Le chariot autopropulsé de Léonard de Vinci

En 1478, Léonard de Vinci signe un dessin de chariot automate, plus exactement un schéma d’engrenages, sans apporter ni titre ni précision sur le fonctionnement de la machine. Celle-ci laisse voir un plateau roulant entraîné par un mécanisme similaire à l’horlogerie. Léonard réfléchit alors aussi au mouvement perpétuel. L’ensemble est consigné dans plusieurs planches du Codex Atlanticus, notamment la figure 812r. Aucune carrosserie n’est prévue, seul le moteur est montré. Pour les matériaux, vue l’époque, on ne mise que sur le bois. Ses dimensions ne sont pas précisées, pas plus que l’échelle des dessins ou son utilisation.

Celle-ci n’était pas à proprement parler le déplacement de personnes ou le voyage, mais plutôt le convoyage sur une scène de théâtre d’accessoires, voire le déclenchement d’effets spéciaux. Pour comprendre cette invention, il faut l’envisager dans l’époque de la Renaissance italienne, où le théâtre est en pleine réinvention.

D’art d’art

Léonard de Vinci (1452 – 1519), entre mille talents, est passionné par le monde du spectacle. Avant de devenir le premier peintre ingénieur et architecte du roi François 1^er, et à ce titre d’organiser les fêtes royales depuis Amboise d’où un souterrain le reliait au château du souverain, Léonard de Vinci met en scène plusieurs pièces de théâtre. Il crée des effets spéciaux et des décors, tels ceux de La Fête du Paradis (1490) pour la cour des Sforza par exemple où il imagine le Paradis comme une structure dynamique, qui se met en mouvement pendant la pièce.

Plus tard, en 1515, pour un festival lyonnais donné par des marchands florentins devant François 1^er, il conçoit un lion automate capable de marcher mécaniquement, de secouer la tête et la queue, et d’avoir le poitrail qui s’ouvre pour faire apparaître des fleurs de lys. Aucun lien avec Peugeot : le lion fait référence à Florence, dont l’animal est l’un des emblèmes à l’image du Marzocco. Les fleurs de lys, elles, s’adressent directement au souverain vainqueur de Marignan et par ce geste, Léonard remercie François 1^er d’avoir repris Milan au nom des Florentins. Par la suite, Léonard de Vinci sera invité à s’installer en France où il séjournera jusqu’à sa mort, en 1519. Mais revenons à son chariot.

Un petit tour pour l’homme mais un tour de géant pour l’ingénierie ?

Le chariot « automobile » de De Vinci n’est pas qu’un prototype de papier. Plusieurs maquettes existent : à Amboise au Clos Lucé ; à Vinci, dans le musée consacré à Léonard ; ainsi qu’à Turin au musée de l’automobile. En 2004 à Florence, l’historien italien Carlo Pedretti a entrepris d’achever le dessein (et les dessins) de Léonard de Vinci et a réalisé un prototype fonctionnel. Surprise : il marche, enfin, il roule !

Les schémas, qu’on supposait incomplets, étaient en réalité mal interprétés. Pedretti a compris que pour se déplacer, plutôt que des ressorts à lames, Vinci avait probablement imaginé un double ressort moteur, dont le principe est contemporain de Léonard et inventé dès le début du XVe siècle dans l’horlogerie. Enfermés dans un tambour de bois, tendus dans des directions opposées et placés sous les engrenages principaux, ces deux ressorts hélicoïdaux ont la puissance pour entraîner chacun une des roues arrière indépendantes sur une distance d’environ 40 mètres. Un petit tour pour l’homme mais un tour de géant pour l’ingénierie ? Et pourquoi pas !

Un automate de haute précision

Si un seul ressort aurait suffi pour faire avancer le chariot, le fait qu’il y en ait deux permet plus de puissance et plus d’équilibre dans le mouvement grâce à la symétrie de fonctionnement. Lors du lancement de la machine, pour éviter tout effet brutal des ressorts sur les crans des roues motrices, des systèmes d’échappement et de freinage sont intégrés et en contact direct avec les roues dentées. Leur principe est expliqué à ce lien.

Une troisième roue, qui peut être doublée comme sur certaines maquettes, donne une direction au mobile. Pour orienter cette roue directrice, un gouvernail est là si un conducteur est à bord… Mais s’il n’y en a pas, des cames, via des ressorts à lames issus de l’horlogerie, peuvent automatiquement diriger le véhicule qui devient un automate programmé pour aller en ligne droite, prendre un virage doux ou prononcé, voire slalomer… La voiture autonome avant l’heure ? Pas exactement : l’idée est plutôt que le chariot soit un décor mobile sur la scène de théâtre. Les dimensions imaginées pour le chariot seraient d’1,68 m à 1,75 m en longueur et 1,49 m à 1,50 m en largeur.

Et De Vinci devança l’automobile…

Les travaux de Léonard de Vinci ont également porté sur nombre des systèmes ou techniques aujourd’hui embarqués dans chacune de nos automobiles. Ainsi du roulement sur galets, précurseur du roulement à billes, du compteur kilométrique imaginé via un systèmes de billes tombant à chaque tour d’une roue de chariot, de la boîte de vitesses grâce à une commande entraînant un système d’engrenage formé de trois plateaux de tailles différentes (cylindrique ou conique), de l’idée de la transmission sur un essieu… Des concepts sans lesquels le fonctionnement des voitures d’aujourd’hui serait sans doute différent. En tout cas, des preuves supplémentaires, s’il en fallait encore, que le surnom attribué à Léonard, « Le Maître », est plus que justifié alors qu’il est parti voilà 500 ans.

Sources : options citées, Clos Lucé (Amboise) et Les machines de Léonard de Vinci (Gründ)
Crédit photos : François Mortier – Le Nouvel Automobiliste
Visiter le Clos Lucé : leur site internet est à ce lien.