polyspast

Un polyspast est un appareil de levage mécanique construit autour de plusieurs poulies et axes agencés de manière à ce qu'une seule corde ou un seul câble les traverse dans une configuration composée. Cet agencement réduit considérablement l'effort nécessaire pour soulever une charge, car la charge est supportée par plusieurs segments de corde plutôt qu'un seul. Un polyspast avec quatre segments de corde de support, par exemple, nécessite environ un quart de la force de traction nécessaire pour soulever le même poids avec une seule corde.

Le système fonctionne grâce à des poulies fixes et mobiles travaillant en tandem. Les poulies fixes sont montées sur un cadre stationnaire et changent la direction de la corde. Les poulies mobiles sont attachées à la charge elle-même et créent l'avantage mécanique réel. À mesure que davantage de poulies sont ajoutées au circuit, la charge se répartit sur plus de segments de corde, et la force requise à l'extrémité de traction diminue. Le compromis est la distance: soulever une charge de trois mètres avec un polyspast à quatre poulies nécessite de tirer vingt-quatre mètres de corde.

Géométrie pratique et limites

L'avantage mécanique dans un polyspast est déterminé en comptant le nombre de segments de corde supportant les poulies mobiles. Un avantage mécanique de deux pour un réduit de moitié la charge vue à l'extrémité de traction; un avantage de quatre pour un la multiplie à nouveau. La plupart des polyspasts fonctionnels ont des rapports allant de 2:1 à 6:1. Au-delà, le frottement dans les roulements des poulies et la rigidité de la corde commencent à annuler les gains. Les axes en acier ou en bronze sont importants: les réas en bois sur un système à quatre poulies peuvent perdre cinq à dix pour cent de l'avantage théorique uniquement à cause du frottement.

Un polyspast n'est aussi solide que son composant le plus faible. La corde doit être dimensionnée pour la charge totale sur n'importe quel segment, pas seulement pour la division de l'avantage mécanique. Un système à quatre poulies soulevant 400 livres impose toujours 100 livres par segment, donc une corde évaluée pour au moins 100 livres doit être utilisée. De même, le diamètre du réa doit être proportionnel à l'épaisseur de la corde; des roues sous-dimensionnées provoquent une contrainte de flexion excessive sur la corde et une défaillance prématurée.

Le nom vient du grec, signifiant littéralement «plusieurs poulies», et apparaît dans les textes classiques sur la mécanique. Aujourd'hui, le terme survit principalement dans les contextes de gréement lourd et maritime, où les arrangements de palans utilisent le même principe. Les grues modernes et les palans à chaîne ont remplacé la plupart des travaux manuels de polyspast, mais la géométrie reste inchangée: c'est la solution mécanique fondamentale pour échanger la distance contre la force.