- I. Présentation du projet
Notre projet consiste à réaliser un dossier d'avant projet de réalisation d'une réplique du fardier de Cugnot à l'échelle 1/1 en état de fonctionnement. Ce dossier devra entre autre comporter un cahier des charges traitant les aspects techniques et économiques du projet. Il comportera également un devis concernant la réalisation du fardier.
- 1. Objectifs
- Les objectifs de ce projet sont :
- - De vérifier les performances du fardier, à savoir : la vitesse, l'autonomie et les résistances des principales pièces.
- De reconcevoir le fardier de façon à supprimer un maximum de points faibles tout en respectant les solutions techniques de l'époque. En d'autres termes, le projet consiste en quelque sorte à donner à Mr Cugnot une nouvelle possibilité de réaliser un nouveau prototype.
- De chercher des partenaires pour la réalisation de la réplique dans un souci de diminuer au maximum les coûts.
- 2. Client
- Le client de ce projet est la commune de Void-Vacon. C'est la commune de naissance de N-J Cugnot.
- 3. Ressources
- Nos ressources sont
- Coordinateur du projet : M. Barbieux
Tuteur industriel sur Paris : M. Génisson
Tuteur local : M. Boone
- 4. Contraintes
- Ce projet doit respecter les contraintes suivantes :
- La construction de la réplique devra être réalisée par des artisans, des entreprises locales et/ou des personnes bénévoles.
Le budget alloué à ce projet est limité. La recherche de partenaires sera donc une étape importante du projet.
- 4. Résultats attendus
- Nous devrons fournir à la fin de ce projet les résultats suivants :
- L'avant projet relatif à la construction de la réplique (plan, calculs de dimensionnements…).
Un devis détaillé pour la construction de la réplique.
- II. Historique
- 1. Vie de N-J Cugnot
- Les renseignements biographiques sur Nicolas-Joseph Cugnot sont peu abondants et il n'existe aucun portrait. Il est né en Lorraine à Void-Vacon, petite bourgade meusienne entre Ligny en Barois et Toul. De parents cultivateurs, il est né le 26 février 1725 (et non pas le 25 février 1735 comme l'indique certains ouvrages. Il est mort le 7 octobre 1804 à Paris.
Concernant sa jeunesse et ses années de formation, les historiens ne savent rien de certain. Cependant ce devait être un élève studieux. On sait qu'il fit des études d'ingénieur militaire dans le Corps Royal du Génie à Mézières dans les Ardennes. Il exercera d'abord ses talents en France. En 1748, alors qu'il réside à Vienne, il signe un engagement de 15 ans au service des armées impériales autrichiennes lorsque François III devient empereur d'Autriche sous le nom de François Ier. Il se trouve sous le commandement du général d'artillerie Gribeauval et fait la connaissance de M. Choiseul, ambassadeur du roi de France.
Durant cette époque, il prend connaissance des travaux de l'Allemand Jakob Leupold (1674- 1727), "Theatrum Machinarum" publié en 1724. Ce livre répertorie toutes les machines à vapeur fabriquées jusqu'en 1724. Au moment de la guerre de Sept Ans, il est en Allemagne.
En 1763, il quitte l'armée et s'installe à Paris.
A partir de cette époque, Cugnot commença à rédiger des ouvrages militaires et à réaliser quelques inventions militaires dont les idées lui étaient venues au cours des différentes campagnes. Il aurait inventé un nouveau type de fusil à chargement par la culasse qui fut accueilli avec intérêt par les ingénieurs militaires de Louis XV. En 1766, il fit imprimer “Eléments de l'art militaire ancien et moderne”, puis en 1768, il publia “Théorie de la fortification” suivit d'une description et d'une planche topographique de son invention.
L'ouvrage “La fortification de campagne théorique et pratique” suivit les deux précédents.
Le nom de Nicolas Cugnot commençait à devenir connu, lorsqu'en 1769, il présenta son projet de voiture à vapeur. Remarqué par le général de Gribeauval et le ministre Choiseul, il fut autorisé à exécuter aux frais de l'Etat le premier fardier. Le modèle fut donc exécuté par les services de l'artillerie.
Les premiers essais furent réalisés quelques jours avant le 23 octobre 1769 dans l'Arsenal de Paris. On ne connaît pas vraiment les dimensions du premier modèle réalisé. Il semblerait qu'il était à l'échelle 1/2. On sait juste que ce premier fardier pouvait transporter 4 personnes. Il se déplaçait de 1800 à 2000 toises (environ 4 km) par heure. Il comportait plusieurs défauts notamment la disproportion de la chaudière par rapport aux cylindres et le foyer était également mal conçu et laissait échapper la chaleur. C'est pourquoi, le fardier n'avait une autonomie que de 15 minutes environ. Il fallait ensuite le même temps pour refaire une pression suffisante afin de repartir. Néanmoins, l'essai fut jugé satisfaisant et la construction d'un modèle plus grand fut décidée.
Le deuxième fardier devait porter une charge de 4 à 5 tonnes. Il fut commencé en avril 1770. Il fut essayé pour la première fois au moi de novembre 1770 à l'Arsenal de Paris, avec une charge de 2,5 tonnes. Le véhicule a fait le trajet de l'Arsenal à Vincennes. Il a coûté 22 000 livres soient environ 100 000 euros. Les faits relatant l'accident du fardier, notamment la fameuse gravure, datent vraisemblablement de cette époque. Mais il n'y a aucune preuve de cet accident. D'autres essais furent prévus pour juillet 1771, mais on ne sait pas s'ils ont été réalisés puisque M. Choiseul n'était plus ministre à cette époque.
Suite à cela, il semble qu'il n'y ai pas eu d'autres essais du fardier. Il resta 30 ans à l'Arsenal pour entrer au Conservatoire des Arts et Métiers en février 1800 où il demeure toujours actuellement. Il ne reste cependant aucune trace du premier fardier.
Quant à Cugnot, il s'est réfugié en Belgique pendant la révolution et revint à Paris sous le Consulat pour y finir ses jours.
Nicolas-Joseph Cugnot demeure le précurseur en matière de propulsion mécanique d'un véhicule. Bien avant la machine à double effet de James Watt (1783), il réussit à transformer le mouvement alternatif généré par la vapeur en mouvement de rotation.
Néanmoins, son système de roue à rochet n'est pas commode d'utilisation et nécessite une mise au point importante. De plus, Watt refusa toujours d'adopter les hautes pressions et interdira la construction de voitures à vapeur basées sur son brevet. C'est pourquoi il fallut attendre que son brevet tombe dans le domaine public en 1800 pour que d'autres véhicules à vapeur soient construits.
- 2. Histoire des machines à vapeur
- Le diagramme suivant représente l'évolution des machines à vapeur.
- Il permet surtout de situer le fardier de Cugnot par rapport à celles-ci. En dessous de l'axe, vous pouvez voir les différentes personnes importantes qui ont œuvré à la conception de machines à vapeur. Au-dessus de l'axe, vous pouvez voir leurs inventions respectives.
Les détails concernant ces divers inventeurs sont en annexe 1.
- III. Description du fardier de Cugnot
- Voici les principales dimensions du prototype numéro 2 (celui exposé au musée des Arts et Métiers) :
- Longueur totale : 7,25 m.
Empattement : 3,42 m.
Ecartement des roues porteuses : 1,72 m.
Poids à vide : 2,8 tonnes.
Charge utile : 4 à 5 tonnes.
Vitesse : 1800 à 2000 toises par heure (de l'ordre de 4 km/h).
Autonomie : 15 à 20 min.
- Voici un plan et une photo du fardier de Cugnot :
 
D'après cette photo et le plan original, on peut voir que le fardier est un véhicule à trois roues, la propulsion est assurée par deux pistons actionnant la roue avant. Ceux-ci sont alimentés avec de la vapeur d'eau produite par la chaudière à bois située à l'avant du véhicule. L'autonomie n'est que de 15 min car la chaudière ne présente aucun système d'alimentation en eau liquide. Comme nous pouvons le voir la cuve est très imposante et lourde, si bien que l'arrière du fardier se soulève lorsque celui-ci n'est chargé. De plus la cuve tourne avec la roue avant, ce qui a pour conséquence de déséquilibrer le véhicule dans les courbes et il y a apparition d'un point faible au niveau de l'axe de rotation de fourche avant. De plus cette disposition limite l'angle de braquage à 30°.
Voici un schéma représentant le moteur :
- Premièrement, le piston de gauche est alimenté en vapeur. Celui-ci se met alors à descendre, le piston de droite se met alors à remonter, grâce à la bielle de remontée, ceci permettant l'évacuation de la vapeur. Une fois que le piston de gauche est suffisamment descendu, un ergo entraîne alors le mécanisme de distribution qui fait changer la position du distributeur. Le piston de droite est ainsi alimenté en vapeur et le cycle redémarre. Ce type de moteur est appelé : machine à haute pression à deux cylindres.
En voici les principales caractéristiques :
- - Deux cylindres à haute pression à simple effet.
- Alésage : 12 pouces (environ 325 mm).
- Course : 14 pouces (environ 378 mm).
- Cylindrée : 68 L environ.
- Diamètre de la roue motrice : 4 pieds (1,30 m).
- La puissance est ensuite transmise à la roue par un système de bras et de roues à rochets réversibles (on peut ainsi avoir une marche arrière).
 
- IV. Démarche du projet
- Objectif du projet :
- Le projet consiste à réaliser un devis et un dossier technique pour la construction d'une réplique fonctionnelle à l'échelle 1/1 du fardier de Cugnot.
- Description des tâches
- Voici la décomposition du projet en tâches.
Préparation du projet
- La préparation du projet fut la première tâche que nous avons réalisée. Cette tâche consiste à regrouper un maximum d'informations sur le fardier de Cugnot (historiques, plans, données techniques…) et à prévoir la répartition du travail pendant la durée du projet.
Au cours des différentes recherches, nous avons commencé à créer notre réseau de contacts.
- Validation du principe
- La validation du principe consiste à vérifier les performances du système par le calcul : vitesse de déplacement, résistance mécanique des principales pièces. En effet, il ne subsiste que des écrits vagues relatant les performances du fardier. Nous allons donc tenter de vérifier les performances indiquées. Ces calculs nous permettrons également de connaître les pressions d'utilisation du fardier et la quantité de vapeur consommée.
- Rédaction du cahier des charges
- Ce cahier des charges va permettre de définir les fonctions que la réplique devra respecter tant d'un point de vue technologique qu'esthétique. Cela comprend aussi l'inventaire des points susceptible d'amélioration.
- Conception
- Afin de pouvoir consulter divers fournisseurs, il nous est nécessaire de créer des plans du fardier. C'est pourquoi nous avons décidé de réaliser un modèle 3D de celui-ci. Ce modèle 3D permettra aussi de vérifier la résistance de certaines pièces. Le logiciel que nous utiliserons sera Catia. Nous avons divisé la conception du fardier en plusieurs parties qui représentent les sous-ensembles principaux du fardier.
- Conception du mécanisme
- La partie conception du mécanisme correspond au mécanisme qui relie les pistons à la roue avant. Cela représente toute la partie mécanique visible qui transmet l'effort moteur à la roue avant. Elle comprend également la roue avant.
- Conception du chariot
- Nous appelons chariot toute la structure en bois du fardier. Cela comprend le châssis et les roues arrière.
- Conception de la chaudière
- Nous avons divisé la conception de la chaudière en deux parties.
La première partie comprend tout le système de production de vapeur qui sera si possible à l'intérieur de la cuve.
La seconde partie comprend toute la partie visible et esthétique de la cuve.
- Consultation et devis
- La consultation, la recherche de partenaires et la rédaction du devis vont commencer dès que possible. En effet, la consultation est quelque chose de long car il faut rencontrer les fournisseurs et ensuite attendre leur devis. De même la recherche de partenaire potentiels (entreprise, artisans locaux) risque de prendre du temps. C'est pourquoi, ces tâches se superposent à la conception. Néanmoins la charge de travail consacrée à ces tâches ne sera que d'environ 10% pendant la conception. Cette tâche comprend également la rédaction du devis et du document technique que nous devons fournir.
- Finalisation du rapport
- Nous nous réservons deux semaines afin de finaliser notre rapport et de préparer notre soutenance finale. Ces deux semaines pourrons également servir à finaliser le devis s'il y a du retard.
- Planning :
- Voici le planning du déroulement de notre travail.
Celui-ci est actualisé à la date du lundi 4 février. Il est accompagné d'un tableau le décrivant.
- Ce planning représente la répartition des tâches. Il est important de remarquer qu'il est une prévision de notre travail et qu'il risque d'évoluer en fonction des problèmes que nous allons rencontrer. De même, l'affectation des tâches au niveau de la conception n'est qu'indicative. Les taux de répartition ne servent qu'à montrer lequel d'entre nous sera responsable de la tâche.
D'octobre à mi-février, nous n'avions qu'un jour de projet par semaine. C'est pourquoi les deux premières tâches paraissent si longues sur le calendrier par rapport aux autres. Les durées comptabilisées représentent le nombre de jours de travail effectif. Si on veut connaître la quantité totale de travail fournie par tâche, il faut multiplier cette durée par deux (nous sommes deux à travailler sur ce projet) et par sept (nous prévoyons des journées de sept heures par jour). La tâche consultation et devis ne sera pas de 36 jours.
Nous l'avons fait commencer aussi tôt pour montrer que nous allons commencer à consulter et à rechercher des partenaires au cours de la conception. En effet pendant la phase de conception, nous ne consacrerons qu'environ 10% de notre temps à la consultation et à la recherche de partenaires.
- V. Préparation du projet
- Dans cette première phase, nous avons effectué diverses tâches.
1. Recherche de documents
- La recherche de documents nous a principalement permis de prendre connaissance de l'histoire de Cugnot et de son fardier. Nous pu également nous imprégner du contexte dans lequel Cugnot a créé son véhicule. Grâce à ces documents, nous avons rédigé un résumé de la vie de Cugnot, de l'histoire des machines à vapeurs et de l'histoire de la Lorraine à l'époque de Cugnot. Mais nous avons également pu apprendre beaucoup de choses au sujet du fonctionnement du fardier. Cependant, nous n'avons toujours pas trouvé de plans de définition.
- 2. Etablissement d'une démarche de projet.
- Afin de mener à bien ce projet, il est essentiel d'utiliser une démarche adéquate. Nous avons ainsi divisé le travail en plusieurs tâches (voir §IV) et nous avons établi un planning qui devra être suivit autant que possible.
- 3. Prise de contacts.
- Durant cette première phase, afin de trouver des documents et des renseignements sur le fardier, nous avons dû commencer à trouver des contacts. Tout d'abord, nous avons pris contact avec le Musée des Arts et métiers, qui nous a fourni des badges d'accès. Nous y avons également rencontré l'un des démonstrateurs : M. Mathias et un documentaliste : M. Tricoche, grâce à qui nous avons eu une bonne documentation concernant l'historique et le fonctionnement du fardier.
Nous avons rencontré M. Antonelli, le chef des travaux du lycée N-J Cugnot de Toul.
C'est dans ce lycée qu'a été créée une réplique du fardier à l'échelle1/2. Nous avons pu le rencontrer le 21 novembre 2007 dans le lycée de Toul. Nous y avons aussi rencontré l'ancien chef des travaux : M. Crétin. Ce dernier est à l'origine de la construction de la réplique. C'est lui qui était responsable de sa construction et de sa mise au point. Il a ainsi pu nous transmettre un certain nombre d'informations essentielles concernant les problèmes auxquels il a dû faire face durant la réalisation de ce projet. Voici les principaux points critiques ressortis lors de la réunion :
- Bien vérifier le dimensionnement des pièces.
Bien choisir le type chaudière.
Nécessité d'avoir une mise au point importante.
- A l'issue de cette visite, il nous a été proposé d'aller à la porte ouverte du lycée pour y voir leur réplique en fonctionnement.
Nous avons rencontré les restaurateurs des réserves du CNAM qui nous présenté leurs locaux, leurs outils et méthodes de travails. Ces contacts sont M. Maigret (Conservateur en chef du CNAM), M. Delporte et M. Marbois (Restaurateurs des réserves du CNAM). Nous y avons vue une réplique à l'échelle 1/6ème datant de 1851 et nous avons consulté les dossiers d'œuvre du fardier réel et de sa réplique.
- 4. Réalisation d'une maquette.
- Nous avons réalisé une maquette du fardier à l'échelle 1/20ème. Cette réplique n'est pas fonctionnelle, mais elle nous permet néanmoins de présenter simplement le fardier. Elle nous sera donc très utile durant notre phase de recherche de partenaires et de fournisseurs.
C'est M. Génisson qui nous a fourni le kit de fabrication de celle-ci.
- VI. Validation du principe
- Le but de ces études est de montrer que le fardier a réellement pu fonctionner. Elles permettent également de déterminer certains paramètres comme la consommation de vapeur.
1. Calcul du débit volumique de vapeur nécessaire
- Le calcul du débit de vapeur nous permettra par la suite de déterminer la quantité d'eau nécessaire pour faire fonctionner le Fardier pendant 15 min. Ce débit volumique est uniquement fonction de la vitesse du Fardier. Nous prendrons comme vitesse de référence la vitesse maximale donnée par les différents écrits, à savoir :
- Vmax = 4 km/h
- Nous pouvons ainsi calculer la fréquence de rotation de la roue en tr/s de la façon suivante :
- Nroue = Vmax / (p * Droue)
Avec Droue = 1,23 m, on obtient Nroue = 0,28 tr/s
- D'après la vidéo, extraite du site Internet du musée des Arts et Métiers, on peut voir que pour un tour de roue il faut n=8 descentes de piston. Donc, on peut calculer le nombre de descente de piston par seconde :
- fpiston = n * Nroue soit sensiblement 2,3 s-1
- A partir de ce point, il est possible de calculer le débit volumique de vapeur nécessaire pour rouler à la vitesse maximale :
- Qv = fpiston * Vpiston = fpiston * p * D2piston / 4 * Cpiston
- Avec :
- Vpiston : la cylindrée d'un piston.
Dpiston = 325 mm : le diamètre d'un piston.
Cpiston = 305 mm : la course d'un piston.
- On obtient alors le débit volumique de vapeur : Qv = 57,6 L/s
- 2. Calcul de la quantité d'eau consommée
- Maintenant que nous avons calculé le débit volumique de vapeur nécessaire pour avancer à 4 km/h, il est possible de calculer la quantité d'eau à placer dans la cuve pour faire fonctionner le fardier pendant 15 minutes. Pour cela, il faut avoir des valeurs de pressions.
Nous avons trouvé dans un document que la pression était comprise entre 3 et 6 bars. Nous noterons ces valeurs de la façon suivante :
- pmin = 3 bars et pmax = 6 bars
- D'après des tables, nous pouvons déduire les volumes massiques de la vapeur d'eau pour ces deux pressions :
- vm (3 bars) = 0,606 m3/ kg et vm (6 bars) = 0,342 m3/ kg et
- Commençons par calculer le volume de vapeur consommé en 15 min :
- Vvapeur = Qv * t
- Avec t = 15 min = 900 s et Qv = 57,6 L/s, on a :
- Vvapeur = 51.86 m3
- Afin de déterminer le volume d'eau à placer dans la cuve, calculons les masses de vapeur d'eau équivalentes au volume consommé.
- mvapeur = Vvapeurt / vm
- Soit : mvapeur (3 bars) = 85,6 kg et mvapeur (6 bars) = 151,6 kg
En supposant qu'il n'y ai aucune fuite de vapeur et en prenant une masse volumique de l'eau égale à 1 kg/L, on obtient :
- 86,5 L < Veau < 151,6 L
- 3. Vérification de la pertinence des résultats précédents
- Afin de vérifier la cohérence des résultats précédents, il est nécessaire de savoir quelle quantité d'eau peut contenir la cuve du Fardier. Le problème étant que nous n'avons aucun document évoquant cette capacité. Cependant nous avons les dimensions extérieures de la chaudière. La forme générale de cette dernière peut être déduite de la vidéo de présentation du Fardier issue du musée des Arts et Métiers. A l'aide d'une modélisation CAO, nous avons pu obtenir un ordre de grandeur de la capacité.
Voici une vue de cette modélisation :
- Comme nous le montrent les documents que nous avons récoltés, la chaudière doit être composée de trois parties principales. Il y a une partie inférieure qui accueille le foyer, une cuve en forme d'ellipsoïde contenant l'eau, et une partie supérieure venant coiffer la partie inférieure. En respectant l'ensemble des cotes extérieures de la chaudière et les dimensions du foyer, il a été possible d'estimer les dimensions de la cuve. Nous avons ainsi pu obtenir son volume :
- Vcuve = 660 L
- On peut également voir les niveaux correspondant aux quantités d'eau nécessaires pour faire fonctionner le Fardier pendant 15 min, pour 85 L et pour 150 L.
- Grâce à cette modélisation, il a également été possible d'estimer la quantité de bois que peut accueillir le foyer. Pour cela, il a été nécessaire de modéliser les bûches de bois et de les placer dans le foyer. Voici un aperçu de la modélisation :
- D'après cette modélisation, nous pouvons estimer les dimensions du foyer et ainsi, la masse de bois pouvant brûler dans le foyer :
- mbois = 5 kg
- Cette donnée est très importante et sera nécessaire pour effectuer les calculs thermodynamiques.
- 4. Etude des variations du dépit de vapeur
- Dans cette étude, nous considérerons que la vitesse du Fardier est constante. C'est-à-dire que la vitesse de rotation de la roue est également constante. Nous étudierons les variations du dépit de vapeur en fonction de la rotation de la roue. Voici un schéma représentant le fonctionnement du système de transmission :
- Il est important de noter que l'axe du piston est tangent avec le bout arrondit du bras actionnant la roue a rochet. La liaison entre l'axe du piston et le bras est, d'après les écrits, inspire des pompes Newcomen. Elle est réalise par une chaîne sur laquelle le piston vient tirer ou pousser suivant qu'il monte ou descend. On peut modéliser ce fonctionnement de la façon suivante :
- Pour déterminer les variations du débit de vapeur, il faut commencer par déterminer les variations de vitesse de l'axe du piston. La vitesse a l'extrémité d'un bras peut s'écrire :
- Vbras = Rb * wroue
- Avec wroue = 1,79 rad/s et Rb = 376 mm, on a :
- Vbras = 0,67 m/s
- La relation entre la vitesse du bras et la vitesse du piston s'écrit :
- Vpiston = Vbras / cos(
q) = Vbras / cos(qroue - qmax)
- Ou, qmax = 24° est maximal entre l'horizontal et le bras. De même, on a qmin = -24°.
Ces deux valeurs extrêmes ont été obtenues à partir de mesures sur un plan.
On peut ainsi donner l'expression du débit en fonction de la rotation de la roue :
- Qv = Vbras / cos (qroue - qmax) * p * D2piston / 4
- On obtient ainsi l'allure des variations du débit de vapeur en fonction de la rotation de la roue sur un demi-tour :
- On peut ainsi voir que le débit de vapeur varie très peu. Lors de l'étude thermodynamique il sera alors possible de considérer ce débit comme constant, afin de simplifier le problème.
- 5. Première estimation des performances du Fardier
- D'après les données de pression évoquées dans certains documents, il est possible d'estimer les efforts que pouvait produire le moteur du Fardier. On a :
- pmin = 3 bars et pmax = 6 bars
- Les efforts exercés par chaque piston peuvent s'écrire :
- Fpiston = p * p * D2piston / 4
- Où Dpiston = 325 mm est le diamètre des pistons et p la pression dans le cylindre.
On. a alors :
- 24,8 kN < Fpiston < 49,8 kN
- On peut aussi écrire le couple disponible à la roue :
- Croue = p * p * D2piston / 4 * Rb
- Avec Rb = 376 mm, la longueur des bras actionnant la roue à rochets. On a :
- 9,4 kNm < Croue < 18,7 kN
- A partir de ces données, il est possible de calculer les pentes maximales que le Fardier pouvait franchir. Cependant dans cette partie, nous négligerons les frottements ainsi que la résistance au roulement.
Soit le schéma suivant :
- Le principe fondamental de la statique nous donne :
- sin(a) = 2 * C / (Droue * M * g)
- Avec :
- M = 8000 kg : la masse du fardier en charge.
Droue = 1,23 m : le diamètre de la roue motrice.
g = 10 m/s2 : la pesanteur.
C : le couple appliqué à la roue motrice.
- On obtient alors :
- 11° < a < 22°
- 6. Première estimation de résistance des pièces
- Les résultats précédents peuvent également nous permettre de nous faire une première idée de la résistance des pièces. Pour cela nous nous concentrerons sur la pièce la plus fragile, à savoir : l'axe d'articulation des rochets (car sa section est très inférieure à celle des autres composants).
- On peut remarquer que cet axe doit être capable de supporter l'intégralité des efforts passant par le bras de transmission. Nous appellerons Daxe, la distance entre le centre de l'axe et le centre de la roue.
- On a : Daxe = 276 mm.
- Les efforts s'appliquant sur cet axe s'écrivent alors :
- Faxe = Rb / Daxe * Fpiston, = 67,8 kN
- Nous supposerons que cet axe est uniquement sollicité en cisaillement. Le diamètre de l'axe peut alors s'écrire :
- d2axe = 8 * Faxe / (p * Re)
- Avec : Re = 300 Mpa, la résistance à la limite élastique du matériau de l'axe (valeur que nous prenons comme hypothèse). On obtient ainsi :
- daxe = 24 mm
- Cette valeur nous semble cohérente, étant donné les dimensions des pièces voisines (un bras de transmission à une largeur d'environ 90 mm). Nous pouvons donc dire que les efforts calculés précédemment ne sont pas incohérents. De même pour les valeurs des pressions.
- une feuille de calcul xls, en travaux
- Bibliographie
- 1. Sites internet:
- philippe.boursin.perso.sfr.fr/cugnot.htm
www.wikipedia.fr
www.ile-de-france.drire.gouv.fr/vehicules/homolo/cnrs/histoire.htm
www.ac-nancy-metz.fr/Pres-etab/CugnotToul/NJCugnot_fardier/fiche_technique.htm
- 2. Livres :
- “Les demeures où ils vécurent…en Lorraine”, CORDIER Marcel, Ed. Pierron : Sarreguemines
“La voiture à vapeur de Cugnot - 1770”, CNAM : Paris
“Histoire générale des techniques : 3. L'expansion du machinisme (1725-1860)”, DAUMAS Maurice, Presse Universitaires de France : Paris 1996
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