MÉCANIQUEHistoire de la mécanique

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« Les Méchaniques » au début du XVIIe siècle

Le titre d'un ouvrage publié à Paris en 1634 et présenté comme la traduction d'un manuscrit de jeunesse de Galilée (1597) mérite de figurer, ici-même, à l'entrée de cette histoire, avec son orthographe significative.

Galilée, J.Sustermans

Photographie : Galilée, J.Sustermans

Galilée (1564-1642), par Joost Sustermans. Offices, Florence. 

Crédits : Universal History Archive/ Getty Images

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Les Méchaniques de Galilée, ce sont les machines simples en usage au xvie siècle, objets de recettes diverses – et le pluriel s'impose parce qu'il n'y a encore, en ce début du xviie siècle, qu'un premier effort pour réduire la diversité des explications, pour rapprocher aussi la réflexion sur l'équilibre et celle concernant le mouvement. L'ouvrage est en définitive essentiellement une statique.

Les connaissances qu'il veut essayer de rationaliser plongent dans la nuit des temps. Déplacer de lourds fardeaux, assurer l'équilibre de masses importantes ont été manifestement, dès la plus haute antiquité, les deux préoccupations majeures de l'humanité soucieuse de défier l'action destructrice du temps et de se dépasser dans les productions stables de civilisation. Le mythe de la tour de Babel correspond à cette réalité. L'abondance des monuments de toutes sortes, depuis les grands menhirs jusqu'aux ziggourats et aux pyramides d'Égypte, est garante de l'accès des groupes humains, en tous les points du globe et dans des temps très lointains, à des techniques de grandes constructions. Les témoignages historiques qui apparaissent au voisinage des civilisations méditerranéennes ne permettent pas de douter que ces techniques s'organisaient déjà autour des deux instruments fondamentaux que sont le levier et le plan incliné.

À ces deux instruments, l'ingéniosité humaine n'a cessé d'adjoindre des formes d'utilisation et des combinaisons nouvelles, et la panoplie des machines simples est à la fin du xvie siècle relativement riche : elle comprend, avec les poulies et les moufles, des instruments dérivés de l'invention de la roue ; avec le coin, la vis et le cric, des outils composant le plan incliné de diverses manières.

Les Méchaniques de Galilée témoignent d'une prise de conscience : l'entreprise consistant à rendre raison des machines issues de l'expérience rencontre devant elle une dualité, celle du levier et du plan incliné, qui résiste aux efforts de réduction à un principe commun.

Ces efforts sont pourtant en œuvre depuis longtemps. La tradition de la Physique d'Aristote au Moyen Âge véhicule à cet égard des idées fécondes. À savoir que d'une part l'équilibre entre une puissance et une résistance se découvre dans la contradiction à l'hypothèse d'un mouvement possible (virtuel) et qu'il y a contradiction lorsque le mouvement virtuel donne égalité de l'action, ne permet pas de définir une suprématie de l'une des forces par rapport à l'autre. À savoir d'autre part que la diminution de la distance au centre de la Terre est la finalité même de la pesanteur.

Mais si la première de ces idées réussit à rendre raison de la loi d'équilibre du levier droit en considérant l'action comme le produit quantitatif de la force par le déplacement dans un temps donné, ce succès qui tient à une propriété géométrique élémentaire (la proportionnalité des arcs décrits par les extrémités du levier aux longueurs des bras) est en lui-même gênant pour l'application au plan incliné, où il faut composer avec la deuxième idée. Dans la mesure en effet où l'action paraît devoir être évaluée comme il vient d'être dit, le fait d'ajouter que sur le plan incliné l'action de la pesanteur consiste à descendre n'apporte pas immédiatement la lumière. Au déplacement virtuel le long du plan incliné correspond une chute verticale mais rien ne paraît obliger d'affecter cette chute à l'évaluation de l'action de la pesanteur tandis que le déplacement le long du plan serait seulement affecté à l'action de la résistance qui assure l'équilibre.

On peut s'étonner aujourd'hui d'une telle hésitation à franchir un pas qui donne fort aisément la solution, à savoir que le rapport de la pesanteur à la résistance est celui de la longueur du plan incliné à son élévation, ou encore à l'inverse du sinus de l'inclinaison.

On le voit bien, cependant, franchir le pas exige de compléter la deuxième idée ci-dessus énoncée, de faire de la chute verticale plus que la manifestation d'une tendance finalisée, de prendre sa quantité comme élém [...]

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Pour citer l’article

Pierre COSTABEL, « MÉCANIQUE - Histoire de la mécanique », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 11 août 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/mecanique-histoire-de-la-mecanique/