AVANT -PROPOS

La Mécanique, dont le nom vient du grec mx^^ machine, n'est pas seulement la science des machines; elle a plus généralement pour objet les lois du mouvement des corps et les relations du mouvement avec les forces qui le produisent; elle comprend, en particulier, la connaissance des conditions de l'équilibre des corps, c'est-à-dire de leur repos en présence de plusieurs causes de mouvement qui se combattent.

Suivant une remarque due à Ampère {Essai sur la philosophie des sciences, 1835), il est logique et utile de commencer l'enseignement de la mécanique par celui des propriétés des mouvements des corps étudiés indépendamment de la mesure des forces qui les produisent; et, comme il Ta dit lui-même : « C*est à la science où ces mouvements sont considérés en eux-mêmes, tels que nous les observons dans les corps qui nous environnent, et spécialement dans les appareils appelés machines, qu'il a donné le nom de dnématique^ de xtv7j[i.a, mouvement. »

Tel est le sujet du Traité que je publie, et qui est, pour ainsi dire, une sixième édition revue et augmentée de la

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première partie des feuilles autographiées, rédigées pour l'usage exclusif des auditeurs du cours de mécanique et machines que j'ai professé depuis Tannée 1851 jusqu'en 1860, à l'Ecole polytechnique.

L'ouvrage est divisé en deux sections.

La première, ayant pour titre Notions générales, est purement théorique. Suivant les vues d'Ampère, après les considérations fondamentales sur les notions de mouvement et de vitesse, soit absolus, soit relatifs, on s'y occupe des rapports qui existent entre les vitesses des divers points d'un système géométrique défini, et d'abord d'un corps solide. On expose à ce propos la théorie de la composition des mouvements, qui sera d'une grande utilité dans l'étude de la mécanique des forces ou la dynamique. On passe ensuite au cas de plusieurs corps liés entre eux et à des appuis fixes, comme le sont les diverses parties d'une machine. On est ainsi conduit à étudier notamment les questions relatives aux formes des dents d'engrenages, des cames ou excentriques, au mode de liaison des balanciers ou manivelles par des bielles, aux rapports des vitesses angulaires dans les systèmes à mouvements épicycloïdaux.

La seconde section, sous le titre Applications aux machines, passe rapidement en revue la plupart des mécanismes connus pour réaliser ce qu'on appelle communément les transformations de mouvement, les embrayages, les modifications de mouvement. Ces divers appareils sont rangés dans l'ordre relatif au genre de service qu'ils rendent, au but qu'ils doivent atteindre, et non relatif aux moyens

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qu'ils mettent en usage. Leur explication est brève et presque uniquement descriptive, parceque toute la théorie qu'ils exigent est contenue dans la première section, à laquelle le lecteur est engagé, par des numéros de renvoi, à recourir au besoin. Leur classification est rendue plus saisissable, et la recherche de la solution d'un problème de transformation est facilitée par une suite de tableaux synoptiques où les divers mécanismes mentionnés dans la deuxième section sont figurés par de simples croquis sur une petite échelle.

Quelque nombreux que soient ces mécanismes élémentaires, ils sont loin d'ofi'rir une liste Complète de toutes les combinaisons qui sont employées dans l'industrie, surtout en ce qui regarde les mouvements variés et intermittents. Des détails plus multipliés sur ce sujet me paraîtraient appartenir à la technologie mécanique, et risqueraient de n'avoir plus les caractères de simplicité, de clarté et d utilité générale auquel j'aspire pour cet ouvrage.

J'ai à peine besoin d'ajouter que la science de la cinématique ne peut suffire ni à la bonne conception d'un projet de machine, ni à la détermination complète des parties d'une machine bien conçue quant à ses dispositions principales. Même abstraction faite de l'énergie du moteur nécessaire, l'étude des efTets du frottement des corps en contact, de la roideur des corps flexibles, de l'élasticité des solides, de leur résistance à la rupture ou aux déformations permanentes est toujours d'une grande utilité, et en certains cas indispensable. C'est l'union des diverses branches de la mécanique théorique aux connaissances pratiques acquises

par la fréquentation des ateliers, qui peut seule former ua ingénieur constructeur de machines.

Plusieurs ouvrages publiés avant le mien m'ont été fort utiles, et je me plais à les citer ici dans Tordre chronologique de leur publication.

1 808. — Programme <tun cours élémentaire des machine^^ à r Ecole polytechnique ^ par M. Hachette, et Essai sur lu composition des machines, par MM. Lanz et Bétancourt. Cet ouvrage m'a fourni Tidée de mes tableaux synoptiques.

... Et 1845 (2«édit. imprimée à Liège). Traité de méca-nique industrielle ^ par M. le général Poncelet» alors colonel du génie, membre de Tlnstitut, etc* La troisième partie, intitulée Des machines et des moteurs , traite» entre autres sujets, descommunicateurs et modificateurs instantanés dii mouvement et des engrenages. L'auteUr^ qui partage avec Navier Tinsigne honneur d'avoir créé dans nos écoles d'ap'* plication, celle de lartillerie et du génie à Meta, et celle des ponts et chaussées à Paris, renseignement de la mécanique appliquée aux machines et aux constructions^ a reproduit les bases essentielles de cet enseignement dans le cours de physique mécanique qu'il a fondé à la Faculté des sciences de Paris* On doit regretter qu'il n'ait pas, jusqu'à présent, livré le texte de ses leçons à la publicité.

1841. — Principes de mécanisme (Principles of mecha*» nism), par M. R. Wiliis, Londres. Cet ouvrage jouit d'une haute réputation méritée, malgré quelques erreurs, par d'intéressantes recherches mathématiques, mais surtout par de nombreux détails descriptifs qui attestent une vaste éru-**

dition et une grande connaissance des procédés de Tindustrie moderne.

1849 et 1861 (2^ édit.) Traité dé cinématique, par M. C- Laboulaye. Cet ouvrage, dont le plan était conçu avant que l'auteur connût celui de M. Willis, contient, avec des emprunts nombreux et presque textuels faits à ce dernier, comme M. Laboulaye le déclare lui-même, des additions considérables, notamment sur l'horlogerie et les machines outils. L'auteur a cru devoir introduire dans son livre des notions de dynamique sur les forces, leur mesure, leur travail et leur équilibre dans lés machines, sur les frottements, sur les moteurs animés et autres. Celte réunion serait assurément nécessaire, si un traité de cinématique devait être Tunique « guide du mécanicien pour obtenir un mouvement voulu. » Mais avec Ampère et Willis, il est bien permis de penser autrement et de considérer la cinématique comme ayant des théories propres, indépendantes de la dynamique et de la connaissance des propriétés physiques et expérimentales des corps. Du reste, il n'y aura pas nécessité, ni même utilité, que les jeunes gens qui se destinent à la carrière d'ingénieur étudient et possèdent à fond toute la cinématique avant de s'occuper des autres parties de la mécanique. A l'Ecole centrale, ces deux genres d'études sont suivis presque simultanément sous des professeurs différents, de même que dans l'enseignement universitaire on entremêle sagement les éludes de l'algèbre et de la géométrie, sans prétendre que ces deux parties des mathématiques se confondent ou soient inséparables.

XXI? ÀTAlfT-P&OPOS.

1850. — Leçons de mécanique pratiqiie. Cinématique ^ par M, le général Morin, alors colonel d'artillerie, membre de rinstitut, etc. Cet ouvrage, destiné aux auditeurs des cours du Conservatoire des arts et métiers, exige chez les lecteurs moins de connaissances mathématiques que n*en suppose le présent traité. Il contient d'ailleurs la description des diverses machines utilement employées dans l'industrie, mais dont j'ai cru devoir laisser l'étude à un autre enseignement, tel que le cours d'établissement et de construction des machines, qui est spécialement professé à l'Ecole centrale, par M. Ch. Callon, dont les leçons alternent avec celles du cours de mécanique appliquée qui m^est confié.

CINÉMATIÛUE.

PREMIÊ3Œ SECTION