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.

La boîte de vitesses permet d'adapter la vitesse de rotation et le couple mécanique transmis par un moteur. Grâce à elle, un véhicule ou une machine peut démarrer facilement, gravir une pente, transporter une charge ou rouler rapidement tout en utilisant le moteur dans les meilleures conditions.

Pourquoi changer de vitesse ?

Un moteur fonctionne efficacement dans une plage de vitesses limitée. S'il tourne trop lentement, il manque de puissance. S'il tourne trop vite, il consomme davantage d'énergie et s'use plus rapidement.

La boîte de vitesses permet donc de choisir le rapport de transmission le mieux adapté à chaque situation.

Le fonctionnement de la boîte de vitesses

Une boîte de vitesses contient plusieurs engrenages de tailles différentes. En sélectionnant une paire d'engrenages, on modifie le rapport entre la vitesse du moteur et celle des roues.

En première vitesse, les roues tournent lentement mais reçoivent une force importante. Le véhicule peut ainsi démarrer facilement ou gravir une côte.

En passant progressivement aux vitesses supérieures, les roues tournent de plus en plus vite tandis que le couple transmis diminue. Le véhicule peut alors rouler rapidement sans que le moteur tourne excessivement vite.

Du démarrage à la vitesse de croisière

Au démarrage, le conducteur utilise la première vitesse. Lorsque le véhicule accélère, il passe en deuxième, puis en troisième, et ainsi de suite.

À vitesse élevée, le moteur tourne moins vite pour une même vitesse du véhicule. Cela réduit le bruit, l'usure et la consommation de carburant ou d'énergie.

Les différents types de boîtes de vitesses

Les boîtes manuelles nécessitent l'utilisation d'un embrayage pour changer de rapport.

Les boîtes automatiques sélectionnent elles-mêmes le rapport le plus adapté selon la vitesse du véhicule et la puissance demandée.

Les boîtes robotisées utilisent un embrayage commandé automatiquement, tandis que les boîtes à variation continue (CVT) ne possèdent pas de rapports fixes. Elles utilisent des poulies à diamètre variable reliées par une courroie ou une chaîne spéciale afin d'adapter le rapport de transmission en continu.

Des applications variées

Les boîtes de vitesses équipent les voitures, les camions, les tracteurs, les motos, les grues, les machines agricoles et de nombreuses machines industrielles.

Les vélos à vitesses utilisent le même principe. En changeant de pignon ou de plateau, le cycliste modifie le rapport de transmission pour pédaler plus facilement dans une montée ou rouler plus vite sur le plat.

La lubrification

Les engrenages de la boîte de vitesses baignent dans une huile de lubrification. Cette huile réduit les frottements, limite l'usure, refroidit les pièces et évacue les particules métalliques produites pendant le fonctionnement.

Une huile usée ou un niveau d'huile insuffisant peuvent provoquer une usure rapide des engrenages et des roulements. C'est pourquoi les boîtes de vitesses doivent être entretenues selon les recommandations du constructeur.