Une machine (latin machina, du grec dorien mākʰanā (μαχανά, μηχανή en ionien-attique), signifiant : « astuce », « invention ingénieuse », « dispositif ») est un produit fini mécanique capable d'utiliser une source d'énergie communément disponible^[1] pour effectuer par elle-même, sous la conduite ou non d'un opérateur, une ou plusieurs tâches spécifiques, en exerçant un travail mécanique sur un outil, la charge à déplacer ou la matière à façonner. Une machine peut être fixe (machine-outil, machine à laver…) ou mobile (locomotive, tondeuse à gazon…).

Remarques :

1. Tout dispositif similaire devant être supporté par une machine ou maintenu par un utilisateur, est appelé outil ;
2. Si sa finalité se limite à produire de l'énergie mécanique à partir d'une autre source d'énergie, on parle de moteur (la machine à vapeur est en réalité un moteur thermique) ;
3. Inversement, une machine très polyvalente^[2] et capable d'effectuer de grands déplacements est appelée robot ;
4. On utilise le terme appareil pour les dispositifs, notamment électroniques, n'ayant pas pour fonction principale de délivrer un travail mécanique (ordinateur, haut-parleur, instrument de mesure…) ;
5. Dans le langage courant, on désigne souvent par le terme machine une motocyclette ou plus généralement un 2 roues motorisés (scooter ou cyclomoteur) ;
6. On appelle également machine dans le langage courant un appareil électronique perfectionné, notamment un ordinateur, une calculatrice graphique ou encore une console de jeux.

Histoire

Au temps de la Rome antique, au théâtre, on utilisait des grues « mecane », ce qui donnera plus tard machina, puis enfin machine.

Le machinisme est apparu avec l'utilisation de mécanismes permettant de transformer un mouvement en un autre (ex. : le levier, la poulie, la vis d'Archimède).

En termes de construction, début XIX^e siècle, une Machine désigne un assemblage de pièces de bois disposées de manière qu'avec le secours de poulies, de moufles et cordages, un petit nombre d'hommes peuvent enlever de gros fardeaux et les poser en place, comme le vindas, l'engin (machine servant à élever en saillie les grosses pièces), la grue, le gruau (Grue plus petite que l'on met en mouvement par un tourniquet au lieu d'une roue^{[M 1]}), le treuil, etc. qui se montent et se démontent selon le besoin qu'on en a^{[M 2]}.

Caractéristiques

• On appelle avantage mécanique le ratio entre la force que la machine exerce sur la charge et la force qui lui a été appliquée.
• L'efficacité mécanique d'une machine est le ratio de son avantage mécanique réel à l'avantage mécanique idéal, c'est-à-dire sans frottement.
• L'efficacité énergétique (ou efficacité thermodynamique) est le ratio (adimensionnel) du travail fourni par la machine sur la quantité d'énergie qu'elle a consommée pour y parvenir.
• Le rendement est le ratio entre l'efficacité énergétique réelle d'une machine et l'efficacité théorique maximale qu'on peut attendre d'elle. Le rendement a toujours une valeur comprise entre 0 et 1 (100 %) alors que, selon le système, l'efficacité peut prendre n'importe quelle valeur positive.

L'animal-machine, l'homme-machine et la philosophie

Les philosophes et les religions débattent depuis longtemps du statut souvent jugé tout à fait spécifique de l'homme et de l'animal parmi les êtres vivants^[3].

Descartes en 1649 considère que l'animal est un corps uniquement composé de systèmes réflexes et mécaniques fonctionnant comme une machine dépourvue d'âme et incapable de rien éprouver. Il prend soin de ne pas confondre l'animal avec l'Homme qu'il juge doué de raison, de parole et d'esprit et qu'il décrit clairement comme « Maitre et possesseur de la nature ».

De nombreux auteurs considèrent que cette vision, celle de La Mettrie (qui proclamera que l'homme lui-même est une machine^[4]) et son époque^[5],[6] (les lumières) ont fortement marqué l'occident et les modèles qu'il a imposé en matière d'agriculture moderne et d'élevage^[7] et de sciences vétérinaires, zootechnie qui dans une vision utilitariste et anthropocentrique semblent considérer l'animal comme un moyen de tirer ou de porter de lourdes charges, voire comme une simple « machine à produire »^[8], un gibier ou animal décoratif ou de compagnie^[9]. De même pour la cybernétique^[10] ou la biologie^[11], via le Pavlovisme notamment^[12].

Machine-outil

Dans l'industrie, les machines-outils à commande numérique permettent d'améliorer la productivité et la reproductibilité du travail effectué, en réduisant notamment les dispersions de fabrication. Par exemple, l'emploi du tournevis électrique sur les chaînes de montage permet une meilleure maîtrise du couple de serrage (à la différence du moulin à café, le tournevis électrique possède un système électromécanique de rétroaction).

Robot industriel

Afin de limiter la pénibilité de certain travaux, ou opérer à qualité constante en peinture, soudure ou assemblage, l'industrie utilise de plus en plus de robots à poste fixe et de robots mobiles pour l'approvisionnement des postes de travail (voir transitique).

Automatisme

Une dernière catégorie de machines effectue des travaux ou rend des services que, sans elle, l'homme serait incapable d'exécuter (exemple : calcul d'une image médicale en 3D à partir de ses projections ou trépanation de la boîte crânienne sans le moindre dommage au cerveau). L'informatique industrielle et l'automatisme sont à la base de toutes les machines modernes.

Mécatronique

Les machines modernes du XXI^e siècle deviennent mécatroniques avec de plus en plus de puissance et d'intelligence, du fait de la combinaison de quatre disciplines majeures de l'ingénierie : la mécanique, l'électrotechnique, l'électronique et, l'informatique.

Ordinateur

Un ordinateur est une machine électronique. Ils stockent et manipulent des flux d'électrons qui servent à la lecture séquentielle d'un ensemble d'instructions qui lui font exécuter des opérations logiques et arithmétiques. Voir automate et la machine de Turing.

Charles Babbage conçu la première calculatrice mécanique. Cette machine est considérée comme le précurseur de l'informatique moderne.

Machine et être vivant

De nombreuses controverses ont eu lieu sur la question de savoir si les êtres vivants sont ou non des machines.

Pour Descartes et la tradition cartésienne, les corps des animaux comme des humains sont comparables à des automates (même si les humains échappent au statut de pures machines parce qu'ils possèdent une âme, conformément au dualisme cartésien).

Pour la science moderne, dont les bases sont matérialistes, les êtres vivants sont des systèmes matériels complexes, qui maintiennent leur organisation, et donc leur originalité, en échangeant matière et énergie avec leur environnement, comme l'a notamment analysé Ilya Prigogine. Ainsi, les êtres vivants seraient des machines d'un genre particulier ou "d'un autre ordre".

Il reste que, par la complexité de leurs "mécanismes" nerveux, certains êtres vivants, les animaux, sont capables de ressentir douleur, voire souffrance, ce qui leur donne accès à un vécu original et, dans l'état actuel des choses, très différent des machines construites par l'être humain^[13].

Et d'autre part, dans l'état actuel de la technique, aucune machine n'a été construite qui soit capable de se reproduire, de se développer ou de régénérer certains de ses constituants, comme le font très ordinairement les êtres vivants. Bref, ce que les anciens appelaient autrefois "la génération" est un ensemble de phénomènes qui restent inconnus aux machines. Pourtant, malgré ces évidences aisément observables, de nombreuses approches en biologie moderne tendent implicitement à considérer que les êtres vivants sont comme des machines. Dans cette discipline, il n'existe en effet pas de définition de l'être vivant qui fasse actuellement l'unanimité parmi les chercheurs, et de fait, c'est par défaut et faute de mieux que cette métaphore continue d'être employée.