5 inventions d'ingénierie grecques antiques encore utilisées aujourd'hui

Jun 29, 2023

L'influence de la Grèce antique sur le monde moderne est omniprésente, des institutions démocratiques aux influences classiques sur l'art et l'architecture. La civilisation antique a également inventé un large éventail de technologies, dont certaines sont désormais au cœur de la vie moderne. De l'odomètre au cardan, ces anciennes inventions de l'ingénierie grecque sont omniprésentes aujourd'hui et ont été au cœur des nombreuses avancées qui ont suivi. Lisez plus ci-dessous pour 5 exemples célèbres de la technologie grecque antique encore utilisée aujourd'hui.

Né vers 287 avant notre ère dans la ville de Syracuse en Sicile, Archimède est réputé pour un large éventail de découvertes scientifiques et d'exploits d'ingénierie. L'une des inventions les plus célèbres associées au scientifique sicilien est la vis d'Archimède. Poussé par la nécessité dans sa Syracuse natale, Archimède a mis en place la vis à eau pour éliminer l'excès d'eau de la coque d'un navire commandé par le roi Hiero II. Bien que l'historien grec ancien Diodore ait attribué l'invention à Archimède, Archimède n'a jamais prétendu avoir inventé la technologie, découvrant à la place la pompe à vis visitant l'Égypte en 234 avant notre ère.

L'invention utilise un cylindre étanche ouvert aux deux extrémités avec une lame en forme de vis. Lorsque le cylindre tourne, le dispositif peut soulever efficacement l'eau submergeant l'ouverture inférieure du cylindre. Cette invention pourrait être tournée à la main, actionnée par une seule personne créant un processus efficace pour élever l'eau. Bien qu'elle ne soit plus actionnée à la main, la vis d'Archimède a de nombreuses applications modernes. Depuis son invention, l'application la plus courante de la vis d'Archimède est l'irrigation. La technologie peut élever l'eau des sources d'eau dans des fossés d'irrigation fournissant un approvisionnement en eau efficace pour l'agriculture.

Une autre application moderne de la vis d'Archimède est une technologie durable utilisée pour exploiter l'énergie hydroélectrique. Dans cette application, la conception de la vis est similaire, mais, plutôt que de faire monter l'eau, l'eau se déverse à travers la vis, la poussant en mouvement et générant de l'énergie cinétique. Cela peut être mis en œuvre dans les rivières où l'eau coule lentement. En raison du mouvement lent des turbines dans les rivières à faible débit, une turbine à vis hydrodynamique peut être bien intégrée à l'écologie naturelle et à la vie aquatique d'une rivière.

En 1901, un mécanisme d'engrenage a été récupéré d'un naufrage près de l'île grecque d'Anticythère. Divisé en 82 fragments, le mécanisme a ensuite été analysé par des scientifiques internationaux. Les chercheurs ont conclu que le mécanisme d'engrenage différentiel était utilisé pour prédire les schémas astronomiques. Diverses estimations ont été avancées pour la date d'invention entre environ 100 avant notre ère et 200 avant notre ère. Au début, les estimations s'aligneraient sur l'étude de l'astronome rhodien Hipparque sur l'orbite de la lune.

Cet appareil est la première technologie découverte de ce type par une marge significative, avec les prochaines horloges astronomiques inventées en Angleterre et en Italie environ 1400 ans plus tard. Le mécanisme d'Anticythère donne un aperçu significatif des progrès technologiques de la Grèce hellénistique tardive. Cet artefact est le premier exemple préservé d'engrenage découvert en Europe. La complexité du mécanisme et la fonctionnalité de l'appareil témoignent d'une civilisation avec une compréhension avancée de l'engrenage différentiel.

Le physicien Derek John de Solla Price a analysé l'appareil en 1959 et a comparé le mécanisme d'Anticythère aux ordinateurs analogiques modernes dans sa fonctionnalité de calcul efficace. Sur la base des inscriptions examinées sur les fragments restants de l'appareil, les utilisateurs pouvaient saisir une date pour recevoir des prédictions complexes de modèles astronomiques.

Il s'agit d'un mécanisme d'engrenage à trois arbres d'entraînement, les arbres d'entraînement de chaque côté de l'arbre principal tournant à des vitesses différentes. Cela a été utilisé pour fournir des rotations angulaires de la lune et du soleil dans le mécanisme d'Anticythère. Au début du XXe siècle, les ordinateurs mécaniques utilisaient des engrenages différentiels pour effectuer des calculs. Les engrenages différentiels sont désormais omniprésents dans un large éventail de technologies, l'utilisation la plus courante étant dans les automobiles.

Bien qu'il y ait une certaine controverse sur l'inventeur de l'odomètre, il y a un consensus sur le fait qu'il a été inventé vers le 3ème siècle avant notre ère et largement utilisé tout au long de la période hellénistique tardive. Archimède a discuté du concept d'un odomètre dans "Mesure d'un cercle" publié en 240 avant notre ère. Bien plus tard, Héron d'Alexandrie décrivit un odomètre dans son texte « Sur la Dioptre ».

La preuve de l'odomètre existant à la fin de la période classique vient des distances documentées tout au long des conquêtes d'Alexandre le Grand. Dans la Grèce antique, les bématistes étaient des spécialistes de la mesure des distances et des terres. Les distances enregistrées par les bématistes d'Alexandre le Grand entre Hecatompylos et Alexandria Areion, une partie de la route de la soie, étaient correctes avec une précision de 0,2% sur une distance de 527 milles. Ce niveau de précision indique qu'une certaine forme d'odomètre a été utilisée pour mesurer les distances. S'il n'est pas clair quelle forme cet odomètre a pu prendre au début de la période hellénistique, au début de l'ère romaine, il était clair qu'un char ou une charrette équipé d'un système d'engrenage était utilisé pour mesurer les distances.

Cette technologie constituait un élément crucial de l'Empire de Rome car elle était essentielle à la construction de routes et à l'élaboration des besoins en approvisionnement pour les campagnes militaires. Les calculs d'Archimède dans son texte de 60 avant notre ère "Mesure d'un cercle" s'appliquent toujours aux odomètres utilisés dans les voitures aujourd'hui, en utilisant le nombre de rotations et la circonférence de la roue pour mesurer la distance parcourue.

La première description connue d'un cardan est apparue par Philon de Byzance vers la fin du 3ème siècle avant notre ère. Né à Byzance et vivant plus tard à Alexandrie, les textes de Philon incluent les premières descriptions connues d'un certain nombre d'autres inventions techniques, notamment le moulin à eau et un entraînement par chaîne utilisé pour recharger une arbalète à répétition. Le thermoscope de Philo est également un prédécesseur du thermomètre utilisé aujourd'hui.

La description de Philo d'un cardan décrivait un encrier monté dans un pot à huit côtés avec des trous de chaque côté. L'encrier était monté dans un certain nombre d'anneaux métalliques sur différents axes, ce qui signifie qu'à n'importe quel angle, le pot était tourné, l'encrier restait droit. Cela signifiait que l'encre ne s'écoulerait pas des trous et que le pot pouvait être placé de n'importe quel côté. Cette utilisation d'un support pivotant qui permet une rotation externe tout en maintenant l'élément de support droit est maintenant utilisée dans un large éventail de contextes.

Un exemple où cela est utilisé est dans la stabilisation des caméras. Les cardans à 3 axes maintiennent la stabilité et l'axe d'une caméra pendant que la caméra est déplacée par l'opérateur. Des poussées à cardan étaient utilisées dans la plupart des fusées pour contrôler la direction du vaisseau spatial. Utilisant deux axes plutôt que trois, ce cardan permet à la tuyère d'échappement de changer de direction. Le texte de Philo, la " Pneumatique ", qui décrit le cardan de l'encrier, a été considéré par certains historiens comme édité dans une traduction arabe du IXe siècle.

Cependant, une analyse récente de la traduction démontre qu'elle est susceptible d'être crédible car elle comprenait des caractères grecs, qui n'avaient pas été utilisés depuis près de 800 ans au moment de la traduction. L'auteur romain Athenaeus Mechanicus a décrit un appareil similaire à un cardan dans son texte "On Machines" composé au 1er siècle avant notre ère, démontrant que cette technologie avait été développée davantage au début de l'ère romaine.

Le premier ascenseur, construit par Archimède vers 236 avant notre ère, a été décrit par l'architecte romain Vitruve. L'ascenseur a été décrit comme utilisant un système de poulie autour d'un tambour alimenté par un cabestan rotatif actionné à la main. L'utilisation de poulies et de systèmes de treuil était bien documentée dans la Grèce antique et était à l'origine de nombreuses réalisations architecturales de l'époque. Archimède est considéré comme ayant inventé la première poulie composée, avec le premier récit des systèmes de treuil trouvé dans un texte de l'historien grec Hérodote.

Ces poulies ont été utilisées dans un large éventail de contextes, utilisant un effet de levier pour soulever des objets lourds dans la construction de certaines des structures les plus impressionnantes de la Grèce antique. Alors que les poulies sont connues pour avoir existé autour de la 12e dynastie de l'Égypte ancienne, l'introduction de la poulie composée par Archimède a contribué à augmenter l'effet de levier mécanique de cette invention. Une poulie composée combine une poulie fixe et mobile pour augmenter cet avantage mécanique.

Des rainures trouvées taillées dans les pierres du temple d'Apollon à Delphes indiquent que des systèmes de poulies ont été mis en œuvre avec des grues dans la Grèce antique dès le 7ème siècle avant notre ère. Avec certains blocs de ce temple pesant près de 400 kg, une sorte de grue était presque certainement nécessaire pour rendre ce projet possible. Les Romains ont adopté cette utilisation développée des treuils, des poulies et des grues dans certaines des prouesses architecturales les plus reconnaissables du monde antique.

Du fascinant mécanisme d'Anticythère à l'odomètre et au cardan, et de l'ascenseur à la vis d'Archimède, ces inventions de l'ingénierie grecque antique sont omniprésentes aujourd'hui et ont été au cœur des nombreuses avancées qui ont suivi.