Transmission du mouvement

• Identifier les éléments d'une chaîne d'énergie dans un système domotique
• Comprendre les principes de base de la transmission du mouvement (rotation/translation)
• Analyser des systèmes concrets de transmission dans l'habitat

La chaîne d'énergie : de la source à l'action

Dans tout système technique, l'énergie suit un parcours appelé 'chaîne d'énergie'. Elle part d'une source (une prise électrique, une pile, le soleil pour un panneau solaire) pour arriver à un actionneur qui produit l'effet utile. Prenons l'exemple d'un store électrique : la source d'énergie est le secteur (230V). Cette énergie électrique est acheminée par des câbles jusqu'à un moteur électrique. Le moteur est un convertisseur : il transforme l'énergie électrique en énergie mécanique de rotation. Cette rotation est ensuite transmise à un axe qui va enrouler ou dérouler la toile du store. La chaîne est donc : Source (secteur) → Transport (câbles) → Conversion (moteur) → Transmission (axe, engrenages) → Actionneur (tambour d'enroulement). Un autre exemple est le robinet mitigeur : la source est l'eau chaude et froide sous pression (énergie hydraulique). L'action de l'utilisateur sur les poignées (énergie musculaire) commande des vannes qui transmettent et mélangent les flux pour obtenir l'eau à la température souhaitée. L'effet utile est l'eau tiède.

Transmettre et transformer le mouvement

Le mouvement produit par un moteur (rotation) doit souvent être adapté pour être utile. On distingue deux types de mouvement principaux : la rotation (mouvement circulaire, comme une roue) et la translation (mouvement en ligne droite, comme un tiroir). La transmission du mouvement a pour but de relier deux pièces mobiles pour transférer l'énergie mécanique. Il existe plusieurs solutions techniques. La transmission par engrenages : ce sont des roues dentées qui s'emboîtent. Si une petite roue (le pignon) entraîne une grande roue, on réduit la vitesse mais on augmente la force (ou couple). C'est le principe qu'on trouve dans l'ouvre-portail électrique : le moteur tourne vite, mais des engrenages réduisent cette vitesse pour que le portail, lourd, se déplace avec suffisamment de force. La transmission par poulies et courroie : une courroie élastique relie deux poulies. Elle permet de transmettre un mouvement sur une distance plus grande et avec moins de bruit (comme dans certains ventilateurs de VMC). La transformation du mouvement est aussi cruciale. Un système vis-écrou transforme une rotation en translation : en tournant, la vis (tige filetée) fait avancer ou reculer l'écrou. C'est le mécanisme qui permet à un volet roulant électrique de monter ou descendre : le moteur fait tourner une vis, ce qui déplace un écrou solidaire du tablier du volet.

Applications pratiques dans la domotique

Observons des applications concrètes dans notre maison. Le store électrique : un petit moteur (conversion électrique/mécanique) tourne très vite. Il est couplé à un réducteur à engrenages (transmission) qui réduit la vitesse et augmente la force. En sortie du réducteur, un tambour (actionneur) est entraîné en rotation pour enrouler la toile. La chaîne est complète. Le portail coulissant électrique : le moteur entraîne une roue dentée (pignon) qui s'engage dans une crémaillère (barre dentée fixée au portail). La rotation du pignon est transformée en translation linéaire du portail. C'est une transformation rotation/translation. Le thermostat d'un radiateur : ici, l'énergie n'est pas électrique mais thermique. L'utilisateur règle la température (commande). Un capteur mesure la chaleur. Si la température baisse, un système (souvent un gaz qui se dilate) pousse mécaniquement une vanne (transmission et transformation du mouvement) pour ouvrir le passage de l'eau chaude dans le radiateur. L'actionneur est la vanne. Analyser un objet du quotidien revient donc à se poser les questions : Quelle est la source d'énergie ? Où a lieu la conversion ? Comment le mouvement est-il transmis et/ou transformé ? Quel est l'élément final qui agit ?