Pourquoi les pédales de vélo se vissent à l’envers 5


Pierre-Alain “Panoramix” m’a soumis l’intéressante question suivante:

Les pédales de vélo ont des filetages de sens opposé, à droite (standard) pour la pédale de droite et à gauche pour celle de gauche.

A première vue, l’explication est simple et logique: c’est pour éviter que l‘une des deux pédales se desserre lors de l’utilisation.

Oui, mais… En y regardant de plus près et en réfléchissant un peu (mais peut-être pas assez), on s’aperçoit que tout est à l’envers. En effet, si lors de la rotation de la manivelle un roulement de pédale se bloque, le sens de rotation fait qu’elle va se desserrer !

Aurais-tu une réponse à cette énigme?

Comme je n’en avais pas, j’ai cherché et trouvé une première réponse en français qui incrimine le roulement à billes, mais qui ne m’a pas convaincu (en fait elle est fausse). Et puis j’ai trouvé une réponse circonstanciée sur Everyday Scientist que je vous traduis ci-dessous:
La bonne réponse m’a stupéfait, probablement parce que je ne suis pas ingénieur en mécanique.

Ce n’est pas en raison du couple de desserrage causé par le frottement dans les roulements à billes. C’est à cause d’un effet qui travaille en sens contraire (dans ce cas) : la précession mécanique:

Précession mécanique (cliquer pour la Wikipédia)

“La précession est la rotation d’une pièce circulaire dans un trou circulaire en raison du jeu entre les deux pièces sous l’action d’une force radiale tournante sur la pièce intérieure. Le sens de rotation de la pièce intérieure est inverse à celui de la rotation de la force radiale.”

La source du couple de desserrage est donc la force radiale sur l’axe de la pédale, la force avec laquelle vous appuyez sur la pédale, et non pas la force de frottement du roulement à billes. Cette force radiale produit un couple de desserrage en raison du jeu entre l’axe de la pédale et la pédale. On peut se le représenter avec un crayon dans un tube de papier de toilettes : en tenant le crayon, déplacez le crayon dans le tube : il y a une force qui tend à faire tourner le crayon le long de son axe, en raison du frottement avec le tube.

Le couple du à la précession est bien plus élevé que le celui en sens inverse du au frottement des roulements, donc les fabricants de vélos négligent ce dernier, et le filetage est conçu pour que la précession serre les pédales.