La vis sans fin

 La vis sans fin, encore appelée escargot ou vis d’Archimède est un dispositif qu'Archimède aurait mis au point lors d'un voyage en Égypte et qui aurait permis aux habitants du bord du Nil d'arroser leurs terrains.

La vis sans fin est proche de la vis de fixation par son nom et son apparence. Mais elle est classée dans la famille des hélices.

On doit aussi à Archimède le boulon formé d’une vis et d’un écrou ainsi que la découverte de la roue dentée (Un des éléments qui compose un engrenage).

Le principe de cette vis est utilisée pour les tire-bouchons , pour les vis , la construction de machines utilisées pour faire monter le grain dans les silos.

La vis d'Archimède d'origine est un système de pompage de liquide différent des  systèmes ayant un rotor (partie rotative d’une machine ) qui quant à eux  permettent de transférer des solides ou d'impulser un mouvement à un liquide.

Le premier type de vis d'Archimède est une machine élévatoire qui fonctionnent à pression atmosphérique. On la trouve généralement en entrée de station d’épuration ou dans des postes de drainage de terres agricoles (par exemple aux Pays bas dans les polders)

  => Vis d'Archimède utilisée pour pomper l'eau des polders à Kinderdijk 

C'est la forme spécifique du rotor qui fait que le liquide remonte le long de la vis. Physiquement les paramètres importants qui influencent sont le diamètre extérieur, le pas des spirales, le nombre de spirales, l'angle d'inclinaison et la vitesse de rotation.

Dans le cas des seconds systèmes :

Certains véhicules spécifiques (sur neige et sur sable, entre autres) sont équipés d'un système de propulsion utilisant ce type de vis. Elles sont généralement installées en paire, l'une tournant en sens inverse de l'autre.

Le mouvement transmis par une vis sans fin est dit hélicoïdal. Sa courbe correspond à une hélice circulaire, géodésique du cylindre (chemin le plus court entre deux points d'une surface).

 

Etudions l'hélice circulaire :

L'hélice circulaire peut être définie comme une courbe tracée sur un cylindre de révolution, dirigé par la droite (oz), telle qu'en chacun de ses points sa tangente forme avec (oz) un angle de mesure constante.

Pour obtenir simplement une hélice circulaire, prenez une feuille rectangulaire, tracez une diagonale et enroulez la feuille pour former un cylindre : le trait forme une hélice.

Dans un repère orthonormé (O,vecteur i, vecteur j, vecteur k), l'hélice circulaire dont l'axe est parallèle à (O, vecteur k) et passe par le point de coordonnées (Xo;Yo;Zo) de rayon R et de pas p est définie par l'équation paramétrique suivante :


X(t)=X0 + R * (cos2π*t)
Y(t)=Yo + R * (sin2π*t)
Z(t)=Z0 + p*t

La projection d'une hélice circulaire sur un plan orthogonal à sa direction est un cercle. Sur un plan parallèle à sa direction, elle se projette selon une sinusoïde.

   => Hélice circulaire avec un pas à droite (1ere helice) ou à gauche (2éme).

=> Hélice circulaire vue selon plusieurs angles.

 

   => L'ADN s'enroule suivant une double hélice dextre.

 

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