la mécanique appliquée

«`Ilm al -Hiyal» ou la science des mécanismes ingénieux

la mécanique appliquée fait son apparition chez les savants arabes sous le nom de «`Ilm al-Hiyal» (la science des mécanismes ingénieux). Cette science se base sur la description des appareils qui relèvent des astuces ingénieuses et loin d`être familiers. Les techniciens et les ingénieurs ne se contentèrent jamais de décrire des modèles existants. Ils étaient conscients de l`importance de leurs propres inventions.

Dans ce domaine, les Arabes sont pionniers des Grecs particulièrement Philon de Byzance et Héron d`Alexandrie dont les traités nous sont parvenus à travers les traductions arabes.

Le traité de Philon «les pneumatiques» contient des applications basées sur la théorie de la nature de l`air combinées avec l'eau . Nous trouvons la description des appareils à effets attirants tels que des fontaines à intermittence, ou à automates actionnés par des mécanismes simples se basant sur les théories de l'hydrostatique et l'aérostatique.

Trois siècles plus tard, Héron d`Alexandrie composa plusieurs traités sur les Automates et décrivit des théâtres d`automates. Dans son ouvrages des«Pneumatiques», il se base sur la force élastique et motrice des gaz soumis à l`action de la chaleur ainsi que sur l`équilibre ou le mouvement des liquides.

Les premiers savants arabes qui se sont intéressés aux dispositifs ingénieux et aux sciences mécaniques furent les Banu Mussa ben Chaker (troisième siècle de l`hégire / 9ème ap.J.C.) .

Les Banû Mûssa rédigeaient un traité assez surprenant «Kitab al-Hiyal»(le livre des mécanismes ingénieux) dans lequel nous trouvons la description de cent dispositifs classés suivant leurs applications.

- Quatre -vingt-trois modèles de vases à astuces en tous genres dont des aiguières , des jarres, des cruches dont le fonctionnement amusant et instructif attirent l'attention du lecteur et l`incite à réfléchir . A titre d'exemple : une cruche dans laquelle on verse, d`une même ouverture, trois ou quatre liquides sans qu'ils se mélangent de sorte que son tuyau de décharge laisse couler les liquides séparément .

- Des récipients qui se remplissent d`eux même,une fois vides.

- Six fontaines dont les unes permettent un échappement d'eau sous différentes formes soit en forme d'un lis, d'un jet intermittent ou d'une cascade. D'autres fonctionnent alternativement et à intervalle de temps régulier.

- Des chandelles qui ne s'éteignent jamais, et d'autres qui change de mèche automatiquement

- Des appareils d'usage régulier tel qu'une bouilloire, un soufflet et un instrument pour ramasser des objets bloqués au fond des rivières.

Dans tous ces dispositifs les Banû Mûssa se basaient sur une dizaine de techniques dont ils combinaient les effets avec une ingéniosité remarquable.

De ces techniques nous signalons: des siphons simples, concentriques doubles et à tube recourbé, des valves coniques, des valves à double voies, des trous d`aération, des poulies, des leviers, des roues d'engrenage, des flotteurs, des roues hydrauliques et des manivelles .

 

Trois siècle plus tard c'est Al-Jazari (sixième siècle de l`hégire/12ème siècle ap.J.C.) qui s`intéressait au domaine des mécanismes ingénieux. Son volumineux traité "Al'Ilm wa al'amal al'nafi' fi Sina'at al-Hiyal" (Recueil utile de la théorie et de la pratique dans les arts mécaniques) reflète son ingéniosité en tant que technicien et la profonde connaissance des traités de ses prédécesseurs. A ce niveau. il adresse des critiques à ceux qui ont composé des ouvrages sans vérifier le côté pratique de leur conception . Pour lui , l`expérience est à la base de toute construction et toute science industrielle qui n`est pas expérimentée est douteuse.

Sarton dit:«Ce traité est le plus élaboré en son genre et peut-être considéré comme le point culminant de cette ligne de réalisations musulmanes.»

Al-jazari a divisé son traité en six catégories :

- Construction des horloges hydrauliques

- des aiguières à utilités variables.

- des machines élévatrices d`eau

- des fontaines

- des instruments à sifflements perpétuels

- des machines divers

En plus des techniques classiques comme le levier les roues hydrauliques, les siphons les vases communicants et les poulies, Al-Jazari a inventé des techniques nouvelles qui méritent d'être signalées. Une des plus intéressantes est le plateau à bascule qui a une forme géométrique bien spéciale. Ce plateau est lesté par une masse de plomb. Îl joue le rôle de régulateur pour un temps bien défini. Plein d`eau, il est en équilibre, mais si on lui ajoute juste une goutte d`eau supplémentaire, il déverse tout son contenu et se redresse automatiquement . Une autre technique inventée par Al-Jazari c'est la roue à plateaux qui actionnée par l`eau actionne à son tour plusieurs automates par l`intermédiaire des chevilles fixées sur son axe. Nous lui devons aussi l`utilisation du vilebrequin ,des roues à lames et des systèmes d`engrenage assez compliqués. Ajoutons à tout cela les détails prononcés pour le laminage du bois, moulage des métaux, sciage des roues à dents droites et obliques, réglage des débits d`eau des orifices appropriés et toutes techniques nécessaires au bon fonctionnement de ses machines .

A ces grands techniciens, il faut ajouter tous les artisans et les ouvriers, dont les noms sont inconnus, qui construisirent et maintinrent toutes ces machines et dont les résultats de leurs travaux n`ont pas été confiés à l`écriture, mais ils étaient une source abondante d`idées pour ces techniciens et l`influence du plus humble artisan et ouvrier est facilement perceptible dans leurs ouvrages .

Les conditions de développement de la mécanique appliquée