La révolution industrielle britannique transforma la vie au travail et à la maison pour pratiquement tout le monde. Le bruit, la pollution, les bouleversements sociaux et les emplois répétitifs étaient le prix à payer pour des machines permettant d'économiser du travail, des moyens de transport bon marché et confortables, des biens de consommation plus abordables, un meilleur éclairage et un meilleur chauffage, ainsi que des moyens de communication plus rapides.
Toute liste d'inventions est forcément loin d'être complète, mais les suivantes ont été choisies non seulement pour ce qu'elles pouvaient faire, mais aussi pour la manière dont elles permirent à d'autres inventions de voir le jour et la façon dont elles transformèrent la vie professionnelle et la vie quotidienne de millions de personnes. La période considérée est également importante et s'étend de 1750 à 1860. Compte tenu de ces critères, les 10 principales inventions de la révolution industrielle sont les suivantes:
- la machine à vapeur de Watt (1778)
- Le métier à tisser (1785)
- L'égreneuse à coton (1794)
- L'éclairage public au gaz (1807)
- L'électro-aimant (1825)
- La première photographie (vers 1826)
- La fusée de Stephenson (1829)
- Le télégraphe (1837)
- Le marteau à vapeur (1839)
- La production en masse d'acier (1856)
La machine à vapeur de Watt
La machine à vapeur, qui tire son énergie de la dilatation de l'eau chauffée, est souvent citée comme l'invention la plus importante de la révolution industrielle, principalement parce qu'un grand nombre d'autres inventions importantes l'ont utilisée comme source d'énergie. La machine à vapeur est née de la nécessité de pomper les puits de mine inondés et de permettre une exploitation plus profonde. La première pompe à vapeur fut inventée par Thomas Savery (vers 1650-1715) en 1698. En 1712, Thomas Newcomen (1664-1729) perfectionna sa pompe à vapeur, plus puissante, pour vider les mines de charbon de leur eau à Dudley, dans les Midlands.
Pour rendre la machine à vapeur plus utile à d'autres fins, il fallait la rendre plus efficace, à la fois en termes de consommation de carburant et de puissance. Le fabricant d'instruments écossais James Watt (1736-1819) et Matthew Boulton (1728-1809) n'ont cessé de perfectionner le fonctionnement de la machine à vapeur jusqu'à ce que, en 1778, ils ne mettent au point un condenseur séparé permettant d'accroître considérablement l'efficacité de la machine. La puissance était également accrue par le fait que la vapeur entraînait le piston vers le bas et non seulement vers le haut (d'où son nom de moteur à double effet), ce qui augmentait la "puissance en chevaux", un terme inventé par Watt. La puissance du moteur fut également convertie en un mouvement rotatif plus polyvalent à l'aide d'un volant d'inertie. N'utilisant qu'un quart du carburant du moteur de Newcomen, le moteur de Watt était suffisamment bon marché pour être utilisé presque partout. Les machines à vapeur continuèrent d'évoluer, notamment avec la machine à vapeur à expansion, et elles bénéficièrent de machines-outils toujours plus performantes, capables de fabriquer des pièces plus solides et mieux ajustées.
En 1800, la Grande-Bretagne comptait plus de 2 500 machines à vapeur, utilisées pour la plupart dans les mines, les filatures de coton et les usines de fabrication. 500 de ces machines étaient fabriquées par l'usine Watt et Boulton à Birmingham. Tous les domaines de la vie étaient concernés. La vapeur alimentait désormais les fontaines, les batteuses, les pompes à eaux usées et les presses à imprimer. En fait, tout travail nécessitant de pousser, de tirer, de soulever ou de presser pouvait être rendu beaucoup plus efficace grâce aux machines à vapeur. Les moteurs à vapeur furent utilisés pour les trains et les bateaux à vapeur et, à juste titre, toutes ces utilisations provoquèrent un boom dans l'industrie minière du charbon, qui avait été à l'origine de la machine en premier lieu.
Le métier à tisser mécanique
L'industrie textile de la révolution industrielle britannique fut transformée par les machines. Le métier à tisser mécanique fut inventé par Edmund Cartwright (1743-1823) en 1785. Cette machine doubla la vitesse de production des tissus et permit de se passer des tisseurs manuels qualifiés. Cette machine entièrement automatisée ne nécessitait qu'un seul ouvrier pour changer les fuseaux. Le métier à tisser mécanique fut utilisé pour la première fois dans les usines de Richard Arkwright (1732-1792). En 1809, le gouvernement britannique accorda à Cartwright 10 000 livres sterling en remerciement de la contribution significative du métier à tisser à l'industrie britannique. D'autres inventeurs améliorèrent l'efficacité du métier à tisser de Cartwright, comme Richard Roberts (1789-1864), qui fabriqua une version en fer plus fiable en 1822. Partout, les usines textiles ne tardèrent pas à s'équiper d'un grand nombre de métiers à tisser mécaniques. En 1835, 50 000 métiers à tisser étaient utilisés en Grande-Bretagne, et les usines pouvaient produire du tissu à moindre coût que partout ailleurs dans le monde.
La généralisation du métier à tisser mécanique obligea les inventeurs à mettre au point de meilleures machines à filer afin de fournir suffisamment de fil pour les insatiables métiers à tisser. Les opérateurs de machines n'avaient plus besoin de compétences en matière de textile et devaient simplement veiller à ce que les machines fonctionnent, souvent 24 heures par jour. De nouveaux emplois furent créés au fur et à mesure que de nouvelles usines voyaient le jour. Les produits textiles devinrent moins chers pour tout le monde et les industries d'approvisionnement, telles que les plantations de coton et les mines de charbon, connurent un véritable essor. Autre effet d'entraînement, les abus commis par des employeurs sans scrupules à l'encontre des travailleurs dans le système des usines donnèrent naissance au mouvement syndical pour protéger les droits et la santé des travailleurs.
L'égreneuse à coton
Maintenant que la filature et le tissage pouvaient être entièrement mécanisés, la vitesse et la quantité de la production textile augmentaient énormément. Il fallait ensuite fournir aux machines toujours plus gourmandes suffisamment de matières premières pour travailler, en particulier le coton. Le coton était cueilli, trié et nettoyé à la main, généralement par des esclaves dans les grandes plantations du sud des États-Unis. Eli Whitney (1765-1825), originaire du Massachusetts, s'installa dans une plantation de coton en Géorgie où il créa un moyen d'accélérer la production de coton. Le processus fastidieux de séparation des graines collantes des boules de coton était désormais assuré par l'égreneuse de Whitney qu'il inventa en 1794.
D'abord actionnée par des chevaux ou des roues hydrauliques, la machine à égrener le coton finit par utiliser la force de la vapeur. La machine tire le coton brut à travers un peigne où une combinaison de dents métalliques tournantes et de crochets le sépare et élimine les graines gênantes. Une seule égreneuse pouvait traiter jusqu'à 25 kg de coton par jour. La production de coton ayant explosé, de plus en plus d'esclaves furent utilisés dans les plantations de coton pour cueillir les boules de coton qui alimentaient les insatiables égreneuses. La machine connut un tel succès qu'elle fut copiée illégalement par les propriétaires de plantations du monde entier. La population d'esclaves en Amérique s'élevait à près de 4 millions en 1860. Le coton était exporté dans le monde entier, les États-Unis représentant 75 % de la production mondiale de coton. En Grande-Bretagne, en 1790, le coton représentait 2,3 % du total des importations; en 1830, ce chiffre était passé à 55 %. Les usines textiles britanniques travaillaient la matière première et la réexportait avec un tel succès que les textiles de coton représentaient la moitié des exportations totales de la Grande-Bretagne en 1830. Comme le note l'historien R. C. Allen, en termes globaux, "le coton fut l'industrie miracle de la révolution industrielle" (182).
L'éclairage public au gaz
L'obscurité de l'éclairage nocturne, traditionnellement assuré par des bougies à l'huile ou au suif, fut finalement levée par l'invention de l'éclairage au gaz. Vers 1792-1794, l'Écossais William Murdock (1754-1839) découvrit que la poussière de charbon dégageait un gaz qui pouvait être enflammé. Murdock utilisa avec succès des lampes à gaz dans sa fonderie de Birmingham. L'idée d'utiliser le gaz de houille pour l'éclairage public fut lancée par l'inventeur allemand Frederick Albert Winsor (1763-1830) à partir de 1807. Winsor démontra de manière spectaculaire le potentiel de son idée en installant des réverbères à gaz de Pall Mall à St James' Park à Londres. Cette démonstration fit sensation auprès du public et Pall Mall reçut 13 lampadaires permanents éclairés au gaz, devenant ainsi la première rue au monde à être ainsi illuminée. Vers 1820, Londres comptait 40 000 réverbères à gaz.
L'apport de lumière dans des rues auparavant sombres transforma les habitudes des gens. La nuit ne semblant plus aussi dangereuse, davantage de personnes s'aventurèrent dans les restaurants et les lieux de divertissement. L'idée se répandit rapidement dans le monde entier, Baltimore devenant la première ville des États-Unis à utiliser l'éclairage public au gaz de houille en 1816. En 1820, Paris installa son propre éclairage au gaz.
L'électro-aimant
L'ingénieur canadien William Sturgeon (1783-1850) s'inspira des travaux du scientifique français André-Marie Ampère (1775-1836) et du physicien danois Hans Christian Oersted (1777-1851) pour créer le premier électro-aimant en 1825. Il s'agissait d'un fer à cheval placé dans une bobine de fil qui pouvait transporter de l'électricité et ainsi magnétiser ou démagnétiser le fer. La force magnétique créée pouvait alors être utilisée pour soulever un objet, mais lorsque Sturgeon inventa le collecteur, son électro-aimant pouvait désormais entraîner un moteur, ce qui en faisait une source d'énergie beaucoup plus polyvalente. Cette source d'énergie fut utilisée dans tous les domaines, du télégraphe (voir ci-dessous) aux machines à laver d'aujourd'hui.
La première photographie
La première photographie fut prise à l'aide d'une camera obscura par le Français Nicéphore Niépce (1765-1833) en 1826. La photographie, intitulée Point de vue du Gras, est un peu floue, mais c'est la plus ancienne photographie conservée d'une vue réelle. La camera obscura, essentiellement une boîte dotée d'une petite ouverture couverte par une lentille, n'était pas nouvelle puisque les artistes et les graveurs l'utilisaient déjà pour faciliter leur travail. Ce qui était nouveau, c'était l'idée de Nièpce de capturer de façon permanente l'image projetée par la lentille sur un papier enduit de chlorure d'argent sensible à la lumière. Cette nouvelle technique s'appelait l'héliographie, mais elle présentait deux inconvénients majeurs. Le premier problème était que l'image s'effaçait en noir lorsqu'elle était exposée à la lumière. Le second problème était que l'image était capturée en négatif (les zones claires de la vie réelle étaient représentées en sombre et vice-versa). Niépce résolut le problème en utilisant une solution de bitume pour recouvrir une plaque de verre ou d'étain, et il captura ainsi la vue de sa fenêtre. L'idée de la photographie fut améliorée par Louis-Jacques Daguerre (1789-1851), qui utilisa des plaques de cuivre traitées à l'argent pour capturer une image positive. Le daguerréotype fut acheté par le gouvernement français et rendu public, ce qui entraîna un boom des studios photographiques. En 1840, l'inventeur anglais William Henry Fox Talbot (1800-1877) fabriqua les premiers négatifs en papier à partir desquels il était possible de réaliser un nombre illimité de tirages.
L'arrivée de l'appareil photographique non seulement permit aux personnes de toutes classes sociales de se faire tirer le portrait, mais elle révolutionna également l'art. De nombreux artistes ne souhaitaient plus recréer le monde qui les entourait aussi fidèlement que possible, car l'appareil photo permettait d'y parvenir facilement. Au lieu de cela, les artistes s'efforçaient de capturer les effets momentanés de la lumière et de la couleur ou de communiquer une certaine émotion dans leurs œuvres. L'arrivée de l'appareil photo est l'une des raisons du développement de l'impressionnisme et du symbolisme dans le dernier quart du XIXe siècle.
La Fusée
Les premiers chemins de fer étaient de courtes distances de voies ferrées utilisées dans les mines pour transporter le matériel jusqu'à l'endroit où il pouvait être expédié. George Stephenson (1781-1848) possédait à Newcastle une entreprise spécialisée dans la construction de trains pour le transport du charbon. Stephenson comprit que les passagers pourraient voyager de la même manière que le charbon et conçut la Locomotion 1, une locomotive suffisamment puissante pour tirer des voitures. La Locomotion 1 transporta les premiers passagers d'un train à vapeur de Stockton à Darlington, dans le nord-est de l'Angleterre, en 1825.
Le fils de George, Robert Stephenson (1803-1859), surpassa ensuite son père avec Fusée (Rocket), une locomotive à vapeur pionnière inventée en 1829. Cette année-là, la locomotive remporta les essais de Rainhill, qui visaient à déterminer quelle machine tirerait les wagons de la première ligne interurbaine au monde entre Liverpool et Manchester. Fusée était la première locomotive puissante et fiable; elle comportait de nombreux éléments nouveaux tels qu'une chaudière multitubulaire et un tuyau de soufflage qui lui conféraient une puissance supérieure à celle des locomotives concurrentes. Rocket, capable d'une vitesse de pointe (à l'époque étonnante) de 48 km/h, remporta le prix bien mérité de 500 livres sterling (environ 42 000 livres sterling ou 50 000 dollars d'aujourd'hui) décerné par le Rainhill Trials. La ligne Liverpool-Manchester transporta vite 200 passagers par jour. Elle montra la voie à suivre pour révolutionner les transports, non seulement en Grande-Bretagne, mais aussi dans le monde entier.
La "folie du chemin de fer" se traduisit par la construction de 24 000 kilomètres de voies ferrées dans toute la Grande-Bretagne en 1870. À partir de 1848, les passagers pouvaient se rendre de Londres à Glasgow en 12 heures, les trains atteignant une vitesse de 80 km/h, un trajet qui aurait pris cinq jours ou plus en diligence. Les chemins de fer créèrent un boom dans la production de charbon (pour le carburant) et de fer et d'acier (pour les rails, les ponts et les trains). Les gens commencèrent à faire des excursions dans de nouveaux endroits, en particulier au bord de la mer. Une quantité massive d'emplois fut créée, allant des chefs de gare aux nettoyeurs de toilettes. Les lettres pouvaient être livrées le lendemain partout en Grande-Bretagne, et les millions de tonnes de fret transportées permirent de réduire le prix des biens de consommation.
Le télégraphe
Les chemins de fer accélérèrent considérablement non seulement les déplacements, mais aussi la communication, puisque des sacs de lettres étaient transportés par train. En 1840, la Grande-Bretagne introduisit le système universel de la "penny post", qui permettait la livraison le lendemain, mais il existait déjà un concurrent sérieux à l'affranchissement. Le télégraphe fut inventé en 1837 par William Fothergill Cook (1806-1879) et Charles Wheatstone (1802-1875). La première machine télégraphique ne comportait que 20 lettres, indiquées dans le message envoyé par le léger mouvement de deux aiguilles (parmi les cinq de la machine) vers une lettre particulière. Les aiguilles étaient déplacées par des impulsions électriques envoyées sur la ligne télégraphique reliant deux machines. Les messages courts pouvaient désormais être envoyés rapidement et furent d'abord utilisés dans les chemins de fer pour communiquer des instructions aux conducteurs et aux gares.
La première utilisation réussie de la machine fut pour la Great Western Railway en 1838, entre la gare de Paddington et West Drayton, soit une distance de 21 kilomètres (13 miles). Les câbles furent d'abord posés sous terre, puis isolés pour être suspendus à l'air libre entre ce que l'on a appelé les poteaux télégraphiques. L'adoption du système sur l'ensemble du réseau ferroviaire britannique permit pour la première fois de disposer d'une heure universelle, alors qu'auparavant, les horloges des villes variaient toutes. Le télégraphe rendit donc possible le temps moyen de Greenwich (GMT). Les informations pouvaient être envoyées partout où il y avait des machines télégraphiques, ce qui signifiait que les nouvelles des événements se propageaient beaucoup plus rapidement qu'auparavant. La rapidité des communications télégraphiques était également très utile à la police, qui pouvait ainsi alerter ses collègues éloignés de toute activité criminelle et même capturer des criminels en fuite. La communication télégraphique fit un pas en avant lorsque Samuel Morse (1791-1872) du Massachusetts, avec l'aide d'Alfred Vail, mit en œuvre son code Morse pour la première fois en 1844. Le gigantesque navire à vapeur SS Great Eastern, conçu par Isambard Kingdom Brunel (1806-1859), posa le premier câble télégraphique transatlantique en 1866, ce qui permit une communication intercontinentale rapide. Soudain, le monde sembla un peu plus petit et la vie beaucoup plus rapide.
Le marteau-pilon à vapeur
Le marteau-pilon à vapeur n'est pas l'invention la plus glamour de cette liste, mais il joua un rôle essentiel dans la réalisation de nombreuses autres inventions. Mis au point en 1839 par l'Écossais James Nasmyth (1808-1890), cet appareil relativement simple utilisait une machine à vapeur pour faire tomber (et plus tard pousser) avec une précision de vitesse et de direction un poids important capable de forger ou de plier de grandes pièces de métal reposant sur une enclume réglable. Comme le marteau à vapeur pouvait être fabriqué dans n'importe quelle taille, il était possible de travailler des pièces de métal qui n'auraient pas pu l'être par d'autres moyens. En outre, la précision du marteau permettait de plier des pièces de métal différentes exactement de la même manière, ce qui était essentiel pour les composants de grandes machines telles que les machines à vapeur géantes, les trains, les navires en fer, les armes lourdes et les poutres de pont.
La machine de Nasmyth était si précise qu'il pouvait démontrer aux visiteurs de sa fonderie qu'un poids de 2,5 tonnes pouvait écraser une coquille d'œuf posée dans un verre à vin sans endommager le verre. Grâce à cette précision, le marteau à vapeur pouvait se charger de tâches plus modestes nécessitant plus de finesse, comme la frappe de pièces de monnaie et l'impression de billets de banque. Un autre avantage était la vitesse à laquelle le marteau pouvait fonctionner, avec parfois 220 coups par minute. Quelle qu'ait été l'opération à effectuer, il suffisait d'une personne pour actionner un simple levier. Contrairement à beaucoup d'autres inventeurs de cette liste, Nasmyth fit fortune grâce au marteau qui révolutionna la production industrielle.
Production d'acier
Le fer fut utilisé tout au long de la révolution industrielle pour toutes sortes de machines et de projets de construction, mais l'acier était bien supérieur en termes de résistance et de malléabilité, et il était plus léger. L'acier était donc particulièrement utile pour les grands projets tels que la construction de ponts et d'éléments porteurs comme les voies ferrées. Le problème était que la fabrication de l'acier était un processus coûteux. Comme ce fut souvent le cas pour les inventions de la révolution industrielle, une nouvelle idée reposait sur une pyramide d'inventions antérieures et était produite en raison de la recherche de l'efficacité et de la rentabilité.
Henry Bessemer (1813-1898) inventa en 1856 un convertisseur qui rendit la production d'acier beaucoup moins coûteuse et plus fiable. Les plus grands convertisseurs Bessemer, remplis de fonte brute en fusion, pouvaient produire jusqu'à 30 tonnes d'acier en 20 à 30 minutes, en éliminant le carbone et d'autres impuretés en forçant de l'air sous haute pression à travers le métal en fusion. Les impuretés formaient des oxydes et étaient séparées sous forme de scories, laissant derrière elles un acier pur et résistant. Après l'invention de Bessemer, le coût de l'acier passa de 50 livres sterling la tonne à seulement 4 livres sterling en 1875. Sheffield devint l'un des plus grands producteurs d'acier au monde, fabriquant notamment des voies ferrées pour la Grande-Bretagne, les États-Unis et de nombreux autres pays.
