Réversibilité et irréversibilité des constituants

Un système vis-écrou permet souvent de lever une lourde charge avec un petit moteur, sans que la charge ne puisse jamais redescendre toute seule si le moteur s'arrête.

Cette propriété n'est pas un défaut de conception : c'est une irréversibilité recherchée, qui assure la sécurité du système en cas de panne.

Analyser chaque constituant un par un

Pour déterminer si une chaîne de puissance complète est réversible, il faut examiner chacun de ses constituants séparément, du plus proche de la source au plus proche de l'actionneur.

Un constituant est réversible s'il peut transmettre la puissance aussi bien dans le sens direct que dans le sens inverse, sans modification ni intervention extérieure.

Exemples de constituants réversibles

Moteur électrique à courant continu : peut fonctionner en générateur si on l'entraîne mécaniquement.
Réducteur à engrenages droits : transmet la puissance dans les deux sens, sauf conception particulière.
Poulie-courroie : transmet également la puissance dans les deux sens, sous réserve d'un rendement suffisant.

Exemples de constituants irréversibles

Système vis-écrou à faible rendement : les frottements internes bloquent le mouvement en sens inverse.
Roue libre : conçue spécifiquement pour ne transmettre la puissance que dans un seul sens.
Diode : ne laisse passer le courant électrique que dans un seul sens.
Certains réducteurs à vis sans fin : selon l'angle de l'hélice, peuvent devenir irréversibles par frottement important.

Un rendement faible favorise l'irréversibilité

De façon générale, plus les frottements internes d'un composant sont importants, plus il devient probable que ce composant soit irréversible.

Un rendement très faible dans le sens direct traduit d'importantes pertes par frottement, qui peuvent suffire à bloquer totalement toute transmission en sens inverse.

La chaîne complète : le maillon le plus faible détermine le résultat

La réversibilité globale d'une chaîne de puissance dépend de tous ses constituants pris ensemble, du premier au dernier.

Si un seul constituant de la chaîne est irréversible, la chaîne entière devient irréversible dans son ensemble, quel que soit le comportement des autres composants.

Concevoir une chaîne réversible impose donc de vérifier systématiquement chaque constituant, sans en négliger aucun.

Exemple de référence

Un store roulant motorisé utilise fréquemment un réducteur à vis sans fin volontairement irréversible : il permet au moteur de faire descendre ou monter le store, mais empêche le poids du store de le faire redescendre tout seul en cas de coupure de courant.

Ce choix technique privilégie la sécurité sur la récupération d'énergie, absente de ce type de produit.

L'essentiel

Analyser la réversibilité d'une chaîne suppose d'examiner chaque constituant séparément.
Réversibles : moteur électrique, réducteur à engrenages classique, système poulie-courroie.
Irréversibles : vis-écrou à faible rendement, roue libre, diode.
Un seul constituant irréversible suffit à rendre toute la chaîne irréversible dans le sens inverse.

Exercice : analyser la réversibilité de la chaîne de puissance d'un vélo à assistance électrique