1987 – 10(2/3/4)

2. Les roues motrices

Le manège et la roue dérivent, en fait, du levier simple – corps rigide, mobile autour d’un point fixe – première « machine », probablement, utilisée par l’homme pour accroître d’action de ses muscles. En appuyant, d’abord, sur l’extrémité la plus longue du levier l’homme voit sa force multipliée, au détriment, certes, du déplacement. Puis, en coudant cette extrémité à angle droit il invente la manivelle qui lui permet de faire tourner un pivot, un axe, placé au point fixe. Cet axe peut être vertical ou horizontal et c’est ainsi qu’ont dû être inventés le treuil vertical, le cabestan, le palan et aussi le manège.

Ces « machines », développée déjà au 3e siècle avant notre ère par le mécanicien grec Ctesibios d’Alexandrie, sont décrites dans le traité des « Pneumatiques » de Philon de Byzance, son successeur, et aussi, plus tard, au premier siècle avant notre ère, par l’ingénieur romain Vitruve. Ce dernier, également architecte, nous indique, en particulier, l’utilisation, à Ephèse des treuils pour la construction de temples. Vitruve, tout comme déjà Philon, décrit, par ailleurs les roues dites à cage d’écureuil, dont l’action est, en fait, comparable à celle d’un levier pouvant pivoter de 3600 autour d’un point fixe. Ces roues servaient, en particulier, pour faire mouvoir les machines élévatrices, utilisée à Rome pour la construction des monuments. Sur un bas relief du Latran on peut voir une telle roue complée à un treuil à trois poulies, le trispastos. Au moins cinq hommes gravissent les échelons de cette roue. La main-d’œuvre humaine est abondante, esclaves et prisonniers, et, par ailleurs, le travail humain est plus précis et peu être plus facilement adapté à l’effort à fournir.

Un autre bas relief, à Capoue, montre également une machine élévatoire à roue, mue, celle-ci, par deux hommes. Là, les détails de la roue sont plus nettement visibles. Cette roue, munie de douze rayons reliant une large jante à échelons à l’axe (moyen), préfigure les roues qui seront utilisées au moyen âge et même après. Ainsi au début du 16e siècle les grues monumentales de Bruges et de Lünenbourg sont-elles actionnées par quatre hommes se déplaçant sur les échelons de leurs roues motrices. Les hommes vont continuer à ainimer les roues à échelons jusqu’au 18e siècle. Des roues à échelons et aussi des roues à palettes, utilisées dans les machines élévatrices d’eau. Dans ce dernier cas seul l’homme peut accomplir cette tache qui implique la mise en œuvre du sens d’équilibre. En effet, on voit mal un animal monter sur les palettes ou les godets des roues élévatrices d’eau comme celles qui durant des siècles et des siècles seront utilisées par les fellahs égyptiens et les paysans d’Orient et d’Extrême Orient ou, encore, plus près de nous par les paysans indochinois. Ces paysans, en s’arc-boutant sur deux perches, fichées dans le sol poussaient la roue avec leurs pieds, ajoutant à la force de gravité l’effort fourni par leurs muscles. En outre à chaque déplacement de la roue ils devaient pour revenir à la position initiale, fournir l’effort nécessaire pour élever leurs corps soumis à la pesanteur.

L’effort que peut fournir un homme est forcement limité. Aussi donc, dès le 16e siècle on fait, de plus en plus, appel à des chevaux pour faire tourner des manèges actionnant des treuils et des cabestans. Mais les animaux ne remplacent pas tout à fait la main-d’œuvre humaine. En 1586, par exemple, l’architecte italien Domenico Fontana emploie pour dresser « l’obélisque de Caligula » (en réalité un obélisque égyptien), qui pèse 312 tonnes, sur la place Saint Pierre de Rome, à la fois, des chevaux et des hommes. 900 hommes et 37 chevaux se trouvent réunis autour des 37 treuils nécessaires pour hisser et mettre en place cette lourde charge. Quinze siècles plus tôt, en l’an 41, ce même obélisque était érigé dans le cirque dont la construction entreprise par Caligula allait être achevée par Néron qui ainsi donna son nom à ce cirque. Mais alors les cabestans utilisés pour la mise en place de cet obélisque n’étaient mus que par la seule force des hommes, surtout des esclaves.

Au 17e siècle, un autre architecte et ingénieur italien, Vittorio Zonca décrit dans son livre Nova teatro di machine et edificii, livre publié à Padoue en 1607, aussi bien des cabestans actionnés par des chevaux qu’une roue à échelon mue par deux hommes. On ne peut pas ne pas citer l’étrange machine de guerre, à roue également, imaginée par Léonard de Vinci. Restée certainement à l’état de projet, c’est une roue munie de gradins extérieurs, comme les roues à eau. Quatre hommes en montant sur ces gradins provoquent la rotation de la roue. Au centre un arbaletier bande successivement, en vue d’un tir à répétition, quatre arbalettes fixées sur les rayons de la roue. Vision d’un artiste, projet d’ingénieur ? Ainsi donc si les roues à gradins ou à échelons, actionnées par des hommes vont subsister jusqu’au 18e siècle (Musée de Turin), divers témoignages montrent dès la Renaissance le remplacement progressif de l’homme par des animaux. C’est, par exemple, le cas des moulins situés loin d’un cours d’eau où la roue hydraulique se trouve être remplacée par une roue motrice inclinée par rapport au plan horizontal et que deux bœufs, se déplaçant sur son pourtour entraînent en rotation. Chaque bœuf doit gravir la pente de la roue et arrivé au sommet sert de « masse » assurant le mouvement. Par rapport à un manège cet artifice permet la « récupération » de la pesanteur, l’effort fourni par les animaux servant uniquement à leur montée sur le plan incliné circulaire de la roue. Par ailleurs le problème d’attelage se trouve être résolu par son absence. Certes, ce procède implique un accouplement conique.

On trouve une description, plus pitoresque, d’une roue mue par des animaux dans l’ouvrage du pasteur suédois Olof Peterson, dit Olaus Petri, Historia de gentibus septentrionalibus publié à Rome en 1555. Plus pittoresque car le treuil de la mine de cuivre de Falun, en Suède, qu’elle décrit, est actionné par une roue à échelons mue par un … ours brun. Pourquoi, après tout, ne pas avoir fait tourner des ours dans des cages? En 1907, Arch. Delamare n’a-t-il pas signalé dans le journal des éleveurs L’acclimatation l’eploi dans certaines laiteries, de porcs tournant dans une roue actionnant une baratte.

Si les roues mues par des porcs ont effectivement existé, par contre le treuil monumental, actionné par quatre chevaux (deux se déplaçant à l’intérieur d’une roue et deux sur l’extérieur de sa jante), imaginé au début du 18e siècle par Walter Churchman, a dû, probablement, rester à l’état de projet. Pourtant jusqu’au début du 20e siècle, l’agriculture, dans le Nord-Est de la France en particulier, utilise pour faire mouvoir des batteuses des manèges à chevaux, ou, encore, des machines actionnées directement par un cheval se déplaçant, au point fixe, sur un « tapis roulant ».