L’histoire et le développement de la roue

Tu n’es pas censé réinventer la roue. Mais savoir comment il a été inventé est étonnant.

L'invention de la roue
L’invention de la roue

La roue est l’une des inventions les plus fondamentales que nous utilisons dans notre vie quotidienne. Inventée vers 3500 avant J.-C., pendant la période néolithique, la roue a donné naissance à tout, du transport aux machines modernes et à presque tout ce qui se trouve entre les deux.

La roue elle-même est prometteuse, mais pas très utile. Semblable à un beignet, sa caractéristique la plus importante est le trou au milieu. Si elle n’était pas capable de fixer une plate-forme stable en la combinant avec un essieu, la roue ne serait rien d’autre qu’un cylindre roulant sur son bord. Lorsque la roue et l’essieu ont été inventés, c’était déjà l’âge du bronze. Le moulage d’alliages métalliques, la construction de canaux et de voiliers, et les instruments de musique complexes tels que les harpes sont autant de précurseurs de la roue et de l’essieu.

L’idée d’ajouter un axe n’est pas simple

Pour que le système fonctionne, la roue doit tourner librement autour de l’essieu. Pour ce faire, l’axe est placé directement au centre de la roue afin de maximiser la continuité pendant le mouvement. En outre, l’essieu et l’ensemble de l’alignement doivent être verticaux pour réduire la friction. De même, l’essieu doit être aussi fin que possible pour réduire sa surface tout en étant capable de supporter la charge.

A partir de là, le seul frottement à surmonter est celui entre la roue intérieure et l’essieu. Plus la surface intérieure de la roue et la surface extérieure de l’essieu sont lisses, moins le système doit surmonter de frictions.

Le succès de l’ensemble de la conception dépendait également de la taille de l’essieu. Un essieu épais créerait trop de friction, tandis qu’un essieu étroit réduirait la friction mais serait également trop faible pour supporter une charge. Pour résoudre ce problème, les premières voitures étaient petites et étroites afin d’avoir des essieux courts et minces.

Non seulement tous ces paramètres doivent être réunis pour que cette structure fonctionne, mais ils doivent l’être en même temps. C’est peut-être la raison pour laquelle il a fallu si longtemps pour qu’un concept aussi simple soit adopté.

Les archéologues affirment qu’un autre facteur limitant était la nécessité de sculpter le bois pour la roue et l’essieu de manière très précise. Cela aurait nécessité des outils en métal – ce qui peut expliquer pourquoi la roue et l’essieu n’ont été inventés qu’après que les ciseaux et les gouges en cuivre moulé soient devenus courants.

Le nombre complexe de facteurs à surmonter pour faire fonctionner la roue et l’essieu signifiait qu’il n’était pas possible de la développer par phases. Il fallait que ça arrive d’un coup. En fait, de nombreux archéologues pensent que la roue et l’essieu n’ont été inventés qu’une seule fois, en un seul endroit, et qu’ils se sont répandus à partir de là.

Nous ne savons pas vraiment quand et où la roue a été créée.

L’origine de la roue et de l’essieu reste un mystère, mais son utilisation s’est rapidement répandue en Eurasie et au Moyen-Orient. Certaines des plus anciennes images de charrettes à roues sont apparues en Pologne, ce qui suggère que la région a pu connaître une partie de sa première utilisation.

Asko Parpola, indologue à l’Université d’Helsinki en Finlande, suggère que la roue est originaire du peuple Tripolye dans l’actuelle Ukraine . Ceci est basé sur le fait que le mot “roue” est dérivé de leur langue.

Il existe des preuves que la première utilisation de la roue pourrait être celle des tours de poterie en Mésopotamie, 300 ans avant son adaptation au char.

On pense que la brouette est apparue pour la première fois dans la Grèce antique entre 600 et 400 avant Jésus-Christ. La Chine a suivi quelque temps plus tard et la roue et l’essieu ont finalement trouvé leur place dans l’Europe médiévale. Bien que la brouette soit un produit très coûteux à l’époque, elle a été rentabilisée en quelques jours en augmentant considérablement la quantité de travail pouvant être effectuée par un seul ouvrier.

Des archéologues ont mis au jour des jouets en céramique en forme de petits animaux à Vera Cruz, au Mexique. Les animaux étaient équipés de roues au lieu de pattes pour que les enfants puissent les pousser. Cependant, la roue n’a pas été utilisée pour le transport dans la région avant l’arrivée des colons européens. Toutefois, cela tient peut-être plus au terrain qu’à un manque de savoir-faire.

Au Moyen-Orient et en Afrique du Nord, où se trouvent de vastes zones désertiques, le chameau était encore le mode de transport préféré jusqu’en 600 après J.-C.. Cela pourrait s’expliquer par le fait que les chameaux n’ont pas tendance à s’enfoncer ou à rester coincés dans le sable, alors que les fines roues en bois le font. Richard Bulliet, dans son livre “The Camel and the Wheel” (1975), donne d’autres raisons possibles. Les sociétés du Moyen-Orient utilisaient les roues pour des pratiques telles que l’irrigation, la mouture et la poterie.

Il n’est pas surprenant qu’après tout cela, la conception de base d’un objet aussi robuste qu’une roue et un essieu n’ait pas changé depuis plus de 6 000 ans.

Quelles étaient les premières utilisations de la roue ?

Comme nous l’avons déjà mentionné, les roues n’étaient pas initialement utilisées pour le transport.  Les premières roues, constituées d’un disque en bois et d’un trou pour l’essieu, jouaient un rôle important dans les sociétés primitives. Ils étaient couramment utilisés pour la poterie, l’irrigation et la mouture. Il a fallu des centaines d’années pour que la roue trouve sa place sur les premiers chars.

Dans la nature, il n’y a pas de roues

Quand avez-vous vu pour la dernière fois une roue dans la nature ? Nombre des inventions qui ont le plus changé la vie dans le monde ont été directement inspirées par la nature. Des fourchettes aux avions en passant par le Velcro, de nombreuses technologies font appel à une certaine forme de biomimétisme. Sauf pour la roue. C’est une innovation cent pour cent Homo sapiens.

Cependant, certains affirment que l’idée de la roue existe dans la nature. On en trouve un exemple chez les bousiers. Les bousiers pondent leurs œufs dans le fumier (qui sert de nourriture aux larves) et les transportent en roulant le fumier en boule. D’autres inspirations possibles, selon Michael LaBarbera – professeur de biologie et d’anatomie à l’université de Chicago – sont les “organismes à roues” et les plantes culbutantes.

“Wheel of Fortune” est plus qu’un simple jeu télévisé.

La roue de la fortune n’est pas seulement un jeu télévisé américain. Il s’agit plutôt d’un concept de la philosophie médiévale qui symbolise le destin. La roue appartient à la déesse Fortuna, qui la fait tourner pour décider du sort et du malheur des mortels. La Fortuna est souvent représentée comme une femme aux yeux bandés tournant une roue géante.

La conception la plus courante d’une machine à mouvement perpétuel est la roue à balancier.

Le concept de mouvement perpétuel existe depuis des siècles. C’est le Saint Graal de la science, et s’il est atteint, il produira de l’énergie gratuite une fois mis en mouvement. L’exemple le plus célèbre est sans doute la roue de Bhāskara. Inventée en 1150 par Bhāskara II, un mathématicien indien, la roue-machine était une tentative de créer une machine à mouvement perpétuel. La roue était constituée de rayons courbés ou inclinés, dont certains étaient remplis de mercure.

Le mercure doit déplacer la masse vers un rayon plus grand par rapport à l’axe de la roue et déséquilibrer la roue pour maintenir la rotation dans un sens. Mais à la fin, la friction et l’entropie font leur travail et le mouvement ralentit puis s’arrête.

Utiliser les roues pour créer des illusions d’optique

Il existe un concept dans le cinéma appelé Aliasing. Il s’agit d’une roue en rotation qui est éclairée par une lumière vacillante de sorte qu’elle semble tourner. Les caméras vidéo enregistrent une série d’images fixes, puis les lisent l’une après l’autre à raison d’environ 50 images par seconde. Cela suffit à faire croire à notre cerveau que l’image est en mouvement. Cependant, si la roue se déplace plus rapidement que la fréquence d’images, la rotation dépasse la fréquence d’images et la roue semble se déplacer en arrière.

Exemple : Si un rayon de la roue est à la position 12 heures dans la première image, puis dans la deuxième image, ce rayon se déplace de presque un tour complet vers la position 11 heures. Votre cerveau interprétera cela comme un mouvement dans le sens inverse des aiguilles d’une montre, car il ne peut pas déterminer ce qui se passe entre les images. À la bonne fréquence, une lumière stroboscopique ou même une lumière fluorescente peut avoir le même effet.

Vous êtes-vous déjà demandé d’où vient le terme fifth wheel ?

Une sellette est un dispositif qui s’étend de l’essieu avant d’une voiture pour l’empêcher de basculer. Similaire à ce qu’un drag racer a sur son arrière.  La plupart du temps, il n’était jamais utilisé et était redondant. Ainsi, lorsque vous qualifiez quelqu’un ou quelque chose de “cinquième roue”, vous le qualifiez de redondant.