Meccano Créations

Bonjour à tous

En reproduisant un système réel en meccano, il se pose la question du choix de l'échelle de réduction.
Pour ce qui concerne les distances, une fois l'échelle spatiale choisie, c'est assez clair.
Mais pour les mouvements, je reste dubitatif. 

Bien souvent, les explications des constructeurs meccano restent vagues sur le sujet.
Le choix des mouvements est abordé rapidement en des termes qualitatifs : harmonieux, satisfaisants, réalistes...
Mais pas d'information factuelles, ni de repères tangibles pour ajuster. 

Prenons l'exemple d'une grue type SM4 et ses mouvements de rotation et de translation.
Des publications historiques nous renseignent sur quelques performances réelles :
_ longueur de la flèche : 200ft
_ vitesse de translation : 50ft/min
_ rotation de la flèche : 1 tour en 3min.
_ diamètre des roues : 3ft

De ces informations factuelles, nous pouvons déduire des caractéristiques qui restent invariantes au choix de l'échelle de réduction :
_ il faut 4min pour que la grue parcourt une longueur équivalente à celle de sa flèche
_ les roues tournent environ à 5tr/min
_ la flèche tourne à 0,33tr/min

Nous pourrions ainsi construire une grue en meccano en prenant une échelle de réduction pour que la flèche mesure 1m, ou pour employer des roues 20 ou 20b.
Mais pour les mouvements, si on veut être puriste et reproduire fidèlement la réalité, on va avoir un modèle assez lent.
Plus la réduction spatiale est grande, et plus cette impression de lenteur est accentuée. 

La question d'une échelle de temps se pose afin de corriger cela.
La puissance de la motorisation vis à vis de la taille et du poids du modèle meccano pourrait limiter la cinématique.
Mais à supposer qu'il n'y ait pas de limitation en puissance, quelle règle pourrions nous appliquer ?

En vous remerciant d'avance pour vos retours d'expérience !
 

Je trouve ce questionnement très intéressant et très légitime.

Je me pose la question suivante :

Pour moi une grue de chantier (en vrai) ça se déplace déjà super lentement, donc je me demande si je serais surpris si je voyais un modèle à l'échelle se mouvoir très lentement.

Par contre, ne serais-je pas frustré ? : Un monstre d'acier qui se déplace à 1 km/h, ça doit être matériellement présent et impressionnant pour moi petit humain qui marche à 4 km/h, un modèle d'1 m ou 2m de long qui se déplace de 5 mm par seconde, ils se peut que je trouve ça simplement lent.

Je reviens un peu sur ce sujet solitaire... 

En lisant les précédents articles de "The International Meccanoman Magazine" disponibles sur le site meccanoindex.co.uk de Timothy Edwards, je suis tombé sur un article d'Alan Wenbourne à ce sujet.
Il a été publié dans le numéro 52 de septembre 2007.

Selon Alan Wenbourne, l'échelle de temps correspondrait à la racine carrée de l'échelle de modélisation.
Son article ne se limite pas qu'à l'échelle temporelle, les autres grandeurs physiques sont traitées également.
En particulier, les vitesses angulaires qui seraient réduites comme l'échelle temporelle.

Merci Alan Wenbourne... 18 ans plus tard, je me sens moins seul dans mes réflexions  

Je vais voir ce que ça donne avec une grue Titan...
 

Les grands esprits se rencontrent 

Si j'ai bien compris, un modèle à l'échelle 1:9 par exemple devrait être 3 fois moins rapide que l'original (1/√9 = 1/3).

Dans son article Alan Wenbourne présente ça comme une "loi physique" mais je ne comprends pas le raisonnement :

Il dit qu'une horloge en modèle réduit tourne plus vite, mais jusqu'à preuve du contraire les aiguilles d'une montre et celles de Big Ben font un tour de cadran à la même vitesse 

Adrien a écrit : ↑

13 janv. 2026, 23:33

Si j'ai bien compris, un modèle à l'échelle 1:9 par exemple devrait être 3 fois moins rapide que l'original (1/√9 = 1/3).

Non, c'est l'inverse.
Un modèle réduit 1:9 verrait une durée T de mouvement divisée par 3.
Si la flèche d'une grue met 3 min à faire un 360°, alors le modèle réduit 1:9 devrait être dimensionné pour le faire en 1 min.

Adrien a écrit : ↑

13 janv. 2026, 23:33

Les grands esprits se rencontrent 

Si j'ai bien compris, un modèle à l'échelle 1:9 par exemple devrait être 3 fois moins rapide que l'original (1/√9 = 1/3).

Dans son article Alan Wenbourne présente ça comme une "loi physique" mais je ne comprends pas le raisonnement :
Capture d’écran 2026-01-13 232449.png

Il dit qu'une horloge en modèle réduit tourne plus vite, mais jusqu'à preuve du contraire les aiguilles d'une montre et celles de Big Ben font un tour de cadran à la même vitesse 

Un des systèmes anciens à la base de l'horlogerie est le pendule, or la période d'un pendule de longueur L est : T = 2 x pi x racine( L / g ), pi et g étant des constantes. Si le pendule est X fois plus petit, sa période sera donc racine(X) fois plus petite, c'est-à-dire que le modèle sera racine(X) fois plus rapide que l'original, on a donc une horloge qui tourne plus vite en modèle réduit. C'est bien une loi physique.
On règle naturellement les horloges pour qu'elles donnent l'heure correctement, donc pour les horloges cette loi est contournée, mais pour les autres modèles, cela me semble assez réaliste.

Merci Laurent, voilà un exemple concret !

La loi physique dont parle Alan Wenbourne ici concerne le  Principe Fondamental de la Dynamique. 

Adrien, par rapport à ta remarque sur les modèles d'horloges, je ferais la distinction entre les modèles qui cherchent à reproduire une mécanique en miniature, et les modèles qui cherchent à reproduire un mouvement en miniature.
Une horloge va reproduire une mécanique qui donne l'heure.
Mais pour mon cas, je cherche à reproduire les mouvements d'une grue avec une impression d'inertie et de vitesse plausible.

Au passage, on notera qu'un horloger meccanophile ne va peut être pas attendre une cinquantaine de minutes réelles pour montrer au public que son modèle sonne à l'heure pile. Il va se permettre d'accélérer le temps pour arriver au moment crucial (en bougeant les aiguilles manuellement par exemple).
Pour un grutier, il n'est pas possible de téléporter la grue. Soit il accélère le moteur pour arriver rapidement au moment recherché, soit il débraye le mécanisme et le positionne manuellement , soit il attend... 

Evidemment, le meccano reste un loisir où chacun est libre des règles de construction qu'il veut appliquer.

Merci Davy et Laurent pour vos explications, c'est très clair !

Davy62 a écrit : ↑

14 janv. 2026, 09:25

Non, c'est l'inverse.
Un modèle réduit 1:9 verrait une durée T de mouvement divisée par 3.
Si la flèche d'une grue met 3 min à faire un 360°, alors le modèle réduit 1:9 devrait être dimensionné pour le faire en 1 min.

En fait on est d'accord, sauf que tu parles de durée et moi de vitesse, mais la vitesse est bien inversement proportionnelle au temps 
Imaginons un crochet fixé à l'extrémité du bras des 2 grues : en faisant un tour le crochet de la petite grue a parcouru une distance 9 fois plus courte que celui de la grande mais en 3 fois moins de temps, il est donc bien 3 fois plus lent.

La mise à l'échelle temporelle n'est pas toujours réalisable, d'ailleurs Alan Wenbourne le dit lui même dans son article. Son Hummer H1 à l'échelle 1:6 devrait être plus de 100 fois plus rapide pour être à la bonne échelle temporelle !

Sur des modèles plus lents comme des grues ça doit être possible à faire en Meccano. Mais plus le modèle est lourd plus il faudra de puissance, donc pour la grue Hachette ce serait compliqué !

Davy62 a écrit : ↑

14 janv. 2026, 18:39

La loi physique dont parle Alan Wenbourne ici concerne le  Principe Fondamental de la Dynamique. 

Oui, c'est bien le PFD qui est utilisé pour trouver cette période. Voir par exemple https://fr.wikipedia.org/wiki/Pendule_simple pour approfondir la résolution du problème...

Dans l'extrait de l'article qui est présenté je ne vois pas le rapport avec le principe fondamental de la dynamique.

Adrien a écrit : ↑

14 janv. 2026, 23:15

La mise à l'échelle temporelle n'est pas toujours réalisable, d'ailleurs Alan Wenbourne le dit lui même dans son article. Son Hummer H1 à l'échelle 1:6 devrait être plus de 100 fois plus rapide pour être à la bonne échelle temporelle !

Il devrait être 100 fois plus rapide, par rapport à l'échelle de réduction temporelle qu'il propose, et pour un point de fonctionnement discutable (un Hummer qui roule à 130km/h !).
Si on regarde les performances de son modèle meccano, on observe que les roues tournent à 14tr/min... c'est plutôt un véhicule d'exposition qui roule au pas !
Au delà de l'échelle temporelle, il faut aussi choisir un domaine de validité où le modèle meccano est crédible. Par exemple un véhicule qui roule à 50km/h max. Si on veut des modèles qui roulent à 130km/h, il vaut mieux faire des voitures RC nitro. 

 

Imaginons qu'on observe en vue rapprochée un modèle réduit parfait, de train, par exemple, se déplaçant dans un décor parfait à la même échelle. Sans voir autre chose il est impossible, en s'en tenant à l'aspect purement cinématique, de savoir si on est à l'échelle réelle ou à une échelle réduite (qu'il aille vite ou pas). Par contre, on se rend compte généralement qu'on a affaire à un modèle réduit de par la présence de mouvements parasites comme les tressautements latéraux de la motrice et des wagons.
Ces tressautements sont fonction de la masse des mobiles en déplacement et ce n'est plus seulement du chapitre de la cinématique dont il est question mais de celui de la dynamique.
La masse dépend du volume. Dans une réduction le facteur de proportionnalité linéaire ne s'applique pas ni aux aires (qui varient comme le carré des dimensions linéaires) ni aux volumes (qui varient comme le cube des dimensions linéaires).
C'est la raison pour laquelle les petits animaux peuvent avoir des pattes fines pas les gros.
Imaginez un cheval dont les dimensions linéaires auraient été multipliées par 2. Son volume, et donc sa masse, sont multipliés par 8 (2 au cube). Par contre la section (aire) de ses pattes est multipliée seulement par 4 (2 au carré). Pattes trop frêles pour cette masse...
Tout ça pour dire que le débat sur la vitesse des modèles réduits ne peut se faire que dans le cadre de la dynamique et s'appuyer bien évidemment sur son principe fondamental. Mais je ne vois pas où est la référence explicite à ce principe dans ce qui a été exposé.

Ce problème d'échelle est peut-être encore plus flagrant avec les modèles réduits de bateaux qui roulent bord sur bord beaucoup trop vite. En effet le roulis étant un mouvement pendulaire avec une longueur de pendule courte (entre le centre de masse et le centre de poussée) les oscillations sont rapides et je trouve que ça nuit beaucoup au réalisme sur les petits modèles réduits.
Peut-être serait-il possible d'atténuer le phénomène avec des volants d'inertie comme sur certains bateaux de plaisance pour augmenter le confort ?

Rouletabile
Vos considérations sur l’échelle linéaire et ses conséquences sur les autres caractéristiques des modèles sont surprenantes. Confirmant vos propos, un manuel de physique du secondaire du PSSC des années 1960 mentionnait que la constitution de géants dix fois plus grands qu’un être humain, tels que décrits dans les histoires de Lilliput, devrait être différente, puisque la surface de la section de leurs os augmenterait dans un rapport de 1:100, tandis que leur poids augmenterait dans un rapport de 1:1000. Ainsi, ces os seraient soumis à une pression dix fois supérieure à celle subie par les os humains. Il s’agirait certainement d’une condition irréalisable.

Merci Edveiga, ça me conforte dans mon raisonnement.

A l'inverse, des humains 10 fois plus petits auraient une force décuplée relative à leur poids. C'est d'ailleurs le même principe qui permet aux fourmis de soulever des choses bien plus lourdes qu'elles sans problème.

Tout à fait exact, Adrien.

Voilà une discussion intéressante, merci pour vos contributions !

La littérature sur le sujet de l'échelle temporelle en modélisme étant très limitée, l'article de A.Wenbourne est saluable.
J'avais déjà entendu parlé de cette mise à l'échelle temporelle en utilisant la racine carrée de l'échelle spatiale, mais je restais dubitatif.
Cet article pouvait-il me convaincre ?

A. Wenbourne va à l'essentiel et ne cherche pas à faire de longues démonstrations mathématiques. C'est tant mieux pour les lecteurs.
Il raisonne par homogénéité des unités et applique le rapport d'échelle en conséquence.
L'exemple du pendule lui permet de confirmer le choix de l'échelle temporelle, sans refaire le problème (dont la résolution est basée sur le Principe Fondamentale de la Dynamique - PFD).

En relisant cet article en détail, je ne suis pas d'accord sur deux paramètres : l'accélération et le poids.
Ce qui est assez problématique quand on veut reproduire un mouvement...

Son raisonnement par homogénéité des unités l'amène à affirmer que l'accélération est inchangée quelque soit l'échelle.
Pour le poids, il l'associe au volume (et donc une réduction au cube de l'échelle). Mais cette affirmation ne tient que si la densité (masse volumique) du modèle est la même. Or la masse volumique meccano s'impose à nous, et peut nous pénaliser ou pas selon l'échelle choisie et le type de modèle. 
On notera que le modèle Hummer de A. Wenbourne a justement un poids qui correspond à l'échelle choisie... 

Revenons sur l'accélération et le PFD.
Oui, l'accélération peut s'écrire en m/s^2 . Mais d'après le PFD, cette accélération correspond aussi à l'unité "N/kg"
Dire que l'accélération est inchangée, revient à supposer que le poids et les forces appliquées au modèle évoluent dans les mêmes proportions.
Or, le poids s'impose à nous en meccano. On travaille avec ce matériau qui a une densité imposée.

Je me dis qu'il faut peut être introduire un autre paramètre lié au rapport des masses entre le modèle réel et le modèle meccano, afin de comparer ce paramètre avec l'échelle volumique.
Et corriger l'échelle temporelle en conséquence, pour que l'accélération soit adaptée.
Mais ce n'est qu'une piste pour le moment... je retourne au tableau finir ma démonstration... 

 

Davy62 a écrit : ↑

17 janv. 2026, 21:57

On notera que le modèle Hummer de A. Wenbourne a justement un poids qui correspond à l'échelle choisie... 

Le fait que le poids soit bien à l'échelle tient surtout du hasard je pense. Le Hummer H1 étant un véhicule militaire avec un châssis et une carrosserie surement plus épais que la moyenne, cette densité de Meccano ne sera pas forcément adaptée à une 2CV par exemple.

Davy62 a écrit : ↑

17 janv. 2026, 21:57

Or, le poids s'impose à nous en meccano. On travaille avec ce matériau qui a une densité imposée.

Je me dis qu'il faut peut être introduire un autre paramètre lié au rapport des masses entre le modèle réel et le modèle meccano, afin de comparer ce paramètre avec l'échelle volumique.

Ce serait très compliqué car le Meccano n'est pas un matériau homogène. Même sans parler des pièces en plastique, il y a des moteurs électriques et des batteries, qu'il faudrait comparer à des moteurs thermiques et des réservoirs à essence (au moins jusqu'en 2035 ).

D'ailleurs en parlant de motorisation, tant qu'on y est on pourrait aussi appliquer une échelle temporelle sur l'autonomie du véhicule (je vous laisse imaginer la quantité de batteries nécessaire au Hummer ). 

J'ai fini par trouver ce qui manquait à l'article de Alan Wenbourne.
J'ai enfin la réponse qui me manquait pour définir les paramètres de mon prochain modèle.

Je vous prépare un petit résumé d'ici ce weekend...

Voici la solution de mon problème.
Je vais à l'essentiel ici pour ne pas alourdir le propos avec trop d'équation.

Pour commencer, il faut séparer les deux échelles ("Scale" en anglais) :
_échelle spatiale = Sp => par exemple, une échelle 1:3 signifie que Sp=3
_échelle temporelle = St => à définir.. pour commencer Tm = T / St

Les grandeurs spatiales (longueur, aire, volume...) sont directement obtenues par l'échelle Sp correspondante
Tandis que les grandeurs liées à l'espace et au temps (vitesse, accélération,...), les deux échelles SP et St sont à prendre en compte

Pour la masse, il faut tenir compte qu'elle ne peut pas se mettre à l'échelle directement.
_ Masse modèle réel = M
_ Masse modèle meccano = Mm

On ne peut pas dire que : Mm = M / Sp^3.
La densité du modèle meccano s'impose au constructeur.
Selon l'échelle spatiale choisie et le type de modèle, le modèle meccano sera "en proportion" plus lourd ou plus léger.
Il faut tenir compte de la différence de densité D :
_ Mm = M / Sp^3 x D
_ sous une autre écriture : Mm / M = D / Sp^3
Si D=1 alors les modèles ont la même densité.
Si D>1 alors le modèle meccano est plus lourd
Si D<1 alors le modèle meccano est plus léger.

Pour les grandeurs liées aux forces mécaniques, le principe fondamental de la dynamique relie les forces à la masse et à l'accélération.
D va donc intervenir dans les équations, tout comme Sp et St.

Après avoir posé les équations (de mise à l'échelle) concernant la force, la puissance et l'énergie, en faisant intervenir D, St et Sp,
On va pouvoir utiliser l'équation de l'énergie pour trouver l'échelle temporelle.
L'idée est ainsi de trouver la bonne échelle temporelle (St) pour que l'énergie du modèle meccano soit "en proportion" similaire.
"en proportion similaire" signifie que l'energie du modèle meccano est divisée par un facteur Sp^4.
 
On arrive ainsi à une équation liant l'énergie calculée en fonction de St, Sp et D et l'objectif quelle soit à l'échelle d'un facteur Sp^4
Ceci permet de déduire St en fonction de Sp et D.
Le résultat est : St = racine(Sp/D)

Voici donc le tableau final qui tient compte du paramètre D :

En conclusion :
Chacun est libre d'appliquer sa méthode de mise à l'échelle.
La méthode proposée ici fait intervenir la différence de densité entre le modèle meccano et le modèle réel.
La vitesse du modèle meccano est ainsi ralentie ou accélérée pour tenir compte du poids. 
Ainsi, un modèle meccano plus lourd "en proportion" verra sa vitesse diminuée, et donc la puissance nécessaire réduite.
Mais au global, l'énergie du modèle (tout comme les autres grandeurs liées aux forces mécaniques) est "en proportion" similaire. 

Cette méthode de mise à l'échelle ne suffit pas à elle seule.
Il faut que le modéliste choisisse un point de fonctionnement réaliste pour son modèle meccano.
Faire une voiture course ou un TGV en choisissant la vitesse maximale de 300km/h comme référence ne va pas être pertinent.

 

Pour ceux qui voudraient se plonger dans les équations, voici le détail.

Je vais reprendre l'article en utilisant des notations similaires.
Les grandeurs avec la lettre m font référence au modèle meccano.

Le plus facile : les grandeurs spatiales sont directement obtenues par l'échelle correspondante:
_ Longueur : Lm = L / Sp
_ Aire : Am = A / Sp^2
_ Volume : Vom = Vo / Sp^3

Pour les grandeurs liées à l'espace et au temps, les deux échelles sont à prendre en compte :
_ Vitesse linéaire : V = L/T => Vm = Lm / Tm => Vm = V x St / Sp
_ Vitesse de rotation : RPM = w / T => RPMm = RPM x St
_ Accélération : a = L / T / T => am = a x St x St / Sp

Pour la masse, il faut tenir compte qu'elle ne peut se mettre à l'échelle directement.
_ Masse modèle réel = M
_ Masse modèle meccano = Mm

On ne peut pas dire que : Mm = M / Sp^3.
La densité du modèle meccano s'impose au constructeur.
Selon l'échelle spatiale choisie et le type de modèle, le modèle meccano sera "en proportion" plus lourd ou plus léger.
Il faut tenir compte de la différence de densité D :
_ Mm = M / Sp^3 x D
_ sous une autre écriture : Mm / M = D / Sp^3
Si D=1 alors les modèles ont la même densité.
Si D>1 alors le modèle meccano est plus lourd
Si D<1 alors le modèle meccano est plus léger.

Pour les grandeurs liées aux forces mécaniques, D va intervenir dans l'équation :
_ Force : F = a x M => Fm = am x Mm = (a x St x St / Sp) x (M / Sp^3 x D) = a x M x D x St^2 / Sp^4 = F x D x St^2 / Sp^4
_ Couple : C = F x L => Cm = Fm x Lm = (F x D x St^2 / Sp^4) x (L / Sp) = F x L x D x St^2 / Sp^5 = C x D x St^2 / Sp^5
_ Puissance : P = F x V => Pm = Fm x Vm = (F x D x St^2 / Sp^4) x (V x St / Sp) = F x V x D x St^3 / Sp^5 = P x D x St^3 / Sp^5
_ Energie : E = P x T => Em = Pm x Tm = (F x V x D x St^3 / Sp^5) x (T / St) = F x V x D x T x St^2 / Sp^5 = E x D x St^2 / Sp^5

A partir de là, on va pouvoir utiliser l'équation de l'énergie pour trouver l'échelle temporelle.
Mon intuition était de partir de l'énergie energie cinétique car c'est une équation qui lie la masse, la distance et le temps.
Mais on peut appliquer le raisonnement aux autres grandeurs liées aux forces mécaniques.

L'idée est donc de trouver la bonne échelle temporelle pour que l'énergie cinétique du modèle meccano soit "en proportion" similaire.
C'est à dire que : Em = E / Sp^4
En reprenant l'équation de l'énergie vu précédement, on obtient l'égalité suivante : 
E x D x St^2 / Sp^5 = E / Sp^4
=> Ce qui vous donne St^2 = Sp / D

Ainsi, l'échelle temporelle St est corrigée par D => St = racine(Sp/D)
 

Le raisonnement semble rigoureux. Maintenant ce sont les tests expérimentaux qui trancheront.
Toujours dans le domaine des échelles de grandeur il existe une technique photographique dite "tilt shift" (ou effet maquette) qui a pour but de donner à une scène réelle l'aspect d'un jouet ou d'une miniature (l'inverse de ce que l'on cherche habituellement à faire). On y parvient en jouant sur les décentrements de l'objectif et/ou la rotation du plan focal mais aussi par le traitement informatique de l'image.
Je ne sais pas trop à quoi ça peut nous servir pour le Meccano...
Un exemple:

 

Bien vu. Je trouve surtout intéressante l’introduction du facteur D. D’ailleurs, ça m’a rappelé certaines discussions autour du réalisme des reproductions, comme on peut en voir dans des univers très différents, par exemple sur des sites où la fidélité aux proportions et aux matériaux joue aussi un rôle clé dans le rendu final.

La règle en √Sp est séduisante, mais elle suppose en gros que le modèle réduit reste comparable au réel du point de vue de la masse. En Meccano, ce n’est presque jamais vrai : structure ajourée, moteurs, batteries, répartition des masses… tout ça fausse la simple réduction géométrique.
 
Du coup, ta formule :
St = √(Sp / D)
me paraît plus réaliste.
En pratique, ça veut dire :
modèle trop lourd en proportion → il faut le faire aller plus lentement ;
modèle plus léger en proportion → on peut l’animer plus vite.
Je trouve aussi importante ta conclusion : même avec une bonne loi d’échelle, il faut garder un domaine de fonctionnement crédible. Pour une grue, un pont roulant ou un bateau, ça a du sens. Pour une voiture ou un train très rapide, on atteint vite les limites du Meccano.
En tout cas, merci pour ce partage : c’est clair, logique, et ça apporte enfin une base un peu plus physique qu’un simple réglage “au feeling”.

merci ! Tu as bien résumé.