Voir la source de Câble de traction

{{homonyme|câble}}
[[Fichier:Steel wire rope.png|thumb|Câble du treuil de la mine de charbon de '''Zeche Zollern''' en [[Allemagne]] (nord–ouest de [[Dortmund]]).]]
[[Image:6x19 wire rope construction-fr.svg|thumb|Éléments constitutifs d’un câble en acier]]
[[File:AnchorPulley.JPG|thumb|Poulie d'ancrage, pour le labour à la vapeur ([[Locomobile]])]]
Un '''câble de traction''' est un câble qui sert à tirer une charge, à soutenir une structure.

Les câbles de traction sont composés de fibres végétales, de fils d'acier très fins ou de fibres synthétiques, tressés en torons de plusieurs fils. Ces torons peuvent eux-mêmes être tressés ensemble pour former des câbles encore plus épais et donc plus résistants. Bien que la grande majorité des câbles de traction soient de section ronde, il en existe de section aplatie.

De nos jours, on parle plus volontiers de câble métallique, par opposition à la corde textile. L'usine ou l'endroit où on le fabrique s’appelle [[câblerie]].

== Histoire ==
Le câble désigne à l'origine un [[cordage]] de forte résistance employé à la manœuvre des ancres. On le retrouve en [[Lexique de la maçonnerie#C|maçonnerie]], il désigne de même un cordage très gros et très fort dont on se sert pour enlever les pierres avec une grue, une [[Chèvre (outil)|chèvre]]{{etc}}<ref>D'après {{ouvrage |nom1=J.-M. Morisot |titre= Tableaux détaillés des prix de tous les ouvrages du bâtiment |éditeur= Carilian |lieu=Paris |année= 1814}}</ref>. Le terme cableau (ou chableau), inusité maintenant, désignant lui un cordage de moindre section<ref>Morisot J.M., ''Tableaux détaillés des prix de tous les ouvrages du bâtiment'', Carilian, 1814</ref>.

Le câble comme la [[corde (outil)|corde]] est donc un corps long, flexible, résistant, généralement rond, composé de fils tortillés et/ou tressés ensemble appelés [[Toron (textile)|torons]]. Techniquement, le câble pourrait être aussi la réunion de plusieurs cordes ou [[aussière]]s<ref name="Jacquemin">D'après {{ouvrage|nom1=H.J.Jacquemin|titre= Traité pratique des constructions métalliques.|année= 1947|éditeur= Aumôniers du travail. Institut Industriel professionnel.|lieu= Charleroi-Nord}}.</ref>.

Les câbles sont d'abord constitués de fibres végétales (coco, chanvre, [[chanvre de Manille]]{{etc}}). Pour les câbles en acier, l'unité n'est plus le fil de chanvre mais un fil d'acier. Si les câbles à fils parallèles en acier sont connus depuis l'utilisation qu'en fit [[Marc Seguin]] pour un pont suspendu, la [[passerelle de Saint-Antoine]], en 1823, c'est à l'Inspecteur des Mines allemand [[Wilhelm Albert (inventeur)|Wilhelm Albert]] ([[Clausthal]], 1834) que l'on doit le câble toronné moderne.

Au {{s-|XIX}}, le câble en acier est généralement utilisé pour l'exploitation minière et le transport par bateaux en général, et l'expérience a prouvé qu'il possède de nombreux avantages sur les cordes de chanvre, étant plus léger, plus durable, et moins cher que le chanvre ou le chanvre de Manille, et n'étant pas affecté par les changements atmosphériques. Les nombreuses applications auxquelles les câbles en acier ont été appliqués, là où la corde de chanvre aurait bientôt été détruite et les chaînes trouvées trop lourdes, a rapidement provoqué son adoption générale dans toutes les régions minières du monde moderne où que ce soit, là ou des puits sont créés vers les profondeurs, et/ou des plans inclinés sont aménagés. La consommation de câble à partir du milieu {{s-|XIX}} est énorme et vise les domaines d'utilisation principaux suivants<ref name="Hallidie">{{en}} {{lien|Andrew Smith Hallidie}}. The Mechanical Miners' Guide. Wire and Wire Rope Works, 1873. [https://books.google.be/books?id=oy9IAAAAIAAJ Lire en ligne]</ref>{{etc}} :
* levage des [[puits de mine]] profonds et [[plan incliné|plans inclinés]] ;
* [[Hauban (construction)|haubans]] des [[derrick]]s ;
* [[bac à traille|bacs à traille]], [[bac à câble]] ;
* câbles de suspension pour [[conduite d'eau|conduites d'eau]] ou [[aqueduc]]s ;
* câbles de signal ;
* câbles de [[Ferry (bateau)|ferry]] ;
* [[manœuvre dormante|manœuvres dormantes]] des navires ;
* câbles pour les [[bateau à vapeur|bateaux à vapeur]] ;
* haubans des [[cheminée]]s ;
* pour le cordon de bordure pour les cadres de fenêtre, les cadres suspendus{{etc.}} ;
* cordons et [[Câble électrique|câbles]] d'alimentation pour le transport de puissance à n'importe quelle distance ;
* pour les [[caténaire]] de [[tramway]] ;
* pour le [[transport par câble]] de matériel sur des routes montagneuses et difficiles{{Etc.}} ;
* Pour le [[labour à la vapeur]] ([[locomobile]]).

=== Dans la marine et dans les ponts ===
L'officier de la [[Royal Navy]] [[Samuel Brown (officier de la Royal Navy)|Samuel Brown]] (1776-1852) innove sur le HMS Penelope en 1806 en substituant aux câbles ([[aussière]]s) des vaisseaux, des chaînes en fer. La société qu'il fonde par la suite fournira toutes les chaînes de la [[Royal Navy]] jusqu'en 1916 et il fait les chaînes pour le [[SS Great Eastern]] de [[Isambard Kingdom Brunel]]. Brown dépose un brevet pour la fabrication de chaînes en 1816 et des maillons brevetés en [[fer forgé]] pour un [[Pont suspendu|ponts suspendus]] en 1817. Cette espèce de pont soutenu par des chaînes se développe début {{s-|XIX}}. Les chaînes dans les ponts et sur les bateaux sont par la suite remplacés par des câbles en acier.

Les câbles à [[fil de fer]] galvanisé pour [[Manœuvre dormante|manœuvres dormantes]] des navires présentent de nombreux avantages par rapport au chanvre, il ne nécessite pas de décapage ou de réaménagement que le chanvre impose chaque année ; une fois installé, il évite l'attention et les problèmes causés par l'étirement et le rétrécissement du chanvre - Les câbles ne sont pas affecté par les changements atmosphériques, et par conséquent, ne s'allongent pas et ne rétrécissent pas par temps sec ou humide, ce qui évite la nécessité de la mise en place répétée comme pour le chanvre ; de par sa légèreté extrême, n'étant que deux tiers le poids du chanvre - une corde de chanvre de Manille d'{{Unité|1|pouce}} d'épaisseur et de {{Unité|1000|pieds}} de long, pèse environ {{Unité|2200|livres}} à sec tandis qu'un câble en acier rond de même résistance et même longueur pèse {{Unité|900|livres}} humides ou secs -, il augmente la capacité de chargement du navire; et l'avantage dérivé de la surface moindre opposée au vent - La câble de fil de fer étant la moitié de la taille du chanvre - en particulier lors de la [[remontée au vent]], ne nécessite aucun commentaire. Pour le [[foc]] et le foc volant, sa petitesse et sa douceur permettent aux [[Œillet métallique|œillets]] (''hanks'') de glisser beaucoup plus librement. un [[gréement]] en câbles de fer, sauf en cas d'accident durera la vie du navire. Les câbles de fer en outre coûtent beaucoup moins cher que les chaînes ou les cordes de chanvre. Les câbles de cuivre sont employés comme [[paratonnerre]] et pour la [[Terre (électricité)|mise à la terre]], sur le mât d'un navire, les clochers, les grandes cheminées{{Etc.}}<ref name="Hallidie"/>.
{{Article détaillé|Cordage}}

=== Dans les mines ===
[[Fichier:Bergbaumuseum Ibbenbueren Drahtseile 01.jpg|vignette|Exemple de câbles de mine en acier, Allemagne]]
[[Fichier:Foerdermaschine 01.JPG|thumb|Machine d'extraction]]
Dans les mines, les câbles d'extraction se faisaient en ''aloès'' ou [[chanvre de Manille]]<ref name="Jacquemin" />. Ils étaient à section rectangulaire plate. Les fibres étaient réunies entre elles par torsion, constituant le [[fil de caret]], qui réunis eux-mêmes par torsion constituaient un toron. Plusieurs torons réunis formaient une corde ronde ou [[aussière]]. Plusieurs aussières juxtaposées, aplaties, réunies entre elles par une couture transversale, formaient un ''câble plat''.
Les câbles plats ne sont pas sujets à se détordre en charge comme cela se passe pour les câbles ronds, ensuite ils présentent plus de surface de contact avec la [[poulie]] ou à l'arbre du treuil sur lesquels ils adhèrent plus fortement. Les câbles d'extraction étant longs de 100 à {{unité|1000|mètres}}, on les fabrique d'une seule pièce de section décroissante, ou en section de {{unité|100|mètres}} de long.

Les chaînes sont employées pour le levage dans les mines du [[Harz|Haut-Hartz]] mais se déforment rapidement au fil des cycles et nécessitent des réparations fréquentes, leur rupture accidentelle entraînant parfois des conséquences dramatiques. Pour remédier à la rupture localisée des chaînes, l'ingénieur [[Wilhelm Albert (inventeur)|Wilhelm Albert]] entreprend ses expériences sur un câble toronné pour l'exploitation minière de ''Caroline'' à Clausthal-Zellerfeld<ref name="Albert">{{de}} {{ouvrage | auteur = Wilhelm Albert | titre = Über teibseile am harz, Archive für mineralogie geognosie bergbau und hüttenkunde | volume = 10 | éditeur = WAJ | année = 1838 | passage = 215-34}}</ref>. Ce premier câble comportait trois torons faits chacun de quatre fils en [[Puddlage|fer puddlé]] de {{unité|3.5|mm}} de diamètre. Le ''câble d’Albert'' reste cependant toronné à la main<ref name="aiguille11">{{ouvrage | auteur = Pierre-Louis Roy | titre = L'Aiguille du Midi et l'invention du téléphérique | édition = Glénat | année = 2004 | passage = 11}}</ref>. Ce câble équipa d'abord en [[1834]] la [[ charbonnage |fosse]] Elisabeth de [[Clausthal]]. La machine à toronner est inventée par l'Autrichien ''Wurm'' en [[1837]] et développée à une échelle industrielle dès la décennie suivante par [[Felten & Guilleaume]]<ref name="aiguille11"/>.

En 1910, la tension d'un câble sous charge maximale d'extraction ne doit pas dépasser le sixième de la charge de rupture pour les câbles végétaux et le huitième pour les câbles métalliques<ref>''Recueil des lois, décrets, ordonnances et règlements'', volume 97, Impr. du ''[[Moniteur belge]]''. </ref>.

=== Dans le transport ===
[[Image:TP Max St Germain - Taille du câble.jpg|vignette|Câble du [[Transporteur aérien Maxéville-Dombasle]]]]
[[File:Kalklinbanan-Granhammar.jpg|thumb|Transport aérien par câble]]
{{Article détaillé|Transport par câble|Téléphérique}}
Il y a de nombreux endroits en montagne où il est impossible de construire une voie de chemin de fer ou une route. Dans un tel lieu, la méthode pratique et économique de livraison de matériel consiste à déployer un câble des points supérieurs aux points inférieurs, quand la distance n'est pas trop longue pour une seule portée. On la tend suffisamment pour supprimer toute obstruction et sur ce câble, on fait glisser une poulie en dessous de laquelle pend un panier contenant les roches par exemple. Si c'est du bois d'œuvre, une poulie à chaque extrémité du bois est nécessaire. On trouve préférable d'utiliser trois poulies dans le cas de la roche, deux au-dessus et une sous la corde, l'une des poulies supérieures étant en avant et l'autre en arrière.

=== Dans la transmission de force ===

Les câbles en acier sont largement utilisés au {{s-|XIX}} comme [[Transmission (mécanique)|transmission mécanique]]. Comme dans le cas d'un moulin situé à une demi-mille environ de la [[Roue à aubes|roue hydraulique]] à partir duquel l'énergie est obtenue. Cette méthode s'est révélée très économique et durable, en France et en Allemagne où des distance de 5 ou 6 milles peuvent exister entre la source de force motrice et la machine à mettre en mouvement.

=== Améliorations successives ===
En 1963, l'ingénieur britannique Kit Scruton eut l'idée d'entourer les câbles de retenue d'une petite ailette en spirale, ce qui a pour effet de diminuer considérablement les vibrations dues au vent ; plus généralement, entourer d'une hélice toute construction permet de réduire les oscillations dues au vent<ref>[http://www.iawe.org/hist.html International Association for wind engineering]</ref>{{,}}<ref>RMC Decouverte 15/12/2016 Les bâtisseurs de grands ponts</ref>.

== Emploi ==
Leurs utilisations sont très variées et très courantes dans l'[[industrie]], la [[manutention]]{{etc.}} C'est ainsi qu'on peut les retrouver par exemple dans les [[remontée mécanique|remontées mécaniques]], les [[ascenseur]]s, les [[treuil]]s et [[Cabestan (accastillage)|cabestan]]s ou les [[grue (engin)|grues]], dans le domaine de la manutention. Ce sont également des câbles de traction qui sont utilisés dans les [[pont suspendu|ponts suspendus]] pour maintenir le tablier.

Les câbles en fibres synthétiques, plus légers, sont notamment utilisés en exploitation forestière<ref>{{Article
|langue=fr
|lire en ligne=http://www.fcba.fr/sites/default/files/cable_synthetique.pdf
|titre=Le câble synthétique en exploitation forestière : synthèse de trois années de suivi
|auteur=Paul Magaud
|périodique=FCBA Info
|éditeur=[[Institut technologique FCBA|FCBA]]
|page=1-11
|citation=
|date=août 2011
|consulté le=7 novembre 2015
}}.</ref>.

== Déformation ==
Les câbles sont sollicités en traction. Il en résulte différents types d'[[Allongement (science des matériaux)|allongements]] :
* allongement constructif, lorsque le câble est mis en charge pour la première fois ;
* allongement élastique, allongement réversible sous charge uniquement ;
* allongement plastique, allongement irréversible lorsque la [[limite d'élasticité]] est atteinte et dépassée ; la limite d'élasticité pour les câbles de manutention est généralement de 55 % à 60 % de la [[Allongement à la rupture|charge de rupture]]<ref>Sur [https://www.veltkamp.pro/fr/sur-cable-dacier veltkamp.pro]</ref>.

De manière générale les lois de l'allongement des corps sont résumées par la [[Loi de Hooke]] :

:<math>l = \frac{PL}{{SE}}</math>.

L'allongement <math>l</math> d'une tige prismatique est proportionnel à la longueur <math>L</math> de cette tige ; 
* il est proportionnel aussi à la charge <math>P</math> qui agit suivant l'axe ;
* il est inversement proportionnel à la section <math>S</math> de la tige ;
* il est inversement proportionnel au [[module de Young]] ([[module d'élasticité]]) <math>E</math>.

Les câbles en acier supportent des charges plus importantes qu'une barre en acier de section égale. Toutefois le [[Module de Young]] des câbles, avec des valeurs comprises entre {{Unité|155|GPa}} et {{Unité|165|GPa}} est inférieur à celui des barres ({{Unité|210|GPa}})<ref>Helmut C. Schulitz, Werner Sobek, Karl J. Habermann Construire en acier. PPUR presses polytechniques, 2003 - 404 pages</ref>.

== Modélisation d’un câble suspendu ==
On pourrait essayer de représenter un câble en trois dimensions dans le but de le modéliser par ordinateur et créer ainsi des maquettes 3D de différentes installations (téléphérique, tyrolienne, ascenseur…), cependant il est possible de modéliser géométriquement un câble en un fil d’épaisseur négligeable afin de faciliter les calculs et la génération par ordinateur. En effet lorsque les dimensions le permettent, un câble peut être modélisé sous la forme d'un fil d'épaisseur négligeable : typiquement, cela est envisageable lorsque la longueur du câble est {{Unité|1000}} fois supérieure à son diamètre moyen<ref>{{Lien web|langue=fr|nom1=LAUTE|prénom1=Jean-Pierre|titre=Constructions métalliques - Structures à câbles|url=https://www.techniques-ingenieur.fr/base-documentaire/construction-et-travaux-publics-th3/les-routes-les-ponts-et-les-joints-42235210/constructions-metalliques-c2580/|site=Ref : TIP254WEB - "Travaux publics et infrastructures"|date=1992-02-10|consulté le=2019-02-20}}</ref>.

Le but de définir un câble comme un fil, et non comme une [[Poutre (construction)|poutre]] communément utilisée en [[résistance des matériaux]], est de pouvoir négliger le [[Flexion (matériau)|moment fléchissant]] en un point M dans une section droite de l'objet. En effet, un fil parfait se déforme à volonté selon les efforts et les moments qui le fléchissent<ref>{{ouvrage|langue=en|prénom1=Jean-Jacques|nom1=Marigo|titre=Mécanique des Milieux Continus I|collection=Engineering school. MEC 430|éditeur= École Polytechnique |date=2014-08-27|lire en ligne=https://cel.archives-ouvertes.fr/cel-01023392/document|consulté le=2019-02-20|pages=340}}</ref>. Un moment fléchissant sera donc négligé, c'est pour cette raison qu'un fil adapte sa forme d'équilibre pour n'être soumis qu'à la contrainte normale. On peut notamment plier un fil à volonté sans ressentir de résistance lors de son fléchissement. Toutefois, cette affirmation n’est pas vraie dans la réalité parce qu'un fil possède une certaine rigidité, et cette rigidité se ressent d’autant plus lorsque le diamètre de l’objet filiforme ne peut plus être négligeable face à la longueur.

== Notes et références ==
{{Références}}

{{Autres projets
 | commons  = Category:Steel wire ropes
}}
{{Portail|technologies}}

[[Catégorie:Métallerie]]
[[Catégorie:Accessoire de levage]]
[[Catégorie:Corderie]]
[[Catégorie:Câble]]