TEXTES ET DOCUMENTS POUR LA CLASSE

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Petite histoire du vélo

Géographie - Sciences expérimentales et technologie - histoire - français / cycle 3

Par Jamila Al Khatib, responsable de l’action pédagogique au musée des Arts et Métiers, et Serge Picard, professeur-relais au musée des Arts et Métiers

DOCUMENTS

Bicyclette ou bicycle ?

DOC A La Souplette, bicyclette, 1875.

DOC B Le grand-bi, bicycle Rudge, 1887.

DOC C Henry Michaux, « L’invention de la pédale », in L’Éclair, 7 mars 1893.

Pédale et développement

DOC C Henry Michaux, « L’invention de la pédale », in L’Éclair, 7 mars 1893.

La fabrication des vélos, une mécanisation du travail

DOC D L’usine Clément, Paris, fin du XIXe siècle.

 Les utilisateurs de vélo

DOC E Émile Zola, Paris, 1898.

ANALYSES DES DOCUMENTS

Introduction

Avant de découvrir l’histoire du vélo, il est important de connaître exactement les parties qui le composent. Cinq grandes fonctions peuvent être dégagées :

  • le freinage, commandé au niveau du guidon et assuré par des freins à patins ou à disque disposés sur chaque roue ;
  • le portage, assuré par le cadre, la selle, les roues et leurs jantes, les rayons et les pneus ;
  • la direction, assurée par le guidon, la fourche et la roue avant ;
  • la propulsion, assurée par les pédales et le pédalier, la chaîne et son dérailleur, le pignon (ou roue libre) et la roue motrice ;
  • l’éclairage, assuré par la dynamo, entraînée par la roue, les feux avant et arrière.

Sur le schéma de l’activité 1 p. 31 manquent certains accessoires présents sur nos vélos actuels, par exemple un système de signalisation, un avertisseur sonore, un compteur multifonction, un GPS. • Proposer l’activité 1 dans TDC, « L’innovation technologique », n° 1018, p. 31.

Bicyclette ou bicycle ?

L’observation attentive des roues et de leurs rayons, la présence ou non des pédales et de la chaîne, l’équilibre du cycliste permettent de distinguer quelques différences. Elles découlent directement de l’évolution technique des vélos.
En 1790 apparaît le célérifère, une poutre de bois portée par deux roues sur laquelle on s’assoit à califourchon. On se propulse en poussant sur le sol avec ses pieds. Pour se diriger, il faut lever l’engin et l’orienter. Mais attention, cette invention est aujourd’hui largement contestée.
En 1817 apparaît la draisienne, inventée par le baron Drais von Sauerbronn, originaire du duché de Bade. La direction se fait par le timon conducteur (futur guidon) orientant la roue avant. Incompris dans son pays, le baron Drais dépose un brevet à Paris et présente son invention dans le parc du Luxembourg, en présence du public. À la manière du cheval, la draisienne se pratique en manège.
En 1868 Pierre Michaux y ajoute une pédale (doc C) et remplace le cadre en bois par un cadre en métal, ce qui fait perdre près de 10 kg à la draisienne. Il utilise de la fonte malléable. Ce procédé originaire d’Angleterre permet d’obtenir des pièces moulées avec les qualités mécaniques de l’acier, premier pas d’une réduction des coûts de production. Les roues demeurent en bois et cerclées de fer. Le fer forgé reprendra ses droits par la suite avec l’expansion de l’industrie de Michaux et de ses associés, les frères Olivier. Puis l’acier s’imposera pour la fabrication des rayons de roues, pour les jantes et enfin le cadre. Ce matériau élastique, solide, facile à travailler est relativement peu coûteux. En revanche, il est sujet à la corrosion s’il est mal protégé. Dans les années 1870, la mode du bois courbé apparaît dans le domaine du cycle avec la Souplette (doc A). Malgré son nom, cette bicyclette répond plus à un souci esthétique qu’à une recherche de confort. En outre, elle manque de stabilité, surtout par temps humide.
Les roues Meyer, brevetées en 1869, sont entièrement métalliques et à rayons réglables. La disposition de coussinets à billes (roulements) se fait directement dans le moyeu. Elle permet de démonter rapidement une roue et de diminuer l’effort du cycliste pour pédaler. Cette disposition est encore adoptée aujourd’hui.
Dans les années 1880, les bicycles ont des roues avant disproportionnées pour accroître la vitesse. L’adoption des rayons métalliques permet d’agrandir la roue motrice tout en gardant sa solidité et en allégeant la machine. James Starley en améliore la résistance en créant des rayons tangentiels au moyeu et non croisés. Ce système prédomine encore actuellement. Une grande roue avant influe aussi sur l’équilibre du cycliste : son centre de gravité étant plus élevé, il doit se faire acrobate pour monter, descendre et tenir sur le vélo. D’autres solutions seront proposées par les fabricants : le tricycle, le dicycle ou le quadricycle. Avec une roue motrice plus grande, il faut néanmoins trouver un moyen pour que les pieds atteignent les pédales. Au terme de plusieurs recherches, on réinvente, en 1879, la transmission par chaîne que Guilmet et Meyer auraient utilisée dix ans plus tôt. Ainsi le grand-bi n’est pas l’ancêtre de la bicyclette, comme on le pense souvent, mais c’est la forme la plus aboutie de la lignée des vélocipèdes (doc B). D’ailleurs, la firme anglaise Rudge construira simultanément des grands-bis et des bicyclettes avant de se consacrer exclusivement à la bicyclette.
En 1880, le grand-bi est détrôné par la bicyclette : le mouvement du pédalier est transmis par la chaîne à la roue arrière. Les premières bicyclettes comportent encore une roue de grand diamètre à l’avant, mais celle-ci n’assure plus que la fonction de direction. Elle va progressivement, au fil du temps, diminuer pour donner la forme actuelle de nos vélos.
Presque tous les vélos d’avant les années 1970 étaient faits d’un alliage d’acier et de chrome. Au début des années 1980, on utilise essentiellement de l’aluminium. Aujourd’hui, ce métal est probablement le plus utilisé pour les vélos de milieu de gamme. Pour les vélos de course, on utilise la fibre de carbone et le titane, matériaux plus onéreux.
La dynamo et le phare ont remplacé la lampe à huile. L’avertisseur sonore, l’ancêtre de notre sonnette, est obligatoire depuis 1874. On trouvera également très tôt sur les vélos une pompe, un compteur kilométrique, un porte-bagages, une gourde, etc.
En 1888, John Boyd Dunlop dépose un brevet pour des bandages à base de caoutchouc (les pneumatiques) qui augmentent la sécurité et le confort du cycliste. La société Dunlop est créée en 1889 pour commercialiser les pneumatiques non démontables. Deux ans plus tard, les frères Michelin, à Clermont-Ferrand, lancent le pneumatique démontable. • Proposer l’activité 2, p. 31.

Pédale et développement

Il faut attendre plus de quarante ans après l’invention du vélo pour que Michaux, fabricant de voitures à Paris, ait l’idée d’adapter des manivelles à pieds ou « pédivelles » à la roue avant d’une draisienne. Elle devient la Michauline.
Avec des pédales sur la roue avant, un tour équivaut à un tour de roue et le seul moyen d’accroître la vitesse est d’augmenter la taille de la roue motrice. La plus grande roue avant reste celle de l’Xtraordinary (1874), qui atteint 2,30 m de diamètre.
La distance parcourue par un bicycle en un tour de pédalier équivaut au périmètre de la roue avant (développement). Par exemple, un grand-bi dont la roue a un diamètre de 1,70 m avance d’environ 5,40 m par tour de pédalier. La réalisation du modèle en carton de l’activité 3, p. 32, illustre ce principe.
Dans le cas de la bicyclette, le développement ne dépend plus uniquement de la taille de la roue motrice arrière. Il est égal au périmètre de la roue arrière multiplié par le rapport du diamètre (ou du nombre de dents) du pignon du pédalier sur celui de la roue arrière. Par exemple, une bicyclette dont la roue arrière a un diamètre de 71,10 cm (28 pouces), un plateau de pédalier à 42 dents et un pignon de la roue arrière à 14 dents avance de 0,71 x π x (42 / 14) = 6,70 m par tour de pédalier.
Il n’est alors plus nécessaire d’avoir de grande roue avant. • Proposer l’activité 3, p. 32.

La fabrication des vélos, une mécanisation du travail

En 1890 sont fabriquées près de 50 000 bicyclettes en France. Le million est dépassé en 1900. Cet essor s’appuie sur l’allègement des machines et surtout sur celui des prix : 800 francs en moyenne en 1892, 150 francs en 1900. Cette baisse considérable explique le succès populaire du vélo et son abandon par les bourgeois ou les « snobs » attirés par d’autres nouveautés, comme l’automobile ou l’avion. Par ailleurs, les classes ouvrières et moyennes s’équipent sans attendre le marché de seconde main.
L’organisation des usines à vélo est directement héritée des méthodes de l’artisan carrossier. Dans son atelier, Michaux, fabricant d’automobiles, construit intégralement un vélo : 2 sont fabriqués en 1860, 142 en 1862 et plus de 400 en 1865. L’idée de la division du travail date des années 1850. La sous-traitance chez Michaux viendra en 1866 pour la réalisation des roues. Toujours en bois cerclées de fer, elles relèvent du travail du charron.
Avec la production en masse, trois types de machines peuvent être distingués :

  • les bicyclettes produites en masse par les industries. Les plus importantes fabriquent l’intégralité des pièces, les autres se fournissent à l’extérieur pour les selles, les pneus et les autres composants ;
  • les bicyclettes fabriquées dans les ateliers locaux utilisant les composants de firmes spécialisées ;
  • les bicyclettes produites par des départements spéciaux d’entreprises ou d’ateliers, connues sous le nom de « machines de luxe », et construites sans regarder à la dépense.

La guerre de 1870 sera une catastrophe pour l’industrie française du cycle. Les fabriques sont réquisitionnées, et en 1880 les firmes anglaises dominent le marché.
Pour en savoir davantage sur l’organisation du travail dans les usines pendant la Révolution industrielle, on consultera la séquence pédagogique 4 portant sur la machine à vapeur (pp. 38-42). • Proposer l’activité 4, p. 32.

Les utilisateurs de vélo

Utilisée à ses débuts comme simple divertissement, la bicyclette devient une activité sportive pour laquelle des courses sont organisées. Le premier Tour de France a lieu en 1903. Dans les zones rurales, elle réduit les distances, favorisant échanges et commerce. Encouragés par sa popularité ainsi que ses succès aux Expositions universelles, les industriels vont peu à peu adapter le vélo à un public plus large, d’où l’apparition de tricycles et de dicycles.

Vers 1892, l’armée développe, sous l’impulsion du capitaine Gérard, un corps spécial de vélocipédistes équipés de bicyclettes pliantes. Les autres administrations suivront le mouvement. Le cyclisme devient utilitaire : ouvriers, paysans, employés se rendent au travail en vélo, tandis que livreurs de journaux, facteurs, marchands ambulants et rémouleurs, médecins ou curés l’utilisent pour leur tournée.
La notion de « vélotourisme » introduite dans le supplément du Littré désigne l’activité des Anglais venant visiter la France. En 1890 est créé le Touring club de France. La bicyclette devient pour les hommes et pour les femmes un symbole de liberté.
L’engouement des femmes pour le cyclisme raconté par Émile Zola dans Paris en 1898 (doc E) remet en cause le port de leurs larges robes, trop encombrantes pour rouler en grand-bi. Certains fabricants essaient de résoudre ce problème en proposant de rendre possible la conduite sur le côté (en amazone). Mais cette solution technique ne remporte pas un grand succès. D’autres moyens vont y remédier : la création d’une nouvelle mode de vêtements comme les jupes-pantalons et/ou l’utilisation des tricycles.
Avec les premiers congés payés de 1936, des milliers de cyclistes roulent sur les routes de France, en tandem ou en triplette, traînant des remorques remplies de bagages. Si les automobiles sont encore relativement peu nombreuses, plus de 8 millions de bicyclettes sont en circulation.
L’arrivée du mountain bike (vélo tout terrain) à la fin des années 1970 marque le retour de la bicyclette sportive. Aujourd’hui, plus d’un milliard et demi de bicyclettes circulent sur la planète, car le vélo reste le moyen de transport le plus utilisé au monde. Le vélo est « glorifié » chaque année par le Tour de France cycliste. Les événements de 1968, la crise du pétrole en 1973, les embouteillages en ville en ont favorisé le retour. De plus, la bicyclette est écologique, non polluante et économe en énergie. Aujourd’hui, sa location est facile grâce aux dispositifs mis en place par de nombreuses municipalités, et les pistes cyclables se développent dans les villes. • Proposer l’activité 5, p. 32.