Roue

Uneroueest une piècemécaniquede forme circulaire tournant autour d'unaxepassant par son centre. La roue est l'une des huitmachines simples,et, de ce fait, est utilisée sous detrès nombreuses formes.

Une roue à rayons en bois équipée d'un bandage plein en caoutchouc.

Histoire

Origines de la roue

La roue et l'axe du marais de Ljubljana,Slovénie.C'est la plus ancienne véritable roue en bois datée à ce jour. Diamètre: 70cm.

Les traces de roues, des représentations de roues, des modèles réduits de roues, ou encore des vestiges de roues elles-mêmes, font leur apparition archéologiquement en différents lieux d'Europeet duProche-Orientvers la fin duNéolithique,mais la rareté et la dispersion des vestiges l'attestant ainsi que le potentiel de diffusion rapide propre à cette technologie posent d'importantes difficultés pour déterminer précisément le lieu et l'époque de l'invention des premières roues.

L'inventionde la roue a longtemps été attribuée àSumeren basseMésopotamiedans la seconde moitié duIV^emillénaireav. J.-C.,à la suite de l'interprétation depictogrammes.La roue de transport était alors considérée comme une invention dérivée du tour de potier également attestée à Sumer à cette époque. En réalité la première utilisation attestée de véhicules à roues en Mésopotamie date de la première moitié duIII^emillénaireav. J.-C.^{[réf. nécessaire]}.Mais lepot de Bronocice,découvert enPologneen 1974, présente un pictogramme gravé qui est la représentation d'un chariot à quatre roues et on estime sa datation à3500 ansav. J.-C.,de laculture des vases à entonnoir,ce qui a permis de mettre en doute l'origine sumérienne de la roue.

Des chariots à roue datant du début duIII^emillénaireav. J.-C.sont découverts dans leskourganesdes premiers peuplesindo-européenssupposés de laculture de Yamnaet des cultures dérivées, et deux chariots plus anciens sont découverts dans un kourgane de laculture de Maïkopdans leKoubanau nord duCaucase.Un jouet en forme de taureau à roues et d'autres indices attestent de la connaissance de la roue plus anciennement encore dans laculture de Cucuteni-TrypilliaenUkrainedès la première moitié duIV^emillénaireav. J.-C.,la culture de Cucuteni-Trypillia utilisait d'ailleurs aussi un tour de potier indépendamment de Sumer.Et enfin la découverte de vraies roues de véhicules en bois en Europe centrale datant de la fin duIV^emillénaireav. J.-C.a définitivement mis un terme à la théorie de l'invention sumérienne.

La plus ancienne véritable roue en bois montée sur un axe qui a pu être conformément datée a été découverte en 2002 enfouie dans un marais (facilitant la conservation) près deLjubljanaenSlovénie.Cetartéfactnéolithiqueest daté au radiocarbone de 3340-3030av. J.-C.pour la roue et de 3360-3045av. J.-C.pour l'axe. Mais laroue du marais de Ljubljana(en)n'est pas isolée et d'autres roues de la même période sont maintenant connues en Europe centrale. Deux techniques distinctes d'assemblage roue-axe sont actuellement identifiées en Europe pour les premières roues duNéolithique:un type de construction de chariot péri-alpin trouvé dans lessites palafittiques autour des Alpesoù la roue et l'axe tournent ensemble, comme c'est le cas de la roue de Ljubljana Marshes, et une technique connue dans laculture de BadenenHongrieoù l'axe reste fixe. Les deux techniques semblent contemporaines et sont attestées entre 3200 et 3000av. J.-C.

On suppose que les civilisations de l'Amérique précolombienne(notamment Aztèque, Tiwanaku, Aymara,Inca,Maya) n'utilisaient pas la roue, pourtant celle-ci et son mécanisme (roue et axe) sont représentées dans divers objets enterre cuitetrouvés dans l'aire Maya, notamment à Tres Zapotes (200 à 900 après J.-C.), et considérés comme des jouets. Parmi les hypothèses suggérées,Alain Grasévoque le choix de certaines cultures de ne pas s'engager dans des trajectoires technologiques, accessibles en termes de faisabilité mais jugées non souhaitables par les dirigeants. PourRaphaël Meltz,le relief, l'épaisse végétation et les nombreuxponts en cordesseraient une explication.Jared Diamondpense pour sa part que seules les civilisations qui disposaient d'animaux de trait (ce qui n'était pas le cas desAmérindiens) ont utilisé des attelages; la roue n'étant pas utile pour les autres.La roue était également inconnue enAfrique subsaharienne(à l'exception de laCorneafricaine depuis longtemps liée culturellement avec le Proche-Orient), ainsi qu'enOcéanie,jusqu'à son apport par lacolonisation européenne.

Les premières roues étaient pleines, enbois,souvent constituées de trois ou quatre pièces assemblées.

Expansion duchar de combatléger en Eurasie durant l'âge du bronze, depuis laculture de Sintashtadans le sud de l'Oural.

Les roues à rayons et à jantes, à la fois bien plus légères et plus stables, apparaissent vers2000 ans av. J.-C.dans laculture de Sintashta,une culture indo-européenne au sud de l'Oural.Il s'agit alors des premierschars de combatlégers, rapides et maniables, tirés par des chevaux. Cette technologie a probablement beaucoup contribué à l'expansion deslangues indo-iraniennesen Asie du Sud depuis lasteppe d'Eurasie centrale,mais la technique se diffuse aussi rapidement à d'autres peuples. La pratique de l'enterrement des chars et des chevaux dans deskourganesavec leurs propriétaires défunts a permis aux archéologues d'en découvrir un grand nombre et de suivre son expansion géographique. Ainsi, les chars de combat avec roues à rayons et jantes se répandront rapidement dans toute l'Eurasie, en même temps que les chevaux domestiques, de l'Europe jusqu'à la Chine, l'Inde et l'Égypte, durant leII^emillénaireav. J.-C..La roue semble faire son apparition pour la première fois en Égypte et en Chine avec l'arrivée de ces chars de combat.

Développements modernes

Roue d'avion et son pneumatique à l'inspection, dans lesannées 1940.

La roue est uneinventionqui constitue un des fondements destransports routiers.Elle permet de déplacer sur terre des charges importantes sur de longues distances, en réduisant lesforcesdefrottement.Elle est indispensable dans la plupart des moyens detransports terrestresmais aussi pour d'autres moyens de transport tels que les avions (train d'atterrissagepar exemple).

Les roues étaient solidaires de l'essieudans un premier temps, celui-ci constituant alors un axe reliant deux roues situées de part et d'autre de la caisse. Pour réduire le frottement entre l'axe et le châssis reposant sur lui, divers procédés ont été mis au point, dont notamment un trou dans un madrier faisant office demembrure,ce trou étant garni de galets lubrifiés avec de l'huile(l'ancêtre du roulement à billes).

Toujours dans le but de réduire les frottements, les roues sont désormais montées sur leur axe par l'intermédiaire deroulements à billes ou à rouleaux,ou de paliers hydrodynamiquesqui ont l'intérêt de permettre uneliaison mécaniquefiable.

La roue existe aussi comme modèle électrique d'induction de mouvement, avec laroue de Barlowqui en est la plus connue, laquelle génère une rotation continue.

Différents types

Applications mécaniques

Roue àaubesd'unmoulin.

Il existe différents types de roues:

• Une roue, sur un véhicule, peut être uneroue à rayonsou uneroue pleine.Uneroue de véloest très souvent une roue à rayons, uneroue ferroviairepeut être des deux types.
• Uneroue folleouroue libreest une roue non motrice pourvue d'un axe libre décalé, pour un pivotage automatique. Les roues folles (qui ne transmettent pas d'énergie) n'ont pour fonction que le guidage et le support d'une charge (roue de remorque ouroue directricede véhicule). La roue libre est aussi un dispositif mécanique dont le rôle est d'interdire la rotation d'un axe dans un des deux sens.
• Une roue est ditedentéelorsqu'elle transmet le mouvement par engrenage par le biais dedentsgarnissant son pourtour. Le nom depignonest donné aux plus petites roues dentées.
• Unmoteur-rouecomprend à la fois la roue et les organes de propulsion.
• Laroue à aubesest une roue comportant des sortes decuillèresou palettes (lesaubes). Elle était utilisée dans lesmoulins à eauainsi que dans les anciensbateaux à vapeur.

Uneroue peut être motricelorsqu'elle est en sortie d'une chaîne de transmission d'énergie, ou réceptrice lorsqu'elle est en entrée de cette chaîne.

En robotique, ou pour des chariots de manutention, on emploie desroues holonomes,ou desroues mecanum,constituées d'unmoyeumuni de galets disposés en périphérie. Cette disposition permet de créer des engins se manœuvrant dans un encombrement bien plus réduit que les véhicules à essieux articulés.

Roue de wagons en papier/carton (fin du XIXe siècle)

Au XIXe siècle, des roues dewagonsont été fabriquées enpapier-cartoncerclé d'acier. Elles étaient plus chères, mais plus solides que les roues de fer de l'époque.

En1869,Richard Norton Allen àBrandon (Vermont)met en service ses roues de wagon en papier sur lesPullman sleeping cars.Trois diamètres de roues (respectivement 65, 73 et 105 cm, soit 26, 33 et 43 pouces de diamètre) étaient alors fabriqués et utilisés durant quelques décennies en Amérique. Elles étaient construites par les ateliers de laAllen Paper Car Wheel Companyà partir decarton de paille,carton ordinaire du commerce obtenu en cuisant de la paille pour en faire de lapâte à papier.

Trois cercles de papier étaient collés entre eux à partir de colle de pâte, puis des feuilles triples ainsi contrecollées étaient collées entre elles, jusqu'à obtenir une épaisseur de 90 à 120 cm. Cet épais disque de papier était alors soumis durant 3 heures à une forte pression (650 tonnes), puis il était séché durant 15 jours (à 120° Fahrenheit) pour en extraire toute trace d'humidité.
Les disques obtenus étaient à nouveau collés par trois (en moyenne), puis à nouveau séchés pour donnerin fineun disque de 8 à 13 cm d'épaisseur. Une fois sec, le disque de papier était placé sur un tour et cerclé d'un bandage d'acier. Ce bandage n'était pas posé à chaud, mais fixé autour du papier par une presse hydraulique (3 000 livres par pouce carré). Un moyeu était ensuite posé au centre, maintenu par des fers méplats disposé des deux côtés du disque et fixés entre eux par desboulonstraversant le disque.
Au début des années1880,l'atelier en fabriquait environ 750 par mois. La roue de papier coûtait plus cher (80 dollars, soit 400 francs de l'époque, contre 15 dollars (75 fr) pour sa concurrente en fer, mais l'investissement était rentabilisé par le fait que la roue de papier parcourait en moyenne 400 000 km avant de devoir être changée, contre 160 000 km pour la roue de fer).La résistance de cette roue était attribuée au fait que les fibres cellulosiques du disque de papier-carton absorbaient mieux les vibrations que le fer. Selon un article de1882dans la revueLa Nature,« Le disque de papier est pratiquement indestructible, et il suffit d'y ajouter un nouveau bandage lorsque l'ancien et usé. Depuis dix ans que les roues en papier sont utilisées par laPullman Palace Car Company,il n'est arrivé aucun accident causé par la rupture d'une roue. Qui donc aurait cru il y a quinze ans que les roues de wagon en papier seraient meilleures et plus sûres que les roues en fer? ».

Le progrès faits dans la fabrication de l'acier rendront ce type de roues obsolète.

Loisirs

Grande rouede fête foraine.

• Unegrande roueest une attraction foraine constituée d'une roue gigantesque.
• La roue pourrongeursest un accessoire de sport destiné auxsouris,hamstersetgerbilles.
• Uneroue à carillonsest un instrument de musique.

Symbolique

Drapeau de la communautéRom.

La roue est unsymbolefréquent dans certainsmythesdécoratifs de l'architecture,comme symbole de la vie, du temps ou du destin. Elle symbolise les cycles, les recommencements, les renouvellements. C'est un symbole solaire dans la plupart des traditions. Elle est un des attributs de laFortunaou deNémésisantiques. Elle est associée à certainssaintsetmartyrsde la religion chrétienne, comme instrument de torture, commeCatherine d'Alexandrie.Dans le symbolisme chrétien développé par lePseudo-Denys l'Aréopagite,la roue symbolise le déroulement de la révélation divine. Ce symbolisme a été repris par certains alchimistes commeClovis Hesteau de NuysementetFulcanelli.

Dans lebouddhisme,elle est laRoue du dharma,la Roue de la Loi,Dharmachakra,symbole représentant l'enseignement duBouddha.

Laroue de fortuneest une des lames dutarot.Elle est issue du concept mythologique deroue de la fortune.

La roue est présente sur le drapeau de la communautéRom.

Description

La roue est constituée principalement de trois parties:

1. lemoyeu,au centre, qui assure le guidage en rotation par rapport au support (châssis ou bras); son diamètre étant généralement très petit devant celui de la jante, l'effet des frottements entre le moyeu et le palier s'en trouve réduit. Dans le cas particulier de laroue sans moyeu(en)(inventée parFranco Sbarro), l'axe central est creux et fait presque la taille de la roue, donnant l'impression d'être absent.
2. lajante,à la périphérie, sur laquelle se fixe le bandage (ou bande de roulement), souvent rapporté; au contact de la jante avec le sol, le frottement de glissement se substitue au frottement de roulement. Cet effet combiné au précédent contribue au rendement du dispositif.
3. lesrayonsou levoile,qui composent la structure intermédiaire entre le moyeu et la jante. Les rayons peuvent être en bois ou en métal de type fil. Le voile est un élément en tôle emboutie, qui peut être plein ou ajouré avec des ouïes. Il est soudé ou riveté à l'intérieur de la jante, et peut ou non comporter un moyeu. Dans ce dernier cas, la roue est fixée au moyeu faisant partie de l'essieupar des vis ou des écrous.

Galerie

• Différents types de roues
• 
  Roue de bronze deStade (Allemagne),âge du bronze.
• 
  Roue dans un atelier decharron,Pays de Galles,1964.
• 
  Roues avec et sanspneumatiquesdes2 CV.
• 
  Éléments d'unMeccano.
• 
  Roue àaubesd'unmoulin,Jianxi(Chine).
• 
  Roue d'Orffyreus tentative demouvement perpétuel.

Expressions

Plusieurs expressions courantes montrent l'importance et l'omniprésence de la roue dans nos sociétés:

• « en roue libre »:sans contrôle, sans contrainte (ni régulation ni frein).
• « mettre des bâtons dans les roues »:chercher à entraver une affaire, multiplier les obstacles envers un projet.
• « démarrer sur les chapeaux de roue »:démarrer en trombe, à toute vitesse (abus de langage dérivé de l'expression d'origine« prendre un virage sur les chapeaux de roue »).
• « pousser à la roue »:aider, favoriser, contribuer.
• « être la cinquième roue du carrosse »:compter pour rien, être inutile.
• « faire la roue »:figure degymnastique;comportement dupaon mâle.
• «réinventer la roue»:refaire inutilement quelque chose qui a déjà été fait.
• « comme sur des roulettes »:avec facilité.

Annexes

Articles connexes

• Volant
• Essieu
• Moyeu
• Roue ferroviaire
• Grande roue
• Rueda de casino(salsapratiquée en cercle)
• Rouelle (Antiquité)
• Roue de vélo
• Roue à rayons
• Dharmachakra(un symbolebouddhique)
• Roue mecanum
• Pneumatique (véhicule)

Bibliographie

• Georges Forestier,La Roue, étude paléo-technologique,Berger-Levrault, 1900
• (en)David W. Anthony,The Horse, the Wheel, and Language. How Bronze-Age Riders from the Eurasian Steppes Shaped the Modern World,Princeton University Press, 2010
• (en)Richard Bulliet(en),The Wheel. Inventions & Reinventions,Columbia University Press, 2016
• Raphaël Meltz,Histoire politique de la roue,La Librairie Vuibert, 2020

Liens externes

• Notices dans des dictionnaires ou encyclopédies généralistes:

  • Britannica
  • Den Store Danske Encyklopædi
  • Gran Enciclopèdia Catalana
  • Store norske leksikon
  • Treccani
  • Universalis
• Notices d'autorité:

  • GND
  • Japon
• « La fortune de la roue »,Eurêka,France Culture, 19 juillet 2021.