Frein de Prony

Le frein de Prony est un frein dynamométrique utilisé au XIX^e siècle pour la mesure des couples. Son nom rappelle celui de son inventeur, l'ingénieur des Ponts et Chaussées Gaspard de Prony (1755-1839).

Schéma du frein de Prony ; M=moment, F=force, l=bras de levier; rappelons que M=F×l.

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Le frein de Prony consiste en deux sabots ou mors amovibles adaptés à la préhension d'un arbre de diamètre donné, assujettis à un levier, asservi le plus souvent par un dynamomètre ou une force (contrepoids) réglable.

Deux tracteurs attachés à des freins de Prony.

Lorsque l'on souhaite par exemple connaître l'intensité du moment d'un couple-moteur associé à une certaine vitesse de rotation, on fait varier la compression exercée sur les sabots par augmentation du contrepoids ou de son bras de levier jusqu'à ce que, pour la vitesse de rotation donnée, le moteur soit freiné. Le produit de la distance (l) prise entre le milieu des sabots et la masse du contrepoids fois gravité (F=m×g), ou la force de référence (F), donne pour une vitesse angulaire donnée le moment (M) du couple-moteur. Quant à la puissance mécanique, elle s'exprime comme le produit du moment par ${\displaystyle 2\pi }$ fois la vitesse de rotation (en tours par seconde).

Comme on ne peut maintenir le levier en équilibre qu'avec difficulté, le frein de Prony ne donne le plus souvent que le couple de démarrage d'un moteur électrique : le rotor du moteur est alors pratiquement immobilisé.

Conçu pour mesurer la puissance des machines à vapeur, le frein de Prony fut utilisé en 1821 lors d'un essai à Paris au Gros-Caillou pour une machine de type Woolf installée par Humphrey Edwards et destinée à fournir de l'eau à la partie ouest des quartiers de la rive gauche[1]^,[2].