Une jauge pour

un tonneau debout

ou bien couché
à génératrice parabolique ou elliptique et
à section circulaire ou elliptique...


Tonneaux DEBOUT :
Tonneau à génératrice parabolique debout (section circulaire ou elliptique)
Tonneau à génératrice elliptique debout (section circulaire ou elliptique)


Tonneaux COUCHÉS ICI



Les tonneaux

Un tonneau est un conteneur de révolution servant à conserver les liquides de consommation.
Inventé par les Celtes, et plus précisément par les Gaulois (enfin, c'st ce qui est généralement admis), le tonneau a traversé les siècles.
Aujourd'hui, les archéologues envisagent d'autres origines possibles du tonneau : les Etrusques et les Rhètes particulièrement.

C'est un type de fût, ou futaille, en bois de forme et de capacité variables selon les régions. Il permet l'élevage du vin.

L'histoire et la géographie des régions viticoles ont donné naissance à une grande diversité de contenances.
Les capacités varient ainsi en fonction de l'utilisation, de quelques dizaines à plusieurs centaines de litres.
Ces volumes sont cependant standardisés à l'intérieur même des régions, mais on retrouve des dénominations différentes, et des variations de volumes d'une région à l'autre.

           


Pour en savoir plus sur la fabrication actuelle et à l'ancienne des tonneaux et les animations correspondantes :
https://art-et-tonneaux.fr/blog
Également du même auteur,
Cyrille Dumoutier, cette vidéo avec une vidéo explicative et passionnante :
https://art-et-tonneaux.fr/blog/video-fabrication-le-litrage-et-les-dimensions-n63



ET le manuel de tonnellerie :
http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k5598392f/f321.planchecontact


Le volume intérieur approché d'un tonneau est donné par la formule suivante :


Cependant, nous allons préciser ce résultat selon que la génératrice (l'allure du bord de la cuve) est parabolique ou bien elliptique.
Nous allons également étudier ce volume selon que la section
(coupe du tonneau) sera circulaire ou elliptique.

Bien que la coupe circulaire soit un cas particulier de l'elliptique, je ferai deux animations séparées afin que les non spécialistes des mathématiques s'y retrouvent plus facilement.

Par ailleurs, les animations permettront de connaître la contenance selon la hauteur mouillée d'une jauge plongée dans le tonneau couché ou non.

Les animations

C
i-dessous choisir les dimensions du tonneau en déplaçant les points du tonneau :
- le diamètre minimal d dit diamètre de fond ;
- la hauteur L du tonneau debout ou sa longueur lorsqu'il est couché ;
- le diamètre maximal D, dit diamètre du bouge.

Choisir ensuite la hauteur désirée h (cette hauteur correspond à la partie trempée de la jauge).

Les mesures sont données au mm près.

Le tonneau est dessiné à l'échelle et se remplit jusqu'au niveau h indiqué par la jauge.
La capacité est affichée en litres au décilitre près.
1 litre correspond à 1 dm3.

Dans tous les cas, les déplacements peuvent se faire avec la SOURIS ou bien
pour plus de PRECISION (au mm près), au CLAVIER.

Chaque point se déplace horizontalement ou verticalement selon le besoin,
au clavier, utiliser les flèches haut, bas, gauche et droite.



Le tonneau à génératrice PARABOLIQUE

Tonneau à génératrice parabolique à section circulaire  

CLIQUER

 

 




Tonneau à génératrice parabolique debout à section elliptique

 

 CLIQUER  

 

 


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Le tonneau à génératrice ELLIPTIQUE


Tonneau à génératrice elliptique à section circulaire

  CLIQUER




Tonneau à génératrice elliptique à section elliptique 

CLIQUER


Explication et calculs

Les calculs sont basés sur le même principe que celui des cuves cylindriques.
La différence essentielle repose sur la forme de la génératrice.

Les sections sont des disques ou bien des ellipses dont le rayon ou les axes sont calculés à partir de la courbe de la génératrice :
parabole ou bien ellipse.
Une fois connu le rayon de la section circulaire ou bien les mesures des petits et grands axes de la section elliptique,
il suffit d'intégrer cette surface pour connaître le volume du cylindre.

Pour en savoir plus sur ces calculs, on peut visiter ce lien externe :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Tonneau_(formules)

Voici quelques mesures données dans le manuel de tonnellerie cité précédemment.
http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k5598392f/f321.planchecontact

Elles sont très proches des résultats obtenus dans les animations précédentes, que le tonneau soit à génératrice elliptique ou parabolique.

Et les douaniers

Ils utilisent un calcul très simple et rapide.
Qu'en est-il donc ?

VOICI :

Il suffit de prendre une seule mesure (la diagonale qui va de la bonde au point le plus éloigné de la bonde : la longueur x sur le schéma ci-dessus) et de multiplier son cube par 0,625.

Un petit calcul avec el théorème de Pythagore donne
x² = 0.25 * (L² + (d+D)²

Le volume est alors calculé ainsi : 0.625 * x3





Il s'avère (et heureusement) que cette formule est assez efficace et marche assez bien, mais seulement pour les tonneaux pleins et de forme classique, comme ceux des futailles du tableau précédent.



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