MACHINISME

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Essor du machinisme

La révolution technique anglaise du xviiie siècle marque le triomphe définitif du machinisme. Les nécessités d'une production largement accrue, la disposition de matériaux plus facilement utilisables (métal) entraînent naturellement une mécanisation plus poussée. La machine, dans beaucoup de domaines, prend alors en quelque sorte en charge l'outil, la machine-outil va faire son apparition.

La machine à vapeur symbolise le nouveau système technique. Après des essais plus ou moins fructueux de Denis Papin et de Thomas Savery, l'appareil est mis au point en 1712 par Thomas Newcomen et prend, entre 1772 et 1782, sa forme définitive avec James Watt. Postérieurement, les perfectionnements ne porteront que sur des détails dont l'un des plus importants est la chaudière tubulaire de Marc Seguin, mise en service à partir de 1827-1828. Utilisée dans les mines pour l'exhaure de l'eau, la machine à vapeur doit son expansion à la mécanisation d'un grand nombre de fabrications. Jouffroy d'Abbans l'adapte à un navire (1766), Joseph Cugnot à une voiture (1769), inaugurant ainsi l'ère des transports à vapeur.

Pompe à feu de Savery

Photographie : Pompe à feu de Savery

Gravure sur cuivre représentant la «pompe à feu» du mécanicien anglais Thomas Savery (1650-1715). Appelée aussi l'«Amie du mineur», cette machine à vapeur atmosphérique (brevet no 356 déposé le 25 juillet 1698), qui ne comportait ni piston ni soupape de sûreté, était utilisée pour... 

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Machine à vapeur : Les améliorations de James Watt

Vidéo : Machine à vapeur : Les améliorations de James Watt

Après avoir analysé la machine à vapeur de Thomas Newcomen, qui a été mise au point en 1712, James Watt dépose, en 1769, un premier brevet pour la perfectionner. Dans les machines précédentes, c'est la pression atmosphérique, du fait de la condensation de la vapeur, qui repousse le... 

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Machine à vapeur : les premières machines

Vidéo : Machine à vapeur : les premières machines

Si l'idée de se servir de la vapeur remonte au moins à Héron d'Alexandrie au Ier siècle après J.-C., il faut attendre la fin du XVIIe siècle pour en voir les premières utilisations pratiques. Les premières machines, développées par Thomas Savery et Denis Papin puis par Thomas Newcomen,... 

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C'est sans doute dans le textile que les progrès furent les plus spectaculaires, suscités pour une bonne part par les déséquilibres qu'ils provoquèrent successivement dans la production. La navette volante de J. Kay en 1733 puis la spinning jenny en 1770 entraînent la mécanisation de la filature. Le tissage s'adapte également en deux étapes : d'abord grâce au métier de Richard Arkwright en 1767, puis au métier automatique d'Edmund Cartwright en 1784. Vers la fin du siècle, les industries lainière et cotonnière sont en possession de machines perfectionnées. En France, le même processus intervient pour la soie. Entrevu par de Gennes, le métier automatique pour tisser la soie fut réalisé par Vaucanson en 1744-1745. L'égreneuse de coton est inventée en 1793 par l'Américain Withney.

Il semble que la mécanisation n'ait pas atteint aussi largement les autres industries. Il y eut cependant des exceptions notables. La fabrication du papier au cylindre fit mise au point par les Hollandais vers le milieu du xviiie siècle. La machine continue est inventée par Robert, à l'extrême fin de ce siècle.

Beaucoup moins connue est l'apparition de la machine-outil. C'est seulement à partir du milieu du xviiie siècle, semble-t-il, qu'on a pensé à relier directement l'outil à la machine qui, auparavant, n'était destinée qu'à donner le mouvement nécessaire. On en peut citer quelques exemples qui touchent aussi bien au travail du bois qu'à celui du métal : la machine à raboter de Focq (1751), le tour à charioter de Vaucanson (1751) et le tour à fileter de Senot (1795) pour les Français, la machine à aléser de Wilkinson (1775) et le tour à fileter de Maudslay (1797) pour les Anglais.

Il ne paraît pas qu'il y ait eu de grandes modifications dans la conception des chaînes cinématiques : la transmission planétaire imaginée par Watt fut rapidement abandonnée. L'usage du métal permet de fournir des engrenages infiniment plus résistants et de réaliser des engrenages irréguliers dont on avait eu l'idée dès le xvie siècle. L'apparition de machines plus puissantes conduit au perfectionnement de leurs différents organes : balanciers, cylindres et pistons, pour ne citer que le cas de la machine à vapeur.

L'ensemble mécanique de la fin du xviiie siècle devait être perfectionné et étendu dans la première moitié du siècle suivant, tout en demeurant dans la ligne exacte de ce qui avait été fait ou imaginé antérieurement : il n'y a pas rupture, mais développement.

La machine à vapeur fut définitivement adoptée par les moyens de transport. Les premières locomotives datent du début du xixe siècle, avec George et Robert Stephenson, et l'invention de l'hélice (F. Sauvage, 1832) permettra l'utilisation de la machine à vapeur pour la propulsion des navires. Les difficultés du transport du charbon conduisirent à améliorer le rendement des machines hydrauliques. En 1827, Benoît Fourneyron réalisa la première turbine à eau ; elle fut perfectionnée, vers le milieu du xixe siècle, par J. B. Francis. C'est pour actionner ces turbines que l'on songea à augmenter la hauteur des chutes d'eau et à amener l'eau par des conduites forcées : la chute de Sankt Blasien, en Forêt-Noire, installée en 1835, avait 114 mètres.

Locomotive Rocket

Photographie : Locomotive Rocket

La Rocket, locomotive construite dans l'usine des frères George et Robert Stephenson, à Newcastle (Grande-Bretagne), en 1829. 

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Dans le domaine industriel, les progrès consistèrent à automatiser davantage les machines existantes, à inventer les séries manquantes et à développer considérablement l'usage des machines-outils. Ils furent continus dans le textile : l'automatisme complet fut obtenu dans la filature grâce aux machines self-acting qui se répandirent à partir de 1830. Le métier mécanique fut également constamment amélioré. L'égrenage mécanique à rouleaux pour fibres longues de Mac Carthy date de 1845. C'est à peu près à la même époque qu'apparaît la peigneuse de Josué Heilmann (1844). Dès le Premier Empire, Joseph-Marie Jacquard avait créé son métier automatique pour les tissus façonnés et Philippe de Girard avait réalisé la machine à filer le lin (1813).

La métallurgie connaît des perfectionnements analogues. Les laminoirs deviennent plus puissants et plus précis. La seule grande invention est le marteau-pilon à vapeur d'Eugène Bourdon et de James Nasmyth (1841).

En cette première moitié du xixe siècle, le développement de la machine-outil demeure assez lent : il s'agit presque toujours de perfectionnements. Ainsi en est-il de la machine à raboter de Roberts (1817), du tour manège de J. G. Bodmer (1839), de la normalisation du filetage des vis par Joseph Whitworth (1841), du tour revolver à huit outils de John Fitch (1845). Il faut signaler les essais de machines à coudre par B. Thimonnier en France (1829), par Elias Howe aux États-Unis (1845).

Il convient de noter l'importance de machines nouvelles, les machines agricoles. C'est en 1834 que C. H. McCormick réalisa sa première machine faucheuse. L'essor des moissonneuses fut très rapide et permit la mise en valeur des immenses terres américaines.

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Bertrand GILLE, Pierre NAVILLE, « MACHINISME », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 03 décembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/machinisme/