Même si l’invention de la roue il y a environ 6 000 ans a tout révolutionné, du transport à la fabrication de la poterie, ses origines exactes restent encore un mystère pour les archéologues. Mais une nouvelle étude utilisant des techniques de mécanique des structures suggère que les mineurs de cuivre d’Europe de l’Est pourraient avoir été la force motrice de trois innovations majeures dans la technologie des roues dès 3900 avant JC.
Les preuves archéologiques de roues et de véhicules à roues abondent à l’âge du cuivre (environ 5 000 à 3 000 avant JC) en Europe, en Asie et en Afrique du Nord, notamment des scènes de bataille peintes sur les murs, des roues miniatures, des jouets pour enfants, des sépultures de chariots et même les premières références textuelles à la technologie. . Parce que la roue était adopté si viteCependant, on ne sait pas exactement où et quand il a été inventé pour la première fois – ou s’il a été inventé indépendamment à des moments et des lieux différents.
Il existe trois théories principales sur l’origine de la roue. On suggère qu’il est apparu pour la première fois dans Mésopotamie vers 4000 avant JC puis s’est répandu en Europe. Une autre théorie suggère qu’elle s’est développée autour de la côte pontique du nord de la Turquie vers 3800 avant JC. La troisième théorie majeure soutient que la roue a été inventée dans les Carpates entre 4000 et 3500 avant JC et qu’elle s’est répandue dans diverses directions à partir de là.
Cette troisième théorie, avancée en 2016 par l’historien Richard Bullietprofesseur émérite à l’Université de Columbia et co-auteur de la nouvelle étude, s’appuie sur l’idée que, vers 4000 avant JC, le minerai de cuivre très recherché était devenu plus difficile à trouver, obligeant les mineurs à pénétrer profondément dans les mines et à transporter des conteneurs. du minerai ressortent. Les modèles de wagons de la fin de l’âge du cuivre découverts dans la région des Carpates sont rectangulaires avec des côtés trapézoïdaux – semblables aux wagons miniers d’aujourd’hui, écrit Bulliet dans le livre « La roue : inventions et réinventions » (Columbia University Press, 2016).
Dans une étude publiée mercredi 23 octobre dans la revue Science ouverte de la Royal SocietyBulliet et co-auteurs Kai Jamesingénieur aérospatial chez Georgia Tech, et Lee Alacoqueun ingénieur de l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign, a détaillé son modèle de l’évolution probable de la roue.
En commençant par leur connaissance des systèmes de roues anciens basée sur des preuves archéologiques, l’équipe a utilisé la mécanique informatique et la science du design pour étudier comment les gens auraient pu transformer un ensemble de simples rouleaux en un système de roue et d’essieu.
Dans leur étude, les chercheurs suggèrent que trois innovations étaient nécessaires pour que la roue évolue. Étant donné la nécessité de déplacer un panier ou une boîte lourde, les gens utilisaient probablement des rouleaux placés le long d’un chemin, déplaçant les rouleaux arrière vers l’avant selon les besoins.
La première innovation – les rouleaux rainurés – aurait permis à la boîte de reposer sur les rouleaux et de se déplacer d’avant en arrière, sans que les gens aient à la contourner pour remplacer les rouleaux. Cela aurait pu permettre aux gens de pousser un chariot plus large dans la mine. La deuxième innovation était un essieu, ou des roues fixées à un essieu, qui auraient pu donner au chariot un dégagement plus élevé pour passer sur les roches et autres débris dans un puits de mine. Et la troisième innovation, où les roues se déplacent indépendamment de l’essieu, est probablement apparue environ 500 ans après la paire de roues et a ajouté de la maniabilité à la conception, selon le journal.
Après avoir généré une conception d’essieux optimisée, l’équipe a découvert, sur la base de son analyse informatique, que l’évolution de la roue et de l’essieu à partir de simples rouleaux constituait une trajectoire de descente plausible reflétant une conception de plus en plus économe en énergie. Mais les mines des Carpates ont peut-être également influencé la conception.
« L’environnement dans lequel opéraient les développeurs de roues d’origine contenait certaines caractéristiques uniques qui encourageaient le passage au transport à rouleaux », a déclaré James à Live Science dans un e-mail. « Essentiellement, ces caractéristiques environnementales – par exemple un chemin étroit et fermé – ont poussé les développeurs de la roue vers cette conception particulière. »
Cependant, les chercheurs ont noté que la roue n’a pas cessé d’évoluer à l’âge du cuivre. Par exemple, l’invention des roulements à billes radiaux en 1869 a conduit à des progrès significatifs dans les industries automobile et mécanique au XXe siècle.
Bien que le nouveau modèle puisse expliquer comment la roue a été inventée en Europe de l’Est et s’est potentiellement répandue à partir de là, ce n’est peut-être pas le dernier mot sur le sujet. « Je pense qu’il est encore possible que plusieurs civilisations aient découvert la roue de manière indépendante », a déclaré James.
L’approche de conception informatique adoptée par les chercheurs dans cette étude pourrait potentiellement être appliquée à d’autres questions archéologiques, a déclaré James. « Par exemple, je pense qu’il reste encore beaucoup à apprendre sur la manière exacte dont le des pyramides ont été construites« , a-t-il déclaré. « La conception mécanique computationnelle pourrait contribuer à répondre à certaines de ces questions. »
