Géométrie : théorie du plan bissecteur
Joints homocinétiques

Le joint de cardan, décrit dans l’article spécialisé de ce traité, est utilisé soit unitairement si l’angle de brisure est faible, soit beaucoup plus couramment par paire, c’est-à-dire en transmission à deux joints avec une configuration symétrique tant en angle de brisure qu’en angle de calage afin que l’arbre mené ait, autant que faire se peut, une vitesse angulaire constamment égale à celle de l’arbre menant.

Ces deux dispositions ont été utilisées, en particulier, pour assurer la liaison entre la boîte de vitesses et le pont arrière des véhicules à propulsion. Pour les poids lourds, la seule solution retenue actuellement est celle de la transmission à deux joints, dont l’un est coulissant, associée éventuellement à une demitransmission, voire deux.

Quand la voiture particulière dite « traction avant » s’est imposée, il a été nécessaire de structurer la liaison entre la boîte-pont et les roues suspendues, motrices et directrices. Lorsque les roues avant sont « non braquées », l’axe de roue et l’axe de sortie de pont sont quasi parallèles et il serait possible d’envisager un joint de cardan à chaque extrémité de l’arbre de transmission. Mais, dès que l’on braque les roues, l’angle du joint, côté pont, ne varie pratiquement pas alors que l’angle du joint, côté roue, augmente. Il en résulte un décalage angulaire cyclique entre l’arbre de sortie de pont et l’arbre de roue engendrant une accélération et une décélération cycliques de la roue à une fréquence de deux fois par tour ; l’existence du différentiel dans le pont avant ne fait que compliquer la situation. Le véhicule est alors soumis à des secousses et les organes mécaniques subissent des contraintes inacceptables.

Par ailleurs, il est nécessaire d’assurer, sans réaction axiale sensible, les variations de longueur de la transmission – dues aux débattements de suspension pour une grande part – ce que les cannelures de transmissions à joints de cardan accomplissent fort mal.

De nouvelles solutions s’imposaient donc : les joints homocinétiques – fixes et coulissants – ont pour objet de répondre à ces différentes exigences et leur développement a été intimement lié à celui de la traction avant ; en plus du domaine agricole qui utilise ce type de joint, d’autres industries pourraient être également utilisatrices. Après l’historique joint de Hooke (1664), nous trouvons plus près de nous le joint de Clemens (1876), puis les brevets Delaunay-Belleville (1914), Retel (1922), Weiss (1924), Parvillée (1926), Fenaille (1926), Rzeppa (1927), Causan (1930), Glaenzer-Spicer (1934), et Orain (1962).

Actuellement, avec ses 45 millions de voitures – généralement des tractions avant – produites par an, le seul marché automobile exige la fabrication de quelque 180 millions de joints homocinétiques ; les autres marchés apparaissent comme négligeables. Dans ces conditions, des équipementiers spécialisés et réputés tels que GKN avec des implantations dans le monde entier, ou NTN, ou Saginaw (GM)... ainsi que certains constructeurs automobiles, assurent la production de masse nécessaire.