La vis est une machine simple qui permet de fixer solidement des objets, de soulever des charges ou de transformer un mouvement de rotation en un déplacement rectiligne. Utilisée depuis l'Antiquité, elle est aujourd'hui présente dans une multitude d'objets, des meubles aux machines industrielles, en passant par les véhicules et les outils du quotidien.

Le fonctionnement d'une vis

Une vis est constituée d'une tige cylindrique autour de laquelle s'enroule une rainure en spirale appelée filetage. Lorsque la vis tourne, ce filetage avance progressivement dans un matériau ou dans un écrou.

La distance parcourue par la vis pendant un tour complet correspond au pas de vis. Un petit pas de vis permet d'obtenir un déplacement plus lent mais une force plus importante, tandis qu'un grand pas permet un déplacement plus rapide.

La vis, un plan incliné particulier

D'un point de vue mécanique, une vis est un plan incliné enroulé autour d'un cylindre. Au lieu de déplacer directement un objet en ligne droite, la rotation transforme progressivement le mouvement en un déplacement précis.

Ce principe permet d'exercer de grandes forces avec un effort limité. C'est pourquoi une petite rotation d'une poignée peut par exemple serrer fortement deux pièces métalliques ou soulever une charge importante.

Les utilisations des vis

Les vis sont utilisées dans de nombreux domaines. Elles permettent d'assembler des pièces en bois, en métal ou en plastique, mais elles servent aussi dans les presses, les étaux, les crics automobiles et certains systèmes de levage.

Dans un cric automobile, par exemple, la rotation d'une manivelle fait avancer une vis qui soulève progressivement le véhicule. Un petit effort appliqué plusieurs fois permet ainsi de déplacer une charge très lourde.

Le choix d'une vis

Toutes les vis ne sont pas identiques. Leur longueur, leur diamètre, leur forme de tête et leur type de filetage sont choisis selon l'utilisation prévue.

Une vis à bois possède un filetage adapté pour pénétrer dans les fibres du bois. Une vis destinée au métal doit au contraire être suffisamment résistante pour supporter les efforts et les vibrations.

Les fabricants choisissent également les matériaux de fabrication afin d'obtenir une bonne résistance mécanique et une protection contre la corrosion.

Les frottements et le rendement

Le fonctionnement d'une vis dépend fortement des frottements entre le filetage et les pièces en contact.

Dans certains cas, ces frottements sont utiles : ils empêchent une vis de se desserrer toute seule sous l'effet des vibrations. Dans d'autres mécanismes, ils sont réduits grâce à des lubrifiants ou à des systèmes de roulement afin d'améliorer le rendement et de limiter l'usure.

Les vis de précision

Certaines vis sont conçues pour déplacer des pièces avec une très grande précision. Les microscopes, les machines-outils, les imprimantes 3D ou certains robots utilisent des vis de précision capables de réaliser des déplacements extrêmement fins.

Dans ces systèmes, chaque rotation correspond à un déplacement parfaitement contrôlé. Cette précision est indispensable dans les domaines scientifiques et industriels où quelques fractions de millimètre peuvent être importantes.