BALANCE ROBERVAL

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Balance Roberval

Balance Roberval
Crédits : Albert Balasse/ www.leCompendium.com

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Schéma de la balance Roberval

Schéma de la balance Roberval
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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La balance Roberval a été l’instrument de pesage le plus utilisé au cours du xixe siècle et une grande partie du xxe, que ce soit dans le commerce, la vie domestique ou l’enseignement. Elle doit ce succès à sa simplicité de construction, à sa grande robustesse et à sa facilité d’emploi. Jusque-là, les balances les plus répandues étaient constituées d’un fléau simple, barre rigide à laquelle étaient suspendus par des chaînes les plateaux de pesée. Les petits trébuchets de changeurs, servant à peser les monnaies, ou encore les balances de précision des laboratoires, étaient construits selon ce principe. Dans la balance Roberval, l’ajout d’un contre-fléau inférieur permet de disposer les plateaux en position supérieure et de les dégager de toute suspension gênante, ce qui la rendit très populaire auprès des ménages et du petit commerce. Si sa fabrication en série date du début du xixe siècle, son principe avait été mis au point au xviie siècle par Gilles Personne de Roberval (1602-1675), mathématicien français renommé en son temps, mais dont le nom est aujourd’hui avant tout attaché à l’invention de ce type de balance.

Balance Roberval

Balance Roberval

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Construit par les établissements français Testut, spécialisés dans la fabrication et la commercialisation d'instruments de pesage, cet exemplaire présente l'avantage de montrer la totalité du mécanisme d'une balance de type Roberval. De haut en bas, on distingue l'aiguille au centre (qui est... 

Crédits : Albert Balasse/ www.leCompendium.com

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De la conception à la production en série

C’est lors de la séance du 21 août 1669 que Roberval présente, devant les membres de l’Académie royale des sciences, dont il est membre depuis sa création en 1666, sa « Nouvelle manière de balance ». Cette balance relève du type « à bras égaux » et repose sur le principe du parallélogramme ; cette particularité « semble d’abord renverser les principes de la statique », précise le mémoire de l’Académie des sciences. En effet, une fois l’équilibre établi, celui-ci se maintient quelle que soit la position des poids sur les plateaux, et notamment leur distance par rapport à l’axe central du fléau. Ce « paradoxe méchanique » de Roberval, comme le qualifie d'Alembert dans l'article « levier » de l’Encyclopédie de Diderot, suscite débats et démonstrations, dès 1669, chez les académiciens, et ce jusqu'au xixe siècle.

Schéma de la balance Roberval

Schéma de la balance Roberval

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C'est au mathématicien français Gilles Personne de Roberval (1602-1675) que l'on doit le principe de cette balance. Le fléau (barre rigide AB) peut osciller autour de l'arête du couteau central O. Les tiges AC et BD sont suspendues au fléau par les couteaux latéraux A et B et supportent les… 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Le projet de Roberval n’est mis en application que tardivement. Les premières balances fondées sur ce principe sont fabriquées en Angleterre sous le nom de « balances françaises », et seront appelées « balances anglaises » lorsqu’elles seront produites en France à partir des années 1820… Le véritable essor de la balance Roberval démarre vers 1850, avec une grande quantité de modèles robustes, mais peu précis, et d’autres de plus grande sensibilité comme celles du constructeur lyonnais Joseph Béranger (1802-1890). Ces dernières reposent sur le principe de Roberval mais elles sont améliorées afin de limiter les frottements du mécanisme et d’obtenir une meilleure précision, au prix d’une plus grande fragilité.

Dans la cuisine comme à l’école

Les balances de ménage de type Roberval ont en général une portée de dix kilogrammes et sont accompagnées d’une boîte de poids, c’est-à-dire d’un ensemble de douze à seize « masses marquées », en laiton, pesant un gramme à un kilogramme, voire cinq kilogrammes. Leur sensibilité, de l’ordre du gramme, est suffisante pour la plupart des usages courants. Depuis les années 1990, ces balances ont cédé la place, dans la cuisine comme chez les commerçants, aux balances électroniques, d’un emploi plus aisé puisqu’elles affichent directement la valeur mesurée. Celles-ci sont en fait des dynamomètres fondés sur des principes de mesure de forces et non plus de comparaison de masses.

Par sa simplicité et l’intelligibilité de son principe physique, la balance Roberval a longtemps figuré en bonne place dans les classes d’école primaire. Ces qualités lui valent d’être toujours utilisée comme instrument d’initiation aux principes et à la pratique de la mesure dans un cadre pédagogique.

—  Bruno JACOMY

Écrit par :

  • : conservateur en chef, directeur scientifique du musée des Confluences, Lyon

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«  BALANCE ROBERVAL  » est également traité dans :

ROBERVAL GILLES PERSONNE DE (1602-1675)

  • Écrit par 
  • Pierre COSTABEL
  •  • 1 067 mots

L'utilité durable d'une ingénieuse balance a assuré la mémoire du nom de ce mathématicien né à Roberval et mort à Paris. Ce n'est pas dérisoire. L'instrument témoigne de ce que l'inventeur joignait le sens de l'utile à une conception savante, préfiguration du principe des travaux virtuels […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/roberval-gilles-personne-de/#i_33111

Pour citer l’article

Bruno JACOMY, « BALANCE ROBERVAL », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 05 octobre 2018. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/balance-roberval/