Un joint universel, ou joint en U, est l’un des nombreux noms donnés à un type de conception de joint à base de cardan qui relie deux tiges et leur permet de se plier dans pratiquement n’importe quelle direction pendant la rotation. D’autres noms pour la conception incluent le joint de Cardan, qui est le terme commun en Europe ; le joint de Hooke désormais archaïque; et Hardy-Spicer joint, du nom d’une paire d’inventeurs qui ont développé une variante sur la conception traditionnelle. Un joint universel est généralement utilisé dans des situations où de longs arbres tournent en place et transmettent de la puissance, comme la transmission d’une automobile.
L’idée d’un joint qui tire parti du fonctionnement des cardans existe depuis les époques classiques de la Grèce et de la Rome antiques. Son application dans le transfert de mouvement, telle qu’elle est utilisée dans les véhicules modernes, n’a été conçue que vers le milieu du XVIe siècle par le scientifique italien Gerolamo Cardano, pour qui l’articulation porte encore le nom en Europe. D’autres ont ensuite affiné le design et, au XIXe siècle, plusieurs variantes ont été brevetées et restent familières au XXIe siècle.
L’articulation d’un cardan peut être modélisée à l’aide du pouce et de l’index de chaque main. Tout d’abord, faites une lettre U avec chaque pouce et index et rassemblez-les – mais sans se toucher – de manière perpendiculaire, avec un ensemble orienté verticalement et l’autre horizontalement. Ensuite, comme si une balle imaginaire était tenue en quatre points distincts, il est possible d’imiter la large gamme de mouvements dont un joint universel est capable, en déplaçant les mains d’un côté à l’autre et de haut en bas.
Dans les joints en U réels, la forme en U à l’extrémité de chaque tige est créée en fourchant l’extrémité de chaque pièce de métal, comme un trident auquel manque la dent du milieu. Ces pièces se connectent à un disque qui a des goujons ronds sortant à quatre points égaux le long de sa circonférence. Les goujons se connectent aux extrémités de chaque U et deviennent les points d’articulation du joint.
Bien que très polyvalents et efficaces dans une grande variété d’applications, les joints universels souffrent d’une propension à s’user rapidement. Cela est dû au fait qu’ils sont constamment utilisés chaque fois qu’un véhicule est en marche. Un joint en U fonctionnant correctement ne devrait avoir qu’une quantité minimale de mouvement excessif ou de jeu. Dans un véhicule de tourisme ou un véhicule utilitaire, un jeu excessif est souvent signalé par un bruit sourd lors du passage de la boîte de vitesses et des vibrations notables à basse vitesse.
Une défaillance du joint universel rendra un véhicule inutilisable, de sorte que tout son inhabituel émanant du dessous de la cabine doit être vérifié par un mécanicien dès que possible. Un remplacement de joint universel n’est généralement pas une réparation extrêmement coûteuse, car les transmissions des véhicules sont facilement accessibles et les pièces de rechange raisonnablement bon marché. En fait, il est considéré comme une réparation à faire soi-même pour le mécanicien amateur à domicile modéré, avec des instructions disponibles sur Internet et dans des guides.