La vis d'Archimède - également connue sous le nom de vis à eau, vis égyptienne et vis hydrodynamique - est une machine utilisée pour élever et transporter de l'eau. Cette technologie comporte généralement une spirale à l'intérieur d'un tube creux qui, lorsqu'elle tourne, déplace positivement l'eau du bas vers le haut du cylindre.

Bien que la technologie soit souvent attribuée au mathématicien et inventeur grec du IIIe siècle, Archimède de Syracuse, il est prouvé que les pompes à vis étaient utilisées des siècles plus tôt, en Égypte et en Assyrie. En fait, certains chercheurs pensent que les pompes à vis étaient utilisées comme outils d'irrigation dès le VIIe siècle avant Jésus-Christ.

Alors, comment fonctionne exactement la vis d'Archimède, quand a-t-elle été inventée et pourquoi est-elle attribuée à Archimède ?

Comment fonctionne la vis d'Archimède ?

Une pompe à eau en Égypte, datant des années 1950, qui utilise le mécanisme de la vis d'Archimède.

Crédit image : Zdravko Pečar, CC BY-SA 4.0 , via Wikimedia Commons

La vis d'Archimède est essentiellement un tube creux contenant une spirale ou une hélice qui s'enroule le long du cylindre. L'extrémité inférieure du tube est ensuite placée dans une masse d'eau et le tube est mis en rotation. En tournant, la vis absorbe une partie de l'eau. Les tours suivants font passer l'eau par des poches successives de l'hélice jusqu'à ce qu'elle atteigne le sommet du tube.

De cette façon, l'eau d'une source inférieure (par exemple, une rivière) pourrait être facilement remontée vers une source différente (comme un fossé d'irrigation s'écoulant vers des terres agricoles).

Les méthodes de rotation de la pompe à vis ont beaucoup varié au cours des siècles. Dans certaines civilisations, l'arbre était tourné par le travail manuel, dans d'autres, par le bétail ou les moulins à vent. Finalement, des moteurs ont été utilisés pour actionner les pompes à vis.

Qui a inventé la vis d'Archimède ?

Il est prouvé que la vis d'Archimède était utilisée pendant la période hellénistique de l'histoire de l'Égypte ancienne, aux alentours du IIIe siècle avant J.-C. À cette époque, la vis d'Archimède était utilisée pour faire remonter l'eau du Nil et servait d'outil d'irrigation. Certains chercheurs ont toutefois émis l'hypothèse que les civilisations antiques possédaient cette technologie bien avant le IIIe siècle avant J.-C.

Moulage d'un relief rocheux de Sennacherib provenant du pied de Cudi Dağı, près de Cizre. Le moulage est exposé à Landshut, en Allemagne.

Crédit image : Timo Roller, CC BY 3.0 , via Wikimedia Commons

L'assyriologue Stephanie Dalley, par exemple, a émis l'hypothèse que les pompes à eau à vis étaient utilisées dans l'empire néo-assyrien sous le règne du roi Sennacherib (704-681 av. J.-C.). Dalley cite une inscription cunéiforme comme preuve, saluant l'artefact comme la preuve que les Assyriens fondaient des pompes à vis en bronze aux alentours du VIIe siècle av.

La théorie de Dalley s'aligne sur les écrits de l'historien grec antique Strabo, qui a écrit que les jardins suspendus de Babylone - la plus insaisissable des "7 merveilles du monde antique" - avaient été irrigués à l'aide de vis.

Les jardins n'ont jamais été localisés de manière définitive : certains pensent qu'ils se trouvaient à Babylone mais qu'ils ont été détruits au 1er siècle de notre ère, tandis que d'autres pensent qu'ils ont été construits à Ninive sous le règne de Sennacherib.

Pourquoi est-elle connue sous le nom de "vis d'Archimède" ?

Archimède pensif (également connu sous le nom de Portrait d'un savant) par Domenico Fetti, 1620. Archimède est considéré comme le plus important physicien de l'Antiquité.

Crédit image : Domenico Fetti, Public domain, via Wikimedia Commons

Ainsi, si les Assyriens et les Égyptiens de l'Antiquité ont pu être en possession de cette technologie avant le IIIe siècle avant J.-C., pourquoi son nom a-t-il été donné à un mathématicien et inventeur grec du IIIe siècle, Archimède de Syracuse ?

L'histoire raconte que le roi Hiéro a demandé à Archimède d'inventer un outil capable de retirer l'eau de la coque d'un navire, ce qui a conduit Archimède à créer la pompe à vis.

Selon une autre théorie, Archimède aurait voyagé de la Grèce vers l'Égypte vers 234 avant J.-C., où il aurait découvert la technologie qui y était déjà utilisée. Il aurait alors entrepris de la modifier et de l'améliorer selon ses propres paramètres. En fait, les preuves suggèrent qu'Archimède n'a jamais revendiqué cette invention, mais qu'elle lui a été attribuée deux siècles plus tard, par le Grec du 1er siècle avant J.-C.historien, Diodorus.

Quel a été l'impact de la vis d'Archimède sur la société ?

La vis d'Archimède a servi d'aide vitale pour l'irrigation dans le monde antique, généralement comme moyen de faire remonter l'eau des rivières et des lacs vers les terres agricoles.

Aujourd'hui encore, les pompes à vis sont utilisées dans les stations d'épuration du monde entier pour déplacer l'eau et les eaux usées. Cette technologie est également utilisée dans certains manèges de parcs d'attractions et dans les fontaines à chocolat.

Si l'eau est dirigée vers le haut d'une vis d'Archimède plutôt que vers le bas, elle force la vis à tourner, ce qui peut ensuite être utilisé pour produire de l'électricité. Des pompes hydroélectriques de ce type sont utilisées sur la Tamise, en Angleterre, et l'électricité produite alimente le château de Windsor.