Dans une machine, le mouvement produit par un moteur ou par une personne doit être transmis jusqu'à la pièce qui effectue le travail. Cette fonction est assurée par les systèmes de transmission, qui transportent le mouvement et les efforts d'un mécanisme à un autre.

Sans système de transmission, un moteur tournerait simplement sur lui-même. Il ne pourrait ni faire avancer une voiture, ni entraîner une perceuse, ni faire tourner les roues d'un vélo ou les pales d'un ventilateur.

À quoi sert une transmission ?

Une transmission relie la source d'énergie à la partie de la machine qui réalise le travail. Elle permet d'amener le mouvement là où il est nécessaire, même lorsque le moteur est éloigné.

Selon les besoins, elle peut aussi modifier le mouvement afin de rendre la machine plus efficace.

Une transmission peut notamment :

• transmettre un mouvement d'un axe à un autre ;
• modifier la vitesse de rotation ;
• augmenter ou diminuer la force transmise ;
• changer le sens ou la direction du mouvement ;
• transmettre le mouvement à distance.

Les principaux systèmes de transmission

Il existe plusieurs façons de transmettre un mouvement. Chaque système possède des qualités qui le rendent adapté à certaines machines.

• Les engrenages transmettent une rotation avec une grande précision.
• Les courroies relient des poulies parfois éloignées l'une de l'autre.
• Les chaînes transmettent des efforts importants sans glissement.
• Les arbres de transmission transportent une rotation entre plusieurs mécanismes.
• Les câbles permettent de déplacer ou de soulever des charges.
• Les transmissions hydrauliques et pneumatiques utilisent un fluide sous pression pour transmettre l'énergie.

Des transmissions dans la vie quotidienne

Les systèmes de transmission sont présents dans de nombreuses machines. Un vélo utilise une chaîne pour entraîner la roue arrière. Une automobile associe plusieurs transmissions entre le moteur et les roues. Un ascenseur ou un téléphérique utilisent des câbles, tandis qu'une montre mécanique emploie de nombreux engrenages.

Il est fréquent qu'une même machine combine plusieurs systèmes de transmission afin d'obtenir le mouvement recherché.

Choisir la bonne transmission

Le choix d'un système dépend de nombreux critères : la puissance à transmettre, la vitesse souhaitée, la distance entre les pièces, la précision, le bruit, le rendement ou encore la facilité d'entretien.

Les ingénieurs choisissent toujours la solution la mieux adaptée à l'utilisation de la machine. Une transmission bien conçue améliore les performances, limite l'usure des pièces et réduit les pertes d'énergie.

Au cœur de toutes les machines

Les systèmes de transmission jouent un rôle essentiel en mécanique. Ils assurent le lien entre la source d'énergie et le mécanisme qui réalise le travail.

Qu'il s'agisse d'un simple vélo ou d'une machine industrielle, ils permettent de transmettre le mouvement avec efficacité, précision et fiabilité. C'est pourquoi ils sont présents dans la plupart des machines utilisées aujourd'hui.

Un arbre de transmission est une pièce mécanique qui transmet un mouvement de rotation et un couple mécanique d'un élément à un autre. C'est une tige rigide, généralement cylindrique, qui tourne sur elle-même pour transporter la puissance produite par un moteur jusqu'au mécanisme qui doit effectuer le travail.

Le fonctionnement d'un arbre de transmission

Lorsqu'un moteur tourne, il entraîne l'arbre de transmission. Celui-ci transmet la rotation jusqu'à un autre mécanisme, comme une boîte de vitesses, un différentiel, une pompe ou une hélice.

Contrairement aux courroies ou aux chaînes, qui transmettent le mouvement grâce à des éléments souples, l'arbre est une pièce rigide. Il permet de transmettre des puissances importantes avec très peu de pertes.

Résister aux efforts

Pendant son fonctionnement, l'arbre est soumis à un effort de torsion. Plus le moteur fournit de puissance, plus le couple transmis est important.

Pour résister à ces efforts, les arbres de transmission sont fabriqués en acier allié ou en matériaux composites. Leur diamètre et leur longueur sont calculés afin d'éviter toute déformation ou rupture.

Les roulements et les accouplements

L'arbre de transmission tourne à l'intérieur de roulements qui réduisent les frottements et facilitent sa rotation.

Lorsque plusieurs arbres doivent être reliés, on utilise des accouplements ou des joints. Ces dispositifs permettent de transmettre le mouvement même si les axes ne sont pas parfaitement alignés ou s'ils changent légèrement de position pendant le fonctionnement.

Les arbres de transmission dans les véhicules

Les arbres de transmission sont utilisés dans les automobiles, les camions, les tracteurs, les motos, les navires et les hélicoptères.

Dans une voiture à propulsion, l'arbre de transmission relie la boîte de vitesses au différentiel, qui transmet ensuite le mouvement aux roues arrière.

Dans un hélicoptère, plusieurs arbres transmettent la puissance du moteur jusqu'au rotor principal et au rotor de queue.

Les applications industrielles

Les arbres de transmission sont également présents dans les pompes, les compresseurs, les machines agricoles, les éoliennes, les convoyeurs et de nombreuses machines-outils.

Ils permettent de transmettre la puissance entre différents mécanismes, même lorsque ceux-ci sont éloignés les uns des autres.

L'équilibrage et l'entretien

Lorsqu'un arbre tourne à grande vitesse, il doit être parfaitement équilibré. Un mauvais équilibrage provoque des vibrations qui peuvent endommager les roulements et les autres pièces de la machine.

Un entretien régulier consiste à vérifier l'état des roulements, des accouplements et de la lubrification. Dans certaines installations industrielles, des capteurs surveillent également les vibrations et la température afin de détecter une anomalie avant qu'une panne ne se produise.