange qui évite aux astronautes d’être aspergés.
Il faudra compléter cette histoire lorsque des hommes irons sur mars !!!!!