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Évolution d'un objet technique : le vélo

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Introduction :

Au fil du temps, les objets techniques évoluent, en fonction des progrès scientifiques, des contextes économiques et socioculturels, et des nouveaux besoins que les personnes ressentent.
Il suffit de penser aux téléphones devenus aujourd’hui smartphones, ou aux ordinateurs de plus en plus puissants et de plus en plus petits.

Dans ce cours, nous allons voir comment un objet technique peut évoluer grâce à un exemple qui nous est familier et qui est au cœur de la réflexion écologique : le vélo.
Nous commencerons d’abord par voir son invention et ses progrès au XIXe siècle. Puis nous verrons à quel besoin humain il répond.

Petite histoire du vélo

Le tableau suivant récapitule les grandes étapes de l’évolution du vélo au XIXe siècle

1817

La draisienne

Inventée en 1817 par un baron allemand, Karl Drais, la draisienne est considérée comme l’ancêtre de la bicyclette.

Il s’agit juste de pousser avec les pieds pour faire avancer l’engin, et une sorte de levier permet de se diriger. D’ailleurs, en France, elle est alors connue sous le nom de vélocipède : « véloce » pour vitesse, « pède » pour pieds.

Alt texte Draisienne

1839

La draisienne à pédales

En 1839, l’écossais Kirkpatrick Macmillan a l’idée de mettre des pédales à l’avant de la draisienne. Celles-ci, auxquelles on imprime un mouvement de va-et-vient, font tourner la roue arrière grâce à un système de tiges et de manivelles. On ne court plus pour avancer, on pédale !

Même si le mouvement des pédales n’est pas circulaire comme aujourd’hui, on peut considérer qu’il s’agit du premier pédalier ! Naît aussi, par cette invention, le système de propulsion pour les bicyclettes : c’est la roue arrière qui fait avancer, en « poussant » le vélo.

Alt texte Draisienne à pédales

1861

La michaudine

En 1861, deux Français, Ernest et Pierre Michaux, fixent cette fois directement les pédales à la roue avant. En les faisant tourner, on fait tourner en même temps la roue, ce qui permet de faire avancer le vélo. Il s’agit d’un système par traction : la roue avant « tire » le vélo.

Alt texte Michaudine

1870

Le grand-bi

Désormais, on cherche à aller de plus en plus vite. La roue avant grandit alors : à chaque tour de pédale, la distance parcourue est ainsi plus grande, et la vitesse augmente !

Il s’agit là d’un vélo dangereux, ne serait-ce que pour monter sur la selle haut perchée ! Seuls des spécialistes peuvent s’en servir. C’est d’ailleurs sur les courses de grand-bi que repose leur popularité.

Alt texte Course de grand-bi

1879

La bicyclette de Lawson

On commence à s’approcher du vélo tel qu’on le connaît aujourd’hui ! En effet, le britannique Harry Lawson, passionné de cyclisme, installe pour la première fois sur un vélo un système de chaîne.

Les pédales ne sont plus fixées à une roue, mais à une grande roue dentée : le plateau. Celle-ci transmet le mouvement de rotation, par une chaîne, à une roue dentée plus petite : le pignon, fixé à la roue arrière.

Ainsi, la roue arrière tourne plus vite que les pédales : on gagne en vitesse sans avoir besoin d’une immense roue avant. De plus, la bicyclette de Lawson revient au système de propulsion par la roue arrière.

Alt texte Bicyclette de Lawson (© Manotechnologie, WikimediaCommons, CC BY-SA 3.0)

1885

La bicyclette de sécurité

En 1885, John K. Starley, inventeur anglais, installe le système de transmission par chaîne cette fois sur un vélo aux roues avant et arrière de diamètre identique. De plus, la selle est positionnée plus en arrière. Le gain en confort, en stabilité et en sécurité est immense !

Alt texte Bicyclette de sécurité (© Jarry1250, WikimediaCommons, CC BY-SA 3.0)

À la fin du XIXe siècle, une autre invention décisive pour le vélo intervient.

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À retenir

En 1888, l’américain John Dunlop souhaite réduire le bruit du tricycle de son fils et en améliorer le confort. Il enveloppe alors les roues avec des petits tubes de caoutchouc. Puis il y injecte de l’air pour gonfler : le pneumatique est né !

  • Le mot « pneumatique » vient du grec pneumos : relatif à l’air, au souffle.

Trois ans plus tard, les frères André et Édouard Michelin, industriels français, inventent la chambre à air, qui se glisse entre la jante de la roue et le pneu. Cela permet de démonter facilement le pneu.

À cela, il faut ajouter l’industrialisation des moyens de production : on peut maintenant fabriquer des objets en grande quantité et répondre à la demande des gens, même si elle est forte.

Ça y est, le vélo moderne peut véritablement naître !

1900

La bicyclette Hirondelle

Roues de même taille, pneus gonflés à l’air, transmission du mouvement par un système pédalier-chaîne-pignon, propulsion : cela nous rappelle très exactement notre vélo d’aujourd’hui ! Et ce sont aussi les caractéristiques des bicyclettes Hirondelle, fabriquées par la société française Manufrance, à Saint-Étienne.

Premiers moyens de déplacement rapides des policiers parisiens, ces bicyclettes leur donneront même leur surnom d’« hirondelles » ! Cette image est renforcée par les pèlerines (capes) qu’ils portaient et qui se gonflaient d’air quand ils circulaient à vélo.

Alt texte Bicyclette Hirondelle (musée d’Art et d’Industrie, Saint-Étienne)

Quelques autres innovations viennent encore améliorer le vélo.

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À retenir

  • Avec l’apparition de la roue libre, due en 1897 à l’allemand Ernst Sachs, on ne doit plus pédaler tout le temps, notamment dans les descentes. C’était le cas auparavant et cela pouvait être dangereux.
  • L’invention du dérailleur par le français Paul de Vivie permet au cycliste de changer facilement de vitesse. Il peut ainsi adapter son pédalage et donc son effort en fonction des conditions dans lesquelles il roule.

Mais le principe du vélo ne changera plus.
Désormais, ses évolutions se feront principalement sur les matériaux qui le composeront. Des matériaux à la fois plus légers et plus solides, comme le carbone, permettent de rendre les vélos plus légers, plus résistants, plus confortables.

Le vélo répond à des besoins

Tout objet technique est fabriqué dans un but précis : il répond à un besoin particulier que ressent l’homme.

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Définition

Besoin :

Un besoin, c’est ce qui est nécessaire à la vie de l’être humain.

  • Certains sont indispensables, comme manger, boire, dormir, etc.
  • On parle alors de « besoins fondamentaux ».
  • D’autres ne sont pas vitaux, mais sont importants pour que la personne se sente bien.
  • Ce sont les « besoins primaires » et les « besoins secondaires ».

Le vélo est un objet technique, voyons donc dans quel but il est fabriqué.

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À retenir

Le vélo répond d’abord au besoin de se déplacer, grâce à un moyen simple, accessible et individuel.

Après l’apparition de la draisienne, d’autres besoins se sont fait sentir, et nous allons les illustrer grâce à ce que nous avons vu dans la première partie.

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Exemple

  • La position de la draisienne n’est pas confortable.
  • La pédale permet à l’utilisateur de rester assis et répond au besoin de confort.
  • Le vélo ne va pas assez vite.
  • On invente le grand-bi, avec sa grande roue avant, qui répond au besoin de vitesse.
  • Le grand-bi est très dangereux.
  • Apparaît le système de transmission par chaîne, qui permet de réduire la taille des roues ; le besoin de sécurité est satisfait, tout en répondant toujours aux besoins de confort et de vitesse.

Alt texte (Image temporaire)

Conclusion :

Dans ce cours, nous avons vu comment un objet technique a évolué au cours du temps, pour parvenir au fonctionnement que nous connaissons aujourd’hui. Tous ces progrès techniques ont répondu à des besoins humains, les ont même parfois devancés.
Il en va de même pour quasiment tous les objets techniques. Ils ne sont pas figés, mais évoluent constamment, grâce à des innovations techniques ou pour répondre aux nouveaux besoins de la société.