Ch04 – Vitesse et accélération | Terminale ERA | ⏱ 30 min
Dernière mise à jour : 5 juin 2026
Pourquoi un tourneur sur bois divise par 4 la vitesse de rotation quand il passe d'un manche d'outil Ø 30 mm à un bol Ø 300 mm ?
La vitesse de coupe à la périphérie doit rester dans la zone optimale (15-30 m/s pour le bois).
v_coupe = π × D × n.
Règle : plus la pièce est grosse, plus on tourne lentement. Réglage essentiel.
Théo, tourneur indépendant chez TourBois 74 Annecy (création de pièces décoratives en bois local), accueille un stagiaire pour la pose-bols. Il doit expliquer comment régler les vitesses selon les pièces.
Vitesse de rotation idéale pour un bol Ø 200 mm. Cible v_coupe = 25 m/s.
n = v / (π·D) = 25 / (π × 0,200) = 25 / 0,628 = 39,8 tr/s = 2 388 tr/min.
Réglage en pratique : 2 000 ou 2 500 tr/min selon les positions disponibles.
Pour un bol Ø 400 mm.
n = 25 / (π × 0,400) = 19,9 tr/s = 1 194 tr/min.
Réglage : 1 000 tr/min.
Si on tourne le bol Ø 400 à 3 500 tr/min (vitesse max) : v_coupe = π × 0,4 × 58,3 = 73 m/s. Au-dessus de la limite sécurité 50 m/s. DANGER.
Pour un manche fin Ø 25 mm.
n = 25 / (π × 0,025) = 318 tr/s = 19 100 tr/min.
Au-delà des capacités du tour (3 500 tr/min max).
On tourne au max disponible : 3 500 tr/min → v_coupe = π × 0,025 × 58,3 = 4,6 m/s. Vitesse insuffisante pour finition optimale → finition à la racloire ou papier de verre pour compenser.
Force centrifuge sur un éclat de bois (m = 50 g) en bord de bol Ø 300 à 2 000 tr/min.
r = 0,15 m. n = 2 000/60 = 33,3 tr/s. ω = 2π × 33,3 = 209 rad/s.
F = m × ω² × r = 0,050 × 209² × 0,15 = 0,050 × 43 700 × 0,15 = 328 N.
Soit 33 kg de force. Si l'éclat se détache, projection à v = ω·r = 31 m/s = 112 km/h. Lésion grave possible.
D'où l'importance du capot acrylique de protection.
Pour limiter le risque, choisir un bois sain et bien centré. Pourquoi ?
Critères clés :
Statistiques : 80 % des éclats au tour à bois proviennent de pièces mal centrées ou avec défaut visible que le tourneur a ignoré.
EPI obligatoires en tournage sur bois.
Pour exposition > 4 h/jour : surveillance médicale annuelle (poumon, ouïe).
Réglage tour pour différentes pièces. Tableau pratique.
| Pièce | Ø (mm) | n optimale (tr/min) | v_coupe (m/s) |
|---|---|---|---|
| Manche outil | 30-50 | 3 000-3 500 | 5-9 |
| Pied de lampe | 80-120 | 2 000-2 500 | 10-16 |
| Bol creusé | 150-250 | 1 500-2 000 | 15-25 |
| Grand bol / plat | 250-400 | 700-1 200 | 15-25 |
Règle pratique : diviser par 2 le tr/min à chaque doublement du diamètre. Garde v_coupe constante.
Briefing stagiaire Théo.
Mémo tour à bois sécurité — Théo (TourBois 74 Annecy)
• v_coupe optimale bois sec : 15-30 m/s. v_coupe = π·D·n.
• Manche Ø 30 → 3 500 tr/min. Bol Ø 200 → 2 400. Bol Ø 400 → 1 200.
• Diviser n par 2 à chaque doublement de D.
• Vérifier balourd avant accélérer (250 tr/min puis montée).
• Capot acrylique obligatoire + lunettes + masque FFP2 + casque anti-bruit.
• Bois sain, bien sec, bien centré = 80 % de la sécurité.
Même principe que le tour à bois, en plus dramatique. Une meule à disque Ø 125 mm sur meuleuse 11 000 tr/min :
v_périphérique = π × 0,125 × (11 000/60) = 72 m/s = 260 km/h.
Force centrifuge sur un éclat 1 g : F = 0,001 × 1 152² × 0,063 ≈ 84 N. Si l'éclat se détache, projection à 260 km/h sur quelques mètres.
Causes courantes d'explosion :
Sécurité : jamais retirer le capot de protection. La majorité des accidents graves de meuleuse impliquent un capot démonté.
Statistiques INRS : 1 200 accidents/an meuleuse en France, dont 80 graves (perte d'œil, doigts).
Solutions modernes : meules diamant (pas d'éclatement, plus chères) ou disques de polissage souples (sécuritaires mais limités).
📚 §2 (vitesse) + §8 (ordres de grandeur) + §9 (applications) de la leçon Ch04.