Le 12 juillet 1817, un allemand de 32 ans, Karl von Drais assis à
Transcription
Le 12 juillet 1817, un allemand de 32 ans, Karl von Drais assis à
RESSOURCE Evolution des moyens de transport DIFFERENCE ENTRE INVENTION ET DECOUVERTE - l’invention est une création nouvelle ; - la découverte est la connaissance de quelque chose de nouveau qui existait depuis longtemps mais dont personne ne soupçonnait l’existence ou l’utilité (découverte d’une grotte…). HISTOIRE DES MATERIAUX Le cuivre Le cuivre et l’or sont les plus anciens métaux connus de l'homme, que l'on trouvait, dans l'Antiquité, sous leur forme d'origine. Leur couleur éclatante leur conférait une grande visibilité. Le tout premier objet en cuivre connu est un pendentif d’Asie mineure datant de 9 000 av. J.-C. L'utilisation du cuivre s'est développée progressivement au fur et à mesure que l'homme de l'Antiquité apprenait à le produire à partir du minerai de cuivre. La découverte de l’alliage du cuivre et de l’étain pour fabriquer du bronze (le premier alliage jamais réalisé) a constitué un progrès majeur du fait de sa dureté, de sa résistance et de sa solidité supérieure au cuivre. L’acier C’est vers le Vème siècle de notre ère que les Celtes découvrent la transformation du fer en acier. Ils sont aussi les premiers à réaliser des ustensiles et des armes forgées à partir d’un mélange de fer et d’acier. Ce nouveau métal est appelé, plus tard vers le moyen âge, l’acier de Damas. Entre 1740 et 1750, un Anglais nommé HUNTSMANN réussit à obtenir pour la première fois de l’acier par fusion du fer. Mais la véritable révolution fut sans conteste l’invention du convertisseur d’un autre anglais : H. BESSEMER en 1856. C’est une sorte de cornue géante dont les parois intérieures sont en briques réfractaires et dans laquelle on y affine la fonte en fusion en faisant circuler un violent courant d’air au travers de celle-ci, la transformant ainsi directement en acier. En 1864, un Français, Pierre MARTIN, réussit lui aussi, dans un four à récupérateur de chaleur, à obtenir de l’acier de très bonne qualité à partir du minerai de fer ou par fusion de ferrailles. Le four Bessemer L’aluminium L’aluminium est extrêmement répandu dans la croûte terrestre, il serait le premier métal en volume. Cependant, il fallut attendre longtemps sa découverte et encore plus longtemps son exploitation 1/5 industrielle. En 1854, en France, Henri SAINTE-CLAIRE DEVILLE obtint un métal : chlorure double d’aluminium et de sodium. Aidé par Napoléon III, il créa une usine expérimentale et exposa l’aluminium pur à l’Exposition Internationale de Paris en 1855. Dû à sa métallurgie difficile, il s’agissait alors d’un métal extrêmement cher. Il fut, à l’époque, considéré comme un métal semiprécieux au même titre que l’argent. Le Caoutchouc Dès son origine, le caoutchouc a été considéré comme un matériau mythique. Il fascine les conquistadors qui l’utilisent pour imperméabiliser vêtements et bottes. Le peuple des Maînas l’appelait « caa o-chu » ou « cahuchu » (bois qui pleure). Le latex naturel (dispersion aqueuse du caoutchouc) est obtenu en incisant l’écorce d’un arbre appelé Hévéa. En 1744, une première étude scientifique est menée par le Français La Condamine en Equateur et en Guyane aidé par un autre Français Fresneau et fabrication des premiers objets. Les inventions seront nombreuses et se poursuivront jusqu’à nos jours. A noter : - 1888 : pneumatiques pour vélo par John Dunlop - 1892 : pneumatiques démontables pour vélo par André et Edouard Michelin. La fibre de carbone Les fibres de carbone sont des fibres synthétiques organiques. Elles sont produites à haute température (1 200 °) par un procédé de carbonisation de plusieurs matières. Elles furent découvertes en 1961. Avant utilisation, elles subissent plusieurs traitements. Le diamètre des fibres de carbone varie de 5 à 15 microns. Elles sont utilisées principalement pour la fabrication de matériaux composites, leur domaine d’application concerne essentiellement l’industrie aéronautique et spatiale, l’industrie automobile, les loisirs (vélo, raquette de tennis, planches à voile…). Le PVC (de l'anglais polyvinyl chloride) Le polychlorure de vinyle a été découvert plusieurs fois par accident au cours du XIXème siècle, notamment par le chimiste et physicien français Henri Victor Regnault, en 1838. En effet, ce matériau issu de la polymérisation des monomères de chlorure de vinyle apparaissait sous la forme d’un solide blanc dans des bouteilles de chlorure de vinyle après qu'elles aient été exposées au soleil. La production industrielle de PVC a été lancée aux EtatsUnis par la société Union Carbide en 1933. RESSOURCE Evolution des moyens de transport HISTOIRE DU VELO Le 12 juillet 1817, un allemand de 32 ans, Karl von Drais assis à califourchon sur une poutre en bois reliant deux roues parcourt avec sa machine 14,4 km en une heure par action de ses pieds sur le sol. Cette machine sera appelée communément en France draisienne. Elle possède une roue avant directionnelle. Paris, mars 1861 : un chapelier apporte à Pierre Michaux, serrurier, une draisienne à la roue avant défaillante pour réparation. L'un de ses fils Ernest l'essaye et se plaint du désagrément qu'il éprouve une fois lancé pour garder les jambes levées. Pierre suggère alors de poser des repose-pieds, ou plutôt "un axe coudé dans le moyeu de la roue" qui le fera "tourner comme une meule". Ainsi une invention simple mais primordiale vit le jour : la pédale. Le vélocipède est né (véloce=rapide, pède=pied) On cherche alors à rendre le vélocipède plus rapide. Comme les pédales étaient fixées de part et d'autre du moyeu de la roue avant, il fallait augmenter le diamètre de cette roue motrice pour accroître la distance parcourue à chaque coup de pédale. Alors le diamètre de la roue avant ne cessera d'augmenter tandis que celui de la roue arrière diminuait son rôle se limitant à permettre l'équilibre de l'ensemble. Ainsi naquit le grand bi dans les années 1870. Vers 1875, le français Jules Truffault transforme le grand bi tout en acier. Il devient plus maniable grâce à l’utilisation du roulement à billes, inventé quelques temps avant (1869). Cependant, la hauteur de la roue avant (on arrivera à des roues de 3 mètres de diamètre !) pose des problèmes de sécurité. La bicyclette telle que nous la connaissons, avec ses roues de diamètres égales et sa traction par chaîne apparut au début des années 1880. A partir des années 1890, la figure géométrique en triangle des cadres s'imposa. En 1891, Charles Terront est vainqueur de la première grande course classique Paris Brest Paris sans étape. Il s'impose sur une bicyclette montée avec des prototypes Michelin: les premiers pneumatiques démontables. Mais la véritable révolution avait déjà eu lieu, quelques années auparavant en 1888, quand le vétérinaire écossais 2/5 Dunlop avait inventé le "tube creux de caoutchouc gonflé d'air" à la place d'un bandage plein jusqu'alors en vigueur, c'est le premier pneumatique. Dès l'exposition internationale de vélocipèdes de 1869, certains vélocipèdes comportaient déjà des systèmes imaginés pour des changements de vitesse, Vélo à deux chaînes, 3 vitesses dont 2 par rétropédalage…. En 1911 pour la première fois, le Tour de France franchit les cols des Alpes et à cette occasion, le Stéphanois Panel expérimente un changement de vitesse par dérailleur. Celui-ci fut inventé quelques années auparavant en 1889. Une multitude de petites innovations vont ensuite permettre de poursuivre l’évolution de la bicyclette, dont la roue libre (1898) qui n'oblige plus le cycliste à pédaler en permanence, y compris dans les descentes. La bicyclette devient alors du début du siècle jusqu'aux années 50, un moyen de locomotion bon marché très répandu dans le monde ouvrier. Il est resté avec le vélomoteur, un moyen de locomotion privilégié des milieux populaires dans les pays en voie de développement (Chine, Viet Nam ...). Aux Etats-Unis dans les années 70, une bande de hippies (Joe Breeze, Tome Ritchey, Gary Fisher et Charles Kelly) se lançaient dans des descentes dans les montagnes de Californie, très rapidement ils se sont mis à bricoler des vélos plus adaptés pour dévaler la célèbre piste de la Repack, c’est ainsi qu’en 1973 est né le moutain bike ou VTT. Le premier à être commercialisé est le Stumpjumpper (Spécialized) en 1983, depuis le VTT n'a cessé d'évoluer tant au niveau de sa solidité, du freinage (Freins à disque en 1994, V-brakes en 1996), que du confort (Fourche à suspension 1989).Le VTT tout suspendu fait son apparition dans les compétitions de descentes en 1990. Le bi-cross ou BMX a été inventé au début des années 70. Cette discipline a été créée au départ pour les enfants des pilotes de motocross californiens pas assez âgés pour la conduire d’une moto. Puis la discipline s’est étendue sur une grande partie du continent américain pour arriver en Europe et s’installer dans le monde entier. Le vélo est muni de roues de 20pouces (50cm), de repose-pieds (tubes métalliques fixés sur les axes des roues, un système de freinage spécial permettant de tourner le guidon sans que les câbles s’enroulent. RESSOURCE Evolution des moyens de transport HISTOIRE DU BATEAU Dès la préhistoire, l'Homme construisit des embarcations fluviales : pirogues creusées dans un tronc d'arbre, canoës en peau ou encore radeaux de roseaux. Ces frêles esquifs furent les ancêtres des navires que construisirent les peuples méditerranéens comme les Egyptiens, les Phéniciens à partir de 2500 av. J.-C Les Romains construisirent divers types de navires de guerre comme les galères, au cours de la période où ils exercèrent leur hégémonie sur la Méditerranée. . Ces grands navires de commerce étaient munis de voiles carrées disposées sur trois mâts. Héritier des navires romains, le dromon, galère rapide et légère, fit son apparition au VIe siècle apr. J.-C. dans l'Empire byzantin. Il était pourvu d'une voile triangulaire et fut utilisé jusqu'au XVe siècle. Vers le XVème, les Chinois conçurent l'un des navires les plus solides : la jonque, encore utilisée de nos jours. Sa coque est divisée en compartiments étanches par de solides cloisons. Ce type d'embarcation est pourvu d'une ramegouvernail massive, située à l'intérieur d'un puits étanche. Les voiles d'une jonque sont constituées de panneaux horizontaux étroits, tissés ou tressés. Chacun d'entre eux est relié à sa propre écoute Au XV ème siècle, on met au point le gouvernail d’étambot qui pivote sur des charnières fixées à la poupe du navire. Au XV et XVIème, l'Europe conçut de nombreux types de bateaux à voiles. La caravelle était un vaisseau utilisé par le Portugal et l'Espagne, Elle possédait une large étrave et un château arrière haut et étroit. Elle était dotée de trois ou quatre mâts gréés de voiles latines (voiles triangulaires) 3/5 Aux XVIIe et XVIIIe siècles, le navire de guerre le plus courant en Europe était le vaisseau de ligne, à quatre ou cinq mâts ou galion. Il possédait un gaillard d'avant et un château arrière élevés et était équipé de plusieurs rangées de canons (jusqu'à 120 pièces). Le vaisseau de ligne était secondé par des bateaux plus petits : les frégates et les corvettes. En 1807, l'inventeur américain Robert Fulton commercialisa le premier bateau à roues à aubes. Les tentatives du suédois John Ericsson furent enfin couronnées de succès en 1837. Son système propulseur composé de deux hélices fut appliqué à un remorqueur, le francis-Ogden La découverte du moteur à combustion interne à la fin du XIXe siècle, et en particulier du moteur Diesel, constitua une étape décisive dans les progrès de la construction navale. Les premiers bateaux à moteur (sous-entendu à moteur Diesel) furent construits au début du XXe siècle. Ils étaient alors relativement petits. C'est après la Première Guerre mondiale qu'on mit en service plusieurs grands paquebots à moteur qui connurent instantanément un grand succès. Aujourd'hui, les bateaux à moteur représentent environ les trois quarts de la flotte mondiale des navires de plus de 90 000 tonnes. Les aéroglisseurs glissent sur un coussin d'air, alimenté par de grands ventilateurs. Ce système permet d'éliminer la production de vagues et de réduire considérablement la résistance de l'eau. Par conséquent, l'aéroglisseur peut atteindre des vitesses élevées tout en fournissant une puissance de propulsion relativement modeste. RESSOURCE 4/5 Evolution des moyens de transport HISTOIRE DE LA VOITURE Le fardier construit par Joseph Cugnot, en 1771, est en général considéré comme la première automobile. Il était propulsé par un moteur à vapeur. Destiné au transport de canons, il plafonnait à 3,5 km/h Le belge Etienne LENOIR réalisa, peu après 1860, le premier moteur à explosion au gaz de pétrole. Le rendement désastreux de l'engin lui fit cependant abandonner ses recherches. Le premier « vrai » moteur à quatre temps mis au point par deux ingénieurs allemands, Daimler (1872) et Benz (1882) qui cherchent tous deux à vendre leur brevet en France. 1889 Panhard et Levassor installent le premier moteur à quatre temps (celui de Daimler) sur une voiture à quatre places. Un écossais : Dunlop inventa le pneumatique en 1888, puis Michelin le pneu démontable en 1891. traction remporta un véritable triomphe au salon de l'automobile de 1934 1955 Présentation de la DS par Citroën : souci du design, de l’aérodynamisme et innovations technologiques : suspensions hydrauliques, freins à disques, direction assistée 1978 Peugeot propose le premier turbo-diesel, sur la 604. L'électronique, la haute pression permettent d'obtenir des moteurs avec de meilleurs rendements 1982 Renault créé un nouveau style : habitacle intégral, assise surélevée, allure décontractée. Depuis, le marché des monospaces n'a cessé de croitre ces dernières années. Les écologistes réclament la généralisation de la voiture électrique pour lutter contre la pollution et l'effet de serre, dus en partie aux moteurs à explosion. Une première réponse avec le moteur hybride essenceélectricité de la Toyota Prius En 1898 présentation par Rudolf Diesel du moteur du même nom ... 1898 Louis Renault construit seul sa première voiturette à Billancourt. C'est également l'année du premier salon automobile à Paris, au Parc des Tuileries. En 1899, Louis renault équipe sa première voiture, d'une boîte de vitesse à prise directe. 1903 Construction de la première voiture à pétrole d'Henry Ford : la Ford Modèle A. Vient ensuite la mythique Ford T en 1913. Renault 4CV Citroën 2CV La Coccinelle Renault R5 Peugeot 205 Quelques années plus tard (1912), Ford introduit le montage à la chaîne dans ses usines. En 18 mois, la durée d'assemblage passe de 12 h 28 à 1h 33 ! La production atteint des cadences surréalistes, au point qu'une voiture sur deux vendue dans le monde en 1920 est une Ford T. Les coûts baissent. 1914 Freins à tambour et à commande hydraulique Renault 4L André Lefebvre propose le concept de la Traction avant (moteur à l’avant) à André Citroën qui l'accepte. La RESSOURCE 5/5 Evolution des moyens de transport HISTOIRE DE L’AVIATION 1485 Léonarde de Vinci dessine une machine volante. A partir de la nature, il imagina ses machines : "L'oiseau est un instrument qui fonctionne selon les lois mathématiques et l'homme n'a qu'à mettre au point une machine susceptible de reproduire chacun de ses mouvements". 1783 • 1er vol d'un ballon captif à air chaud conçu par les frères Montgolfier. • 1er vol libre de Pilâtre de Rozier et du Marquis d'Arlandes, 26m. • 1er vol d'un ballon à hydrogène, 2h05 et 3000 m. 1852 1er vol d'un dirigeable. 1906 Lancement du Graf Zeppelin LZ 3, premier de la lignée 1797 1er saut en parachute à partir d'un ballon effectué par André Garnerin. 1856 1er vol plané réalisé par JeanMarie Le Bris. 1890 L'EOLE de Clément Ader décolle sur 50 m. Elle est équipée d'un moteur à vapeur. 1897 L'avion n°3 de C. Ader s'élève sur 200 m. Il est l'inventeur du mot "avion". 1903 Les frères Wright font voler leur Flyer. C'est la propulsion d'un planeur d'Octave Chanute avec un moteur de moto. Morane type H. • Maurice Prevost bat le record de vitesse en Déperdussin avec 204 Km/h. 1914 Utilisation de l'aéroplane pour des reconnaissance. 1er combat aérien avec avion abattu. 1913 • 1er vol d'un quadrimoteur fabriqué par le Russe Igor Sikorsky. • Roland Garros traverse la Méditerranée avec un de 1915 Naissance de l'aviation de bombardement, de chasse. On construit des aérodromes et l'avion est fabriqué en série. • 1er tir à partir d'une mitrailleuse fixe à travers l'hélice : Roland Garros adapte sur son Morane-Saulnier des déflecteurs en acier déviant les balles qui ne parviennent pas à passer.du tir à travers l'hélice. • 1er vol d'un avion entièrement métallique : le Junker J1. 1919 Au lendemain de la première guerre mondiale, les techniques ont suffisamment évolué pour permettre enfin d'envisager l'exploitation commerciale. 1933 Création d’Air France 1939 • 1er vol d’un avion à réaction, le Heinkel 178 allemand. 1941 • 1er vol d’un avion à réaction anglais : le Gloster Whitle E28. • 1er vol d’un avion à réaction américain, le Bell P 59 Airacomet. • Les avions de l'aéronavale japonaise lancent une attaque surprise sur la base américaine de Pearl Harbor. 1947 Pour la première fois, un appareil franchit le "mur du son": à bord d'un Bell X 1, Chuck Yeager atteint une vitesse supérieure à 1000 km/h. 1969 • 1er vol du plus grand avion de ligne de l'époque, le Boeing 747 "jumbo jet". • 1er vol du Concorde à Toulouse-Blagnac 1904 1er vol en circuit fermé (Wright). 1909 Louis Blériot traverse la manche pour la 1ère fois sur son appareil, le Blériot XI. missions 1986 • L'avion expérimental américain Voyager réussit un tour du monde sans escale et sans ravitaillement - 42000 km et 9 jours de vol. • 1er vol du Rafale. 2005 1er vol de l'A380.