Un mécanisme est un ensemble de pièces qui travaillent ensemble pour réaliser un mouvement ou une action. Chaque pièce remplit une fonction précise et c'est leur fonctionnement coordonné qui permet à une machine d'accomplir son travail. Les mécanismes sont présents dans presque tous les objets techniques, depuis une simple paire de ciseaux jusqu'aux robots industriels.

À quoi sert un mécanisme ?

Un mécanisme relie les différentes parties d'une machine afin de transmettre ou de transformer un mouvement. Il permet d'adapter le fonctionnement de la machine au travail qu'elle doit effectuer.

Selon sa conception, un mécanisme peut :

• transmettre un mouvement ;
• changer sa vitesse ;
• modifier sa direction ;
• transformer une rotation en déplacement rectiligne, ou l'inverse ;
• multiplier la force ou améliorer la précision d'un mouvement.

Des mécanismes partout

Les mécanismes sont utilisés dans un très grand nombre de machines. Une perceuse transmet la rotation du moteur jusqu'au foret. Les essuie-glaces transforment une rotation continue en un mouvement de va-et-vient. Une machine à coudre synchronise l'aiguille, le crochet et les griffes d'entraînement. Une montre mécanique fait tourner ses aiguilles grâce à un ensemble d'engrenages.

Dans les machines les plus complexes, plusieurs mécanismes fonctionnent en même temps. Une automobile, par exemple, associe la transmission, la direction, les freins, la suspension et de nombreux autres mécanismes qui doivent rester parfaitement synchronisés.

Des pièces qui travaillent ensemble

Un mécanisme est composé de nombreuses pièces : axes, engrenages, ressorts, leviers, roulements, courroies, chaînes ou encore bielle et manivelle. Chacune joue un rôle précis dans le fonctionnement de la machine.

Pour fonctionner correctement, toutes ces pièces doivent être bien ajustées. Les frottements sont limités grâce aux lubrifiants, aux roulements ou à des matériaux adaptés afin de réduire l'usure et d'améliorer le rendement.

Concevoir un mécanisme

Aujourd'hui, les ingénieurs utilisent des logiciels de conception assistée par ordinateur (CAO) pour dessiner les pièces et simuler leur fonctionnement avant leur fabrication. Cette méthode permet de vérifier que le mécanisme est solide, précis et fiable.

Au cœur des machines

Les mécanismes sont les éléments qui donnent vie aux machines. En associant plusieurs pièces capables de transmettre et de transformer les mouvements, ils permettent de réaliser des actions précises, répétitives et souvent impossibles à accomplir uniquement avec la force humaine.

Un excentrique est un mécanisme qui transforme un mouvement de rotation en un mouvement alternatif. Son principe ressemble à celui d'une came, mais sa forme est plus simple. Il est constitué d'un disque ou d'une pièce circulaire dont l'axe de rotation ne passe pas par le centre de la pièce : il est volontairement décalé.

Lorsque l'excentrique tourne, la distance entre son bord et l'axe de rotation varie en permanence. Un point situé sur sa périphérie se rapproche puis s'éloigne régulièrement de l'axe. En reliant ce point à une tige ou à une bielle, on obtient un déplacement de va-et-vient.

L'amplitude du mouvement dépend directement du décalage entre l'axe et le centre de l'excentrique. Plus ce décalage est important, plus le déplacement obtenu est grand. Cette caractéristique permet aux ingénieurs d'adapter précisément le fonctionnement du mécanisme aux besoins de la machine.

Contrairement à une came dont le profil peut produire des mouvements très variés, l'excentrique crée généralement un mouvement régulier et symétrique. Sa conception simple permet une fabrication facile, une bonne résistance mécanique et un fonctionnement fiable sur de nombreux cycles.

Les applications des excentriques

Les excentriques sont utilisés dans de nombreuses machines. Les anciennes machines à vapeur utilisaient déjà ce principe pour commander l'ouverture et la fermeture des soupapes. On les retrouve également dans certaines pompes, les compresseurs, les presses mécaniques, les machines-outils et les systèmes de serrage.

Les excentriques sont aussi utilisés pour produire volontairement des vibrations. Un petit disque déséquilibré fixé sur l'axe d'un moteur crée un mouvement oscillant. Ce principe est utilisé dans les téléphones portables, les manettes de jeu, les outils vibrants ou certains appareils de massage.

Un mécanisme utilisé pour les réglages

Un excentrique peut également servir à effectuer des réglages précis. En tournant légèrement la pièce, il est possible de déplacer une autre pièce de quelques millimètres afin d'ajuster une position ou une tension. Ce système est utilisé par exemple dans certains freins de vélo, des mécanismes de serrage ou des dispositifs industriels.

Comme les surfaces de contact subissent des frottements, les excentriques doivent être fabriqués dans des matériaux résistants et correctement entretenus. Une bonne lubrification limite l'usure et permet de conserver un mouvement précis et silencieux pendant longtemps.

Malgré le développement des commandes électroniques, les excentriques restent très présents dans la mécanique grâce à leur simplicité, leur robustesse et leur fiabilité. Avec une seule pièce dont l'axe est décalé, ils permettent de commander efficacement des mouvements répétés dans de nombreuses machines.