Pourquoi les plaques d'égout sont elles rondes ?

De Wikidebrouillard.

Recherche d'hypothèses pour répondre à une question essentielle...

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Sommaire

Hypothèses historiques

Parce que celui qui a inventé la roue a aussi inventé les plaques d'égout.

Fier de sa récente découverte, il les a donc fait rondes.

1. Sans connaître la date précise de leur invention, les plaques d’égout apparaissent vraisemblablement avec le développement des égouts et réseaux d’assainissement au XIXème siècle, notamment à Paris. Ceux-ci connaissent un essor en 1889 avec le principe du « tout à l’égout » : un véritable réseau de galeries se construit alors et des points de contrôle et d’accès y deviennent nécessaires. Les regards de chaussée naissent alors et avec eux les plaques d’égout.

2. Qu’en est-il de la roue ? Nous pouvons observer des roues sur les chars de course de l’époque romaine (Ier - Vème siècle) ou sur les moulins à eau dès le Moyen-Age. Selon les historiens, l’apparition de la roue daterait même d’environ 3500 avant J.-C..

Comparaison : L’invention de la roue est donc bien antérieure au XIXème siècle et à la plaque d’égout. L’inventeur de la roue aurait donc vécu vraiment très longtemps pour inventer aussi les plaques d’égout.

Conclusion : Cette première tentative d’explication historique est donc fausse.

Pour en savoir plus : [1]


Le style pop descend dans la rue et les plaques d’égout deviennent rondes car c’est très décoratif.

1. Le style pop se développe dans les années 1970, adoptant les couleurs vives et les formes géométriques. Le rond est particulièrement à l’honneur. Mais ce goût pour le rond est-il puissant au point de s’étendre jusque dans la rue et de décorer la chaussée ?

2. Comme nous l’avons précisé précédemment, les plaques d’égout datent du XIXème siècle.

Comparaison : Les plaques d’égouts sont donc apparues avant ce mouvement artistique.

Conclusion : Par conséquent, cette hypothèse ne semble pas correcte non plus.


Hypothèses pratiques

Pour que la plaque d’égout ne tombe pas dans le trou.

Avec un rebord d'un millimètre, une plaque ronde ne peut pas tomber dans son trou, alors qu’une plaque d’une autre forme (carrée ou triangulaire) pourrait tomber dans le trou. Ceci permettrait d'éviter au égoutier de recevoir une plaque sur la tête durant leurs heures de travail.

Une plaque circulaire ne peut pas tomber dans son trou car quelque soit le sens par lequel la plaque essaie de tomber, elle sera toujours aussi large que le trou qui est en dessous. En effet, la distance entre deux points opposés par rapport au centre est toujours la même. Cette distance est appelée le diamètre.

Une plaque d’égout carrée tombe dans son trou car la distance entre deux points opposés par rapport au centre n’est pas toujours la même. La longueur de la diagonale est plus grande que la longueur des cotés, la plaque peut donc tomber à travers la diagonale du trou.

Expérience : Dans une boite en carton, découper sur le dessus un carré, un triangle, un cercle et toute autre forme que vous voulez tester. Essayer ensuite de faire passer ces formes dans le trou.


Observation : La forme circulaire ne tombe pas (cf. vidéo). Conclusion : Donc l’hypothèse « pour que la plaque d’égout ne tombe pas dans le trou » peut expliquer le fait que les plaques d’égouts soient rondes. Mais d’autres formes géométriquement plus complexes ont peut-être aussi cette propriété. Remarque: D'autres formes géométriques ont les mêmes propriétés que les disques. Le triangle de Reuleaux ou les courbes à largeur constante en font partie. Image:triangle.png Plus d’infos sur les triangles de Reuleaux ICI Plus d’infos sur les courbes à largeur constante ICI

Pour les déplacer plus facilement.

Une plaque d’égout pèse 50 kg. Les égoutiers (personnes qui travaillent à l’entretien des égouts) doivent pouvoir les manipuler sans trop de difficulté. Une plaque ronde va pouvoir être déplacée en la faisant rouler sur le sol, une plaque carrée ou triangulaire sera déplacée par à-coups, donc plus difficilement.

Expérience : Prendre 3 formes en carton ou dans un autre matériau. À l’aide d’un poussoir, leur appliquer une force pour les faire bouger. Mesurer quelle forme va le plus loin. La forme qui va la plus loin pour une même force appliquée est la forme la plus facile à manipuler.


Observation : La forme circulaire va beaucoup plus loin que les autres formes, elle est donc plus facilement déplaçable (cf. vidéo). Conclusion : Cette hypothèse « pour les déplacer plus facilement » peut expliquer pourquoi les plaques d’égouts sont rondes et vient compléter l’explication apportée par l’hypothèse précédente. Remarques : Pour qu’une plaque d'égout carrée soit aussi facilement déplaçable qu’une plaque ronde, il faudrait que les routes prennent la forme d'une courbe en chaînette. Animation sur Wikipedia : ICI Vidéos : ICI ou LA Site route et roue de différentes formes : ICI

La plaque a la forme du conduit qu’elle recouvre.

Il semble logique de supposer que la plaque qui recouvre un trou a la même forme que le trou (qui a lui même la forme du conduit). Dans le cas contraire, les plaques seraient plus grandes que nécessaire, il faudrait alors plus de fonte (matériau de la plaque) pour les fabriquer, donc les plaques seraient plus lourdes et aussi plus chères à confectionner. Ce ne serait pas optimisé.

Image:trou.jpg Image:plaque.jpg

Les hypothèses qui suivent supposent que l’hypothèse précédente est vérifiée. Elles portent sur la forme du conduit, et donc indirectement sur la forme de la plaque.


Le cylindre résiste mieux à la pression de la terre qui l’entoure.

La forme cylindrique du conduit, contrairement au pavé, permet une meilleure répartition de la pression de la terre qui l'entoure, et est donc plus sûre. Le conduit résistant mieux aux contraintes aurait moins de chance de se fissurer.

Expérience proposée : Matériel:

  • 2 boites cylindriques de même diamètre en carton rigide
  • 2 feuilles de papier A4
  • Argile (poterie) ou sable dans un sac plastique transparent
  • Sucre
  • Beurre
  • Une poêle et une cuisinière
  • 2 moules de même surface : un rond et un carré
  • Une sangle ou de la ficelle
  • Scotch

Mise en place de l'expérience :

  • Couper les boites cylindriques dans la longueur et enlever le haut et le bas des boites.
  • Fixer la sangle qui permettra d'exercer la pression sur les boites avec le scotch.
  • Réaliser avec le papier des prismes ouverts en bas et en haut ayant la même base que les moules.
  • Disposer les prismes ouverts au centre des boites coupées.
  • Remplir l'espace entre les deux avec l'argile ou le sac de sable.
  • Faire fondre le beurre et le sucre dans la poêle (sans eau) pour obtenir un caramel dur.
  • Faire couler le caramel chaud dans les moules et attendre qu'il durcisse. Attention ! l’épaisseur de caramel dans les deux moules doit être la même sinon l'expérience est faussée.

Action: Placer les plaques rondes et carrées dans leur cylindre, bien à l'horizontal et serrer la sangle pour exercer une pression homogène.

Image:press1.jpg Image:press2.jpg

A vous de tester!

Observation : Qu'observez-vous? Quelle est la première plaque à se casser ? En répétant l'expérience pouvez-vous dire si ce sont les plaques rondes ou carrées qui se cassent plus facilement ?

Conclusion : Cette hypothèse peut-elle expliquer, au moins en partie, pourquoi les plaques d'égout sont généralement rondes ?


La forme cylindrique du conduit empêche une accumulation de poussière dans les coins.

Des conduits cylindriques évitent que de la poussière ou divers autres éléments (comme de la boue) ne viennent se placer dans les coins et obstruer le conduit.

Expérience proposée : Réaliser deux tubes en plastique (ou autre matière imperméable), un cylindrique, l’autre parallélépipédique. Y faire passer poussière, terre, eau, farine… Vérifier ensuite si l’un des tubes retient plus la saleté que l’autre.

Image:sale.jpg

A vous de réaliser votre expérience !

Observation : Qu'observez-vous ? Les coins du parallélépipède sont-ils plus obstrués que la paroi cylindrique ?

Conclusion : Cette hypothèse peut-elle expliquer, au moins en partie, pourquoi les plaques d'égout sont généralement rondes ?


Le disque est une surface optimisée.

Pour une même ouverture D (c’est-à-dire la largeur minimale de la plaque), la surface du disque est plus faible que pour d’autres formes. Cela permet de faire des économies sur les matériaux de construction pour la plaque. Voici un exemple en prenant D = 70cm = 0,7 m :

image:D.jpg

Conclusion : Nous observons bien que la surface du cercle est la plus petite. Cette hypothèse est donc vérifiée et peut expliquer pourquoi les plaques d’égout sont rondes.


Les plaques rondes engendrent moins de dégâts que les autres en cas de soulèvement.

Lorsque des véhicules circulent à grande vitesse sur la chaussée, les plaques d'égout, malgré leurs poids, peuvent se soulever. Dans ce cas de figure, une plaque ronde, donc sans angle, provoquera moins de dégâts qu'une plaque carré ou triangulaire. Le risque de percer le réservoir ou toute autre partie du véhicule devrait être plus faible avec des plaques d'égout rondes.

Expérience proposée:

Matériel :

  • Des ballons allongés
  • Du gros scotch
  • Des pièces métalliques(ou en bois) rondes, carrées, triangulaires et d'une forme quelconque

Mise en oeuvre de l'expérience :

  • Bien gonfler 4 ballons.
  • Fixer les ballons sur une table ou au sol grâce au scotch.

Action : Chaque ballon correspond à une forme de pièce métallique. Lâcher les pièces métalliques à la même distance de leur ballon (ex : 1m). Répéter les lâchers plusieurs fois et compter combien de fois chaque forme fait éclater le ballon sur 10 lâchers par exemple.

Image:ballons.jpg

A vous de tester !

Observation : Quelles formes ont fait éclater le ballon ? Le rond a-t-il provoqué autant d'éclatement que le carré ?

Conclusion : Cette hypothèse peut-elle expliquer, au moins en partie, pourquoi les plaques d'égout sont généralement rondes ?


Hypothèse bonus

Pour faire passer les pizzas des Tortues Ninja !

1. Nous avons vu, dans les hypothèses historiques, que la plaque d’égout fait son apparition au XIXème siècle. 2. Les Tortues Ninja, elles, ont vécu dans les années 1980.

Conclusion : L’invention de la plaque d’égout est antérieure à l’existence des Tortues Ninja. Cette hypothèse est donc erronée.


Conclusion

Alors, pourquoi les plaques d'égout sont-elles généralement rondes ? Il semblerait que ça ne soit pas pour des raisons historiques ou esthétiques, mais plutôt pour des raisons d'ordre pratique. C'est la facilité de déplacement des plaques d’égout et leurs caractéristiques géométriques qui empêche les plaques rondes de tomber dans leur propre trou, qui fait pencher la balance en faveur de la forme ronde ! Bien d'autres hypothèses sont envisageables mais, en tous cas, la vie et la sécurité des égoutiers seraient moins bonnes si les plaques étaient carrés !


Voir aussi : Pourquoi les troncs d'arbre sont ronds ?

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