XXVI INTRODUCTION

achevé la première rédaclion de cet ouvrage, que j'ai connu, par M. Tom Richard qui en a publié quelques extraits remarquables dans son Aide-Mémoire des Ingé* nieursy le bel ouvrage de M. R. Willis (Cambridge, i 844 ), intitulé Principles of Mecanism (i ) , ouvrage écrit sous l'influence des idées qui nous avaient fait entreprendre notre premier travail, et avec toutes les ressources qu'offrait l'art de la construction des machines, si développé en Angleterre. J'ai fait de nombreux emprunts à cet ouvrage, un des plus remarquables de notre époque, notamment le tracé pratique des engrenages, la théorie des systèmes épicycloïdaux , le calcul des rouages d'horlogerie , etc.

Malgré l'éminent mérite de ce bel ouvrage, il ne remplit pas complètement, à notre avis, la lacune signalée plus haut. Préoccupé, comme Ampère, de l'idée de formuler une science complètement distincte de la mécanique proprement dite, l'auteur ne se pro^ pose pour but de ses travaux que la science qu'il appelle pure mecanism; il n'étudie les mouvements que comme produits par rotation, glissement, etc., sans introduire la notion de força ou de travail. L'étude géométrique des organes de transformation de mouvement est exclusivement Tobjet de son livre, et il laisse complètement de côté l'élude au point de vue dynamique de ces organes, il néglige l'étude du frottement, des résistances passives, etc., indispensable cependant

(1) M. W'iUU a adopté, avec grande raison, à mon arig, le mot m^oinisme pour indiquer liS combinaisons mécanique» considérées coinme gou- Tcrnant les relations du mouvement.

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pour la comparaison de ces organes , nécessaire même |)our l'établissement de quelques-uns.

D'abord, il nous parait fâcheux de passer sous silence les récepteurs 9 les outils , dont les mouvements déterminent le choix des organes des machines , et qui donnent lieu à des considérations géométriques importantes qui dominent tout, dans certains cas, comme pour rhorlogerie, le tissage, ainsi que le remarque Gamot. Mais, surtout, nous croyons qu'on s'expose à donner aux lecteurs des idées fausses en leur présentant, par l'exclusion de toute idée de force, de résistance passive, comme équivalents entre eux des organes entre lesquels il se trouve dans l'usage des différences capitales.

Il nous parait impossible de désunir ainsi , d'une manière absolue, deux parties d'une même science; il y a seulement grand avantage à l'étudier de deux points de vue différents; à faire prédominer successivement, dans deux cours également utiles , le point de vue dynamique et le point de vue géométrique. Nous le répétons, comment, sans la considération des frottements, faire comprendre pourquoi un organe est préférable à un autre; sans des considérations dynamiques, les avantages du mouvement uniforme ? En faisant com« plétement abstraction des forces, ce n'est plus une partie de la mécanique que l'on traite, on fait de la géométrie pure. Ce n'est que dans un cours élémentaire qu'on peut se borner à un point de vue exclusif pour reprendre d'une manière plus complète les mêmes sujets lorsque l'élève sera plus avancé.

IbiDtenant que nous aToo» expliqué Fesprit daBS lerpd doit être oonço on traité de Gwaatiqiie complet , résuioant b théorie des méranisiiies , compieiiant Télode des oombioaisons de moareiDents les plus variée:^ que Too paisse produire, nous allons définir d'une manière précise quelles sont les limites, les divisions naturelles de la Gnématique.

Faudra-l-il étudier les nombreuses machines qu*emploie rindustrie, passer en revue successivement celles qui servent à la filature , au tissa^ • les horloges , etc.? Faudra-t-il, en un mot, étudier successivement toutes les fabrications pour comprendre comment fonctionnent les diverses machines qui y sont employées, et dont le nombre augmente chaque jour? Cette marche serait la seule possible, la seule qui permit un enseignement industriel complet (si tant est qu'on pût réunir les éléments d'un enseignement aussi étendu), si aucun principe scientifique ne venait nous guider; c*est celle qu'emploie Tapprenti pour apprendre un état en plusieurs années que quelques heures de leçons eussent pu beaucoup abréger.

Mais si nous parvenons à formuler d'abord la science qui préside à la construction des organes élémentaires des machines, à enseigner les principes qui doivent guider dans toules les applications, il n'y a plus danger de fatiguer par trop de détails les lecteurs qui ne doivent être ni filateurs ni tisserands, etc.; le champ indéflni qui se présentait devant nous se circonscrit singulièrement y et toutes les machines seront connues , ou pour le moins comprises, à une première inspec-

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(ion, quand on aura étudié les lois qui président à la construction des organes qui se retrouvent dans toutes et qui sont bien loin d'être en nombre aussi considérable qu'on pourrait le croire, d'après la multiplicité des machines qu'engendre la variété des combinaisons de ces éléments. C'est par l'étude de la nature et du mode d'action de ces organes primitifs de toute machine, que l'on peut arriver à comprendre et à combiner une machine quelconque ; étude bien plus profitable que ne le serait celle d'un grand nombre de machines spéciales , si l'esprit n'arrivait par la force des choses à effectuer nécessairement cette décomposition , à analyser et étudier les éléments eux-mêmes.

Si nous portons notre attention sur ces organes dont sont composées les machines, nous apprécierons mieux l'aperçu dû au génie de Monge, et sur lequel seul peuvent reposer les divisions fondamentales de la Qnématique. Monge reconnut a priori que les mouvements d'un organe d'une machine étaient continus ou alternatifs, circulaires ou rectilignes, ou d'après une courbe donnée. Mais pourquoi en est-il ainsi? Cette classification est-elle simplement empirique ou bien fondée sur la nature des choses? Il nous sera facile d'établir que si ce principe est vrai, c'est parce que toute machine simple (et chaque organe élémentaire d'une machine est une machine simple) étant un corps dont le mouvement est gêné par un obstacle , suivant que cet obstacle est formé par un point fixe, deux points ou une droite, trois points ou un plan passant par ces trois points , l'organe élémentaire est néces-

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l>$ nombre de points dod en Ugne droite. Ensant obstacle au iDOOTeineDt, peat être plHS.erand que trois; maift cela ne fcMiniit pas de nomreaa HKHivemenl éiéflMrstaire, comme nous ie faisons voir ci*après.

f)tieiervons qoe ceê mourements élémentaires . quelque limité qoe soit leur nombre, renferment les élémenti de tous les mouvements possibles « ear les plus complexes se réduisent toujours en chaque instant à un mouvement de translation combiné avec un mouvem eut de rotation autour d'un certain axe.

On voit donc, en complétant l'idée de Monge, que les organes de communication et de transformation de mouvement ne sont pas, comme on peut le croire a priori , des systèmes dont on ne voit la raison d^ètre que dans l'imagination d'un inventeur, mais des moyens de résoudre le problème parfaitement posé de faire agir en chaque instant une machine simple sur une autre machine simple, problème qui n'admet qu'un nombre limité de solutions devant satisfaire à des conditions clairement déterminées.

Ceci étant établi , les derniers éléments des machines ne pouvant 6tre, quant à la nature des guides de leur mouvement, que l'tm des systèmes : levier, tour ou plan, l'étude de toutes les machines que nous avons à

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poursuivre ici au point de vue géométrique se réduit :

V A l'élude des machines simples, tant de celles que Ton peut mettre en jeu à Taide des forces naturelles (récepteurs), que de celles dont le mouvement est utilisé pour effectuer le travail des opérations industrielles (opérateurs), fin de tout mécanisme; à l'indication des conditions de direction et de vitesse qui doivent être satisfaites dans ces deux cas;

ST* A l'étude des moyens de faire agir une machine simple sur une autre machine simple , et par suite à celle des organes de transformation de mouvement qui permettent d'obtenir un mouvement quelconque à l'aide d'un autre mouvement quelconque;

3' A l'étude des constructions particulières ou de la combinaison de plusieurs de ces systèmes pour résoudre le problème de changer les vitesses, ce qui constitue les organes dits modificateurs du mouvement.

La lecture de cet ouvrage fera, nous l'espérons, reconnaître combien l'ordre auquel nous amènent les considérations précédentes est simple et logique, et combien ces données fondamentales facilitent l'étude de la Cinématique, en en formant un ensemble logique qui permettra sans doute , à l'avenir, de faire de cette science une partie indispensable de tout enseignement industriel et même de toute éducation complète.