Balance de Roberval

Balance Roberval

Balance Roberval

La balance Roberval à deux fléaux est un instrument de pesage qui doit son nom à son inventeur Gilles Personne de Roberval, mathématicien et physicien français né en 1602, connu sous le nom de Roberval car il était originaire de Roberval dans l'Oise. Gilles Personne avait l'ingénieuse idée de placer les plateaux au dessus du fléau, alors que traditionnellement ils étaient suspendus en dessous du fléau. Le principe de l'énigme statique a fait le sujet d'une thèse présentée à l'Académie royale des sciences par Gilles Personne en 1669.

Sommaire

Fonctionnement

Balance Roberval fabriquée par W & T Avery Ltd.
Balance Roberval (détail)

La balance de Roberval comprend un fléau horizontal à 3 couteaux avec des bras égaux dont les deux extrémités supportent les 2 plateaux. Le déplacement des plateaux est guidé par des tiges verticales liées à un contre-fléau souvent caché dans le socle de la balance. L'ensemble fléau, contre-fléau et tiges verticales constitue un parallélogramme articulé. Lorsque les 2 bras du fléau sont égaux, des masses égales placées sur les 2 plateaux sont en équilibre. Puisque les tiges qui relient les 2 fléaux sont toujours verticales, la force exercée par les masses sur les plateaux est toujours dirigée exactement verticalement vers le bas sans vecteur horizontal. Pour cette raison il est indifférent à quel endroit et à quelle distance du pivot les masses sont placées tant que le parallélogramme est préservé. La balance Roberval intègre en tout 6 pivots ce qui double les points de friction par rapport à une balance avec plateaux suspendus.

Pour peser un objet il est placé sur un plateau. Ensuite on ajoute des masses marquées à l'autre plateau jusqu'à ce que les deux plateaux soient en équilibre. la masse de l'objet à peser est alors égal au total des masses marquées - et ceci indépendamment de l'endroit où on les place sur les plateaux.

Pour améliorer la sensibilité des balances à plateaux, les fléaux et les couteaux sont dimensionnés en fonction de la capacité maximale de la balance. Pour cette raison la capacité maximale est toujours clairement indiquée sur chaque balance. Les balances destinées au commerce sont obligatoirement poinçonnées par les services des poids et mesures compétents (en France la Direction régionale de l'Industrie, de la Recherche et de l'Environnement). Afin de faciliter l'opération de pesage souvent une aiguille est attachée perpendiculairement à un des deux fléaux, éventuellement devant un cadran gradué, indiquant l'écart par rapport à l'équilibre.

Fréquemment utilisé comme balance dans le commerce de détail, sur les marchés et comme balance postale, les balances Roberval sont plus rapides mais moins précises, techniquement plus élaborées et plus coûteuses à fabriquer que les balances avec les plateaux suspendus. Néanmoins ces dernières ont le désavantage de devoir être suspendues et de gêner l'utilisateur par un accès entravé par les fils de suspension.

Histoire

Balance Roberval ca. 1800

Les balances Roberval ont d'abord été fabriquées en Angleterre sous le nom de "balances françaises". Leur fabrication en France commence seulement au début du XIXe siècle, au moment du Blocus Continental, sous le nom de "balances anglaises". Leur production devient importante à partir de 1850 et restera prédominante jusqu'à la fin des années 1980, avec des modèles homologués adaptés aux différents métiers : le principe de Roberval donne une bonne précision dans la pesée, une bonne stabilité dans le réglage et une robustesse à l'épreuve du temps.

Les plus importants fabricants de balances Roberval sont W. & T. Avery Ltd. et George Salter & Co. Ltd. au Royaume-Uni et Trayvou en France.

Deux événements ont marqué l'histoire des balances Roberval : vers 1850 Joseph Béranger originaire de Saône-et-Loire et fondateur de l’entreprise qui par la suite devient Trayvou améliore le système Roberval en y ajoutant des fléaux subsidiaires en remplacement des tiges verticales réduisant ainsi les forces latérales et du même coup la friction sur les couteaux. Puis dans les années 1980, l'arrivée des balances électroniques à capteur de charges a graduellement mis fin à la production à grande échelle des balances Roberval.

Bibliographie

  • J. T. Graham, Scales and Balances, Shire Publications, Aylesbury (1981) ISBN 0-85263-547-8
  • Bruno Kisch, Scales and Weights. A Historical Outline, Yale University Press, New Haven (1966) ISBN 0-300-00630-6

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