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Les mécanismes réversibles et non réversibles
Fiche | Sciences et technologies
Secondaire
3-4
Les mécanismes réversibles
Un mécanisme réversible est un mécanisme dont un organe mené peut devenir l’organe menant, et vice versa.
Un mécanisme dit réversible signifie que les fonctions de ses différents composants peuvent être interchangées, c’est-à-dire qu’un organe mené peut devenir l’organe menant et vice versa.
La réversibilité d’un mécanisme n’a pas de lien avec le sens de rotation de ses composants.
Un mécanisme qui permet de modifier le sens de rotation de ses composants n’est pas forcément réversible.
Voici les mécanismes réversibles étudiés au secondaire.
Les mécanismes de transmission du mouvement réversibles
Les mécanismes de transformation du mouvement réversibles
Ce mécanisme à roues dentées est réversible, puisque les deux roues dentées peuvent assurer la fonction d’organe menant ou d’organe mené.
Ainsi, le mouvement de rotation de la roue dentée bleue peut entrainer le mouvement de rotation de la roue dentée jaune.
De la même manière, le mouvement de rotation de la roue dentée jaune peut entrainer le mouvement de rotation de la roue dentée bleue.
Un mécanisme à roues dentées
La transmission d’un vélo comprend un mécanisme à roues dentées et à chaine. La roue dentée du pédalier est appelée plateau et la roue dentée de la roue arrière est appelée pignon. Ce mécanisme est réversible, puisque le plateau et le pignon peuvent assurer la fonction d’organe menant ou d’organe mené.
Ainsi, le mouvement de rotation du plateau peut entrainer le mouvement de rotation du pignon par l’intermédiaire de la chaine.
De la même manière, le mouvement de rotation du pignon peut entrainer le mouvement de rotation du plateau par l’intermédiaire de la chaine.
Un mécanisme à chaine et à roues dentées dans un vélo
Pour savoir si un mécanisme est réversible, on doit se poser les questions suivantes.
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Est-ce que l’organe menant peut devenir l’organe mené?
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Est-ce que l’organe mené peut devenir l’organe menant?
Si les réponses sont oui, le mécanisme est réversible.
Si les réponses sont non, le mécanisme est non réversible.
Les avantages de la réversibilité (4e secondaire)
La réversibilité d’un mécanisme peut s’avérer un avantage dans la conception d’un objet technique.
Un tirebouchon comprend un mécanisme à pignons et à crémaillère. Ce mécanisme est réversible, puisque les pignons et la crémaillère peuvent assurer la fonction d’organe menant ou d’organe mené.
Un tirebouchon
Adapté de Kmeel films, Shutterstock.com
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La crémaillère est l’organe menant et les pignons sont les organes menés.
La crémaillère assure la fonction d’organe menant du mécanisme lorsqu’on enfonce la vis dans un bouchon de liège. Dans ce cas, le mouvement de translation de la crémaillère entraine le mouvement de rotation des pignons.
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Les pignons sont les organes menants et la crémaillère est l’organe mené.
Les pignons assurent la fonction d’organes menants du mécanisme lorsqu’on retire le bouchon de liège. Dans ce cas, le mouvement de rotation des pignons entraine le mouvement de translation de la crémaillère.
Si le mécanisme était non réversible, le tirebouchon permettrait de faire une seule de ces deux options, puisqu’un même élément ne pourrait être à la fois l’organe mené et l’organe menant. Ainsi, son utilisation serait beaucoup moins pertinente.
Les mécanismes non réversibles
Un mécanisme non réversible, aussi appelé mécanisme irréversible, est un mécanisme qui peut être actionné par un seul composant, appelé l’organe menant.
Dans un mécanisme non réversible, la fonction d’organe menant ne peut être assurée que par un seul composant.
Si on applique une force sur le composant qui est normalement l’organe mené, le composant qui est normalement l’organe menant ne peut pas se mettre en mouvement. La plupart du temps, le mécanisme est bloqué.
Voici les mécanismes non réversibles étudiés au secondaire.
Le mécanisme de transmission du mouvement non réversible
Les mécanismes de transformation du mouvement non réversibles
Un bâton de colle comprend un mécanisme à vis et à écrou. Ce mécanisme est non réversible, puisque la fonction d’organe menant ne peut être assurée que par la vis et la fonction d’organe mené, que par l’écrou.
Ainsi, le mouvement de rotation de la vis entraine le mouvement de translation de l’écrou.
Enfoncer l’écrou en appuyant sur la colle n’entraine pas le mouvement de rotation de la vis. En effet, aucun mouvement ne se produit, puisque le mécanisme est bloqué.
Un mécanisme à vis et à écrou dans un bâton de colle
Pour savoir si un mécanisme est non réversible, on doit se poser les questions suivantes.
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Est-ce que l’organe menant peut devenir l’organe mené?
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Est-ce que l’organe mené peut devenir l’organe menant?
Si les réponses sont oui, le mécanisme est réversible.
Si les réponses sont non, le mécanisme est non réversible.
Les avantages de la non-réversibilité (4e secondaire)
Le fait qu’un mécanisme soit non réversible peut s’avérer un avantage dans la conception d’un objet technique.
Une clé à molette comprend un mécanisme à vis sans fin et à crémaillère. Ce mécanisme est non réversible, puisque la fonction d’organe menant ne peut être assurée que par la vis sans fin et la fonction d’organe mené, que par la crémaillère.
Ainsi, le mouvement de rotation de la vis sans fin entraine le mouvement de translation de la crémaillère.
Enfoncer la crémaillère en appuyant sur la mâchoire mobile n’entraine pas le mouvement de rotation de la vis sans fin. En effet, aucun mouvement ne se produit, puisque le mécanisme est bloqué.
Le fait que ce mécanisme soit non réversible est un avantage dans le cas de la clé à molette parce qu’il est un mécanisme autobloquant. La mâchoire mobile ne peut pas se desserrer à moins qu’on applique une force sur la vis sans fin.
Un mécanisme à vis et à crémaillère dans une clé à molette