Innovation en Europe à la Belle Époque

Les instruments de mesure, s’ils apparaissent pour la plupart au début de la période, se révèlent vite indispensables aux techniciens. Le frein de Prony, particulièrement utile pour les hydrauliciens, permet la mesure de la performance des turbines. Le calibre « à vis et à vernier circulaire » de Jean-Laurent Palmer, les calibres d’épaisseur de Carl Johansson et d’Hjalmar Ellström conduisent à l’amélioration de la précision des assemblages, indispensable aux mécaniciens. Le manomètre d’Eugène Bourdon permet le pilotage plus précis de nombre d’installations. On peut également citer le thermocouple platine-platine Rodier (1886) pour la mesure des hautes températures des fours et la maîtrise des fabrications associées[1].

Dans l’histoire des techniques, l’obstacle du matériau est certainement l’un des plus contraignants[1]. La production de l’acier, des aciers spéciaux et des aciers à coupe rapide, mais aussi des alliages, est un préalable indispensable pour nombre d’innovations.

Convertisseur Bessemer avec sa forme caractéristique.

À partir de 1802 apparaît en Allemagne, à la Königshutte, le premier haut fourneau au coke. La découverte du tungstène, du manganèse et de leur action comme alliage par Robert Forester Mushet (1845), aura avoir plus tard des prolongements avec les aciers spéciaux. Vers 1855-1856, le convertisseur Bessemer assure la transformation de la fonte en acier. À partir de 1856, Friederich et William Siemens développent le four à régénération de chaleur par le gaz dont le principe est développé par Whitwell (1869) et Edward-Alfred Cowper (1872). La mise au point du four d’aciérie Martin date de la période 1864-1865. En 1867, Henri Aimé Brustlein commence la fabrication des premiers aciers spéciaux aux établissements Holtzer, ce qui constitue également une évolution fondamentale avec la création du premier laboratoire d’usine qui permet d’orienter la recherche technique selon une logique scientifique[1]. Dès 1874, le rail d’acier est préféré au rail de fer qui disparaît vers 1885. En 1876 apparaît le procédé Thomas-Gilchrist pour la fabrication de l’acier à partir des fontes phosphoreuses à la cornue Bessemer, ce qui permet de valoriser une plus grande variété de minerais. En 1877, Jean-Baptiste Boussingault et Henri Aimé Brustlein mettent au point la fabrication des ferrochromes : en les incorporant aux charges, complètement désoxydées, des creusets, on obtient alors les aciers chromés. L’année 1883 est marquée par la mise au point du laiton de fer par Alexander Dick, utilisé notamment pour les hélices des navires. La technologie des fours évolue, Le Chatelier réalise ses travaux sur le fonctionnement des hauts fourneaux (1884) lorsque le maillage des techniques s’opère et qu’en 1886 apparaît le premier four à arc électrique de Paul Héroult. Peu après, Charles Martin Hall et Paul Héroult développent la production d’aluminium par électrolyse. En 1889, Sir Robert Abbott Hadfield met au point à Sheffield des aciers spéciaux au manganèse et au silicium. À partir de 1891, les tôles d’acier supplantent les tôles de fer et vers 1900 les tonnages d’acier marchand dépassent les tonnages de fer. En 1893 commencent les recherches de Henri Aimé Brustlein à Unieux sur les aciers à coupe rapide dont la mise au point définitive est assurée par Frederick Winslow Taylor en 1906. Maunsel White met au point les aciers invar^{[réf. nécessaire]} et élinvar (1897), dont les coefficients d’élasticité sont indifférents aux températures. En 1900, Paul Héroult développe le four à arc électrique pour l’acier, White et Taylor développent les aciers à coupe rapide[1].

Publicité pour des machines-outils mentionnant un prix à l'Exposition universelle de Paris de 1889.

Un métal aux propriétés nouvelles n’a d’intérêt qu’avec le développement de la machine-outil qui permet l’usinage précis des pièces de machines qui peuvent désormais être soumises à des contraintes plus importantes, telles que dans les turbines ou les moteurs à combustion interne.

Les premières machines-outils apparaîsent vers 1800 avec le tour à charioter et à surfacer de Henry Maudslay. En 1817, le tour parallèle de Richard Roberts est mis au point. En 1818, Éli Whitney construit une machine à fraiser, qui devient la machine-outil par excellence de la fabrication mécanique en série, et James Nasmyth met au point une machine-outil limeuse (1826). Durant la période 1814-1847, James Fox perfectionne un grand nombre de machines-outils. Viennent ensuite d’autres machines essentielles, comme le tour parallèle de Étienne Calla (1830) ou le tour vertical (raboteuse circulaire) de Johann-Georg Bodmer (en) (1839)[1].

À partir de 1840 commence l’automatisation des machines-outils qui, tout en libérant progressivement l’ouvrier, conduisent également à une amélioration de la précision d’usinage. Dans le domaine de la machine-outil, les Américains ont une place privilégiée, sans doute en raison d’un déficit de main-d’œuvre qualifiée, qui s’il n’est certainement pas seul responsable de l’automatisation, en accélère sans doute le développement[1]. La période 1843-1861 permet à Pierre Decoster d’améliorer de nombreuses machines. En 1862 apparaîssent la fraiseuse universelle de Brown & Sharpe et le tour semi-automatique à tourelle revolver de Hartness (en). En 1873, Christopher Spencer développe le tour-revolver, qui est une machine semi-automatique, et l’année suivante Elliott Gleason construit une machine à tailler les engrenages coniques. Dans ce bref historique, on peut encore citer la machine à affûter les fraises de Frédéric Guillaume Kreutzberger et le tour à détalonner de Julius Eduard Reinecker (1882). D’après Walther Rathenau, c’est vers 1880 que, grâce à des puissances, un niveau de précision et des rendements accrus, il devient impossible de concurrencer la machine-outil avec des outils à main : elle peut maintenant servir tous les autres domaines techniques.

Turbine Francis.

La machine à vapeur alternative, emblème de la première Révolution industrielle, fait naître des besoins en « puissance motrice » désormais indissociables de l’activité industrielle[3]. Pour les installations sédentaires, elle cède progressivement sa place à la turbine hydraulique, dont les rendements sont nettement supérieurs[note 3], même si une somme de perfectionnements en reculent encore les limites quelque temps. Désormais, la « houille blanche » permet un développement industriel dans les zones qui disposent de ressources hydrauliques, avec une utilisation soit directe sous forme d’énergie mécanique, comme pour l’industrie papetière, soit plus tard de façon indirecte avec la production d’électricité, en faisant tourner un alternateur.

En 1827 apparaît la turbine hydraulique de Benoît Fourneyron à Pont-sur-l'Ognon. Uriah Boyden met au point, en 1844, une turbine d’une puissance de 75 chevaux avec un rendement de 78 % et, dès 1850, on atteint 700 chevaux[1]. En 1882, Aristide Bergès emploie des turbines à conduite forcée à Lancey : désormais l’utilisation des hautes chutes, l’emploi de l’acier pour les roues et les conduites d’eau, inaugurent une utilisation nouvelle et assure la production d’électricité. Ainsi, de 1840 à 1890, les progrès des turbines permettent d’obtenir une puissance égale pour la moitié de la place occupée et le cinquième du prix. Les perfectionnements suivant visent à limiter la chute de rendement à ouverture partielle afin d’économiser l’eau. L’évolution vers la turbine à vapeur (Charles Parsons en 1884) conduit à l’adaptation de ces machines à la propulsion des navires avec la turbine de Carl Gustaf Patrik de Laval (1890). En 1896, Charles Gordon Curtis utilise une turbine à action, mettant en œuvre non seulement la pression de la vapeur, mais aussi sa détente, augmentant ainsi sensiblement le rendement. En 1901 est mise au point la turbine multicellulaire d’Auguste Rateau. Ce dernier publie en 1900 un traité sur les turbo-machines et doit aboutir au cours de la Première Guerre mondiale au turbo-compresseur de suralimentation mû par les gaz d’échappement. En 1906, Henry Holzwarth met au point la première turbine à gaz[1].

Moteur à gaz d'éclairage de Gottlieb Daimler (1885).

Le véritable moteur naît de la convergence d’un certain nombre d’inventions partielles et d’exigences précises : l'emploi d'un moteur de petite taille susceptible de fonctionner dans un environnement domestique, à domicile, permet l’utilisation de mécaniques qui viennent de faire leur apparition, en particulier la machine à coudre.

La première source d’énergie utilisée est le gaz d'éclairage, d’un usage courant depuis 1815. En 1859, Étienne Lenoir met au point son moteur et prend le brevet l’année suivante pour « un moteur à air dilaté par la combustion de gaz enflammés par l’électricité et susceptible de remplacer la vapeur comme force motrice ». En 1858, Pierre Hugon présente un moteur utilisant le cycle à deux temps et, en 1865, il adopte le moteur à double effet. En 1862, Nicolas-Auguste Otto présente un moteur à quatre cylindres. Bien que l’idée d’utiliser le pétrole ou ses dérivés soit déjà ancienne (De Cristoforis, 1859), il faut attendre l’Américain George Brayton pour imaginer le carburateur utilisant le pétrole (1872 – 1876), donnant ainsi naissance à la première machine à combustion interne à huile lourde. En 1876, Otto adopte le moteur à quatre temps ; Gottlieb Daimler achève la mise au point du carburateur, Fernand Forest imagine l’allumage par magnéto (1885), le refroidissement par eau est adopté en 1890[1]. Vers 1892, la mise au point du moteur à quatre temps bouleverse les modes de transport avec l’automobile et bientôt l’aviation. Les premiers essais du moteur Diesel datent de 1893. En 1897, un prototype développant vingt chevaux est présenté : il fonctionne dans une gamme de puissance suffisante pour convenir à de nombreux emplois, notamment la production d’électricité.

Avec la métallurgie, l’électricité est une source d’innovation particulièrement riche tant ses applications sont nombreuses et variées.

Le principe du moteur électrique à induction est posé par Michael Faraday en 1828 et, en 1832, Hippolyte Pixii construit la première machine à courant induit dans deux bobines. Vers 1833, on assiste aux premiers essais du télégraphe électromagnétique de Gauss et Weber. Le mémoire de Jacobi sur l’application de l’électromagnétisme au mouvement des machines date de 1834. Hyde Clarke construit une machine électromagnétique en 1849, bientôt suivi par William Little en 1852 et Sören Hjorth en 1854. Les premiers accumulateurs de Gaston Planté datent de 1860. Un peu plus tard, Werner Siemens développe la machine dynamo électrique utilisant le principe de l’électroaimant (1866) et, avec Charles Wheatson, il parvient à produire des courants de forte intensité[1]. En 1869, Zénobe Gramme pose le brevet de la première machine magnéto-électrique d’utilisation pratique, machine dont Hippolyte Fontaine découvre, semble-t-il fortuitement, la réversibilité en même temps que la possibilité de la transmission de l’électricité à distance (1873). La dynamo industrielle de Zénobe Gramme (1873) est la première grande machine productrice de courant. En 1883 ont lieu les premiers essais par Marcel Deprez de transmission de l’électricité entre Paris et Creil. L’année suivante, Lucien Gaulard met au point un transformateur électrique et crée à Bellegarde la première centrale hydroélectrique[1]. En 1889, Marcel Deprez permet de réaliser le transport de l'électricité entre les installations des usines de la Cascade des Jarrauds et Bourganeuf dans le Limousin.

Dans le domaine de l’éclairage, la lampe à incandescence de Thomas Edison date de 1879 ; d’autres innovations doivent bientôt voir le jour, comme la lampe néon (Georges Claude, 1902) ou la lampe à incandescence au tungstène (1914).

L’électricité permet également des développements dans les domaines de la métallurgie et de l’industrie chimique, avec l’électrolyse.

L'industrie chimique connaît un essor remarquable au XIX^e siècle dont les effets se font sentir dans de nombreux domaines techniques tant le champ d’application est vaste.

Entre 1810 et 1820, on assiste au développement de la fabrication industrielle de la soude artificielle qui, avec l’acide sulfurique et le chlore, constituent la trilogie fondamentale[1]. Le chlore, élément important pour l’industrie textile, fait l’objet des travaux de William Gossage (1851-1853). Entre 1880 et 1885, l’électrolyse est appliquée à la fabrication de la soude et de ses dérivés.

Les explosifs, essentiels pour les travaux de génie civil, profitent des progrès de la chimie avec la découverte de la nitroglycérine par Ascanio Sobrero (1847), de la dynamite par Alfred Nobel (1867) et de la mélinite par Eugène Turpin en 1884. La tolite (TNT) date de 1910. Par ailleurs, la découverte de l’acétylène, en 1892, révolutionne les techniques du chalumeau.

Le début des colorants synthétiques est initié par la synthèse de l’aniline par Perkin (1856) pour l'élaboration de la mauvéine. En 1874, Heinrich Caro découvre l’éosine et, en 1879, Adolf von Baeyer réalise la synthèse de l’indigo à partir de l'isatine. La découverte de la vanilline (1875) ouvre la voie aux parfums de synthèse[1].

L’agriculture utilise les phosphates de Wissant comme engrais (1857) et la fabrication des superphosphates se développe à partir de 1870. C’est après 1869 que la bouillie bordelaise est employée pour lutter contre le mildiou et le sulfure de carbone utilisé contre le phylloxéra.

Plus encore, l’industrie chimique montre toute sa capacité d’innovation avec l’apparition de nouveaux matériaux : celluloïd, première matière synthétique, par John Wesley Hyatt en 1868, soie artificielle (viscose) par Hilaire de Chardonnet (1884), premiers plastiques caséiniques et invention de la galalithe (1897). Léo Hendrik Baekeland obtient en 1902 la bakélite, tandis que la mise au point de la cellophane date de 1905. L’apparition du ciment et du béton armé révolutionnent les techniques de construction[1].

On ne peut pas évoquer les évolutions de la chimie sans citer tous les progrès de la photographie à partir de George Eastman (1886).

Affiche de l'Exposition coloniale de Marseille en 1906.

L'enrichissement constant des pays les plus industrialisés permet l’élévation du niveau de la consommation. En France, la consommation annuelle de froment per capita passe de 1,76 quintal en 1841-1850 à 2,45 quintaux en 1891-1900. Mais la pression de la demande affecte davantage encore les produits industriels, comme l’illustre l’exemple du coton dont la consommation en France passe de 1,7 kg en 1850 à 4,1 kg per capita en 1900[1].

Cette augmentation de la demande en biens de consommation ou d’équipement résulte également de l’extension considérable des marchés, avec l’ouverture du canal de Suez (1869), vers la Chine (1860) ou le Japon (1858-1868) et les débuts de la grande expansion coloniale en Afrique.

Souvent, un accroissement de la demande engendre un accroissement de la production[note 6]. Cet accroissement peut à son tour provoquer des tensions liées à l’approvisionnement en matières premières, à la quantité de main-d'œuvre nécessaire ou encore au niveau des investissements exigés. Mais généralement, l’augmentation de la production engendre avant tout une « demande d’innovation » à laquelle les techniciens ont l’obligation de répondre. L’exemple du chemin de fer, alors en plein développement, est à ce titre significatif :

« Le progrès technique est pour l’ingénieur chargé de gérer un grand service de chemin de fer la seule issue pour sortir des contradictions au centre desquelles il se trouve placé. Les administrateurs et le contrôle exigent de lui qu’il assure un trafic croissant et des services améliorés à des tarifs toujours plus bas tout en maintenant les bénéfices. »

— François Caron – Historien des chemins de fer

André Citroën

La seconde partie du XIX^e siècle voit s'imposer une nouvelle bourgeoisie, non celle des propriétaires mais celle des diplômés, et à la direction familiale va se substituer une direction de compétences. En France, les grandes écoles d'ingénieurs, fondées pour la plupart entre 1830 et 1848[note 7], fournissent l'essentiel des nouveaux entrepreneurs (Gustave Eiffel, Armand Peugeot, André Citroën, Louis Renault, Louis Pasteur, Louis Lumière, Léon Chagnaud…). L'arrivée de ces diplômés à la tête des grandes entreprises ne brise pourtant pas systématiquement la tradition familiale :

« Dans un cas de figure repris souvent dans les romans, l'ingénieur brillant pouvait succéder au patron après avoir épousé sa fille. »

— Patrick Verley

Cette volonté d'initiative extraordinaire de l'époque s'exprime aussi avec des hommes au profil plus atypique, tel Ferdinand de Lesseps, fonctionnaire en fin de carrière qui lève les fonds nécessaires à la construction du canal de Suez. Entreprendre est à la portée de tous et la réussite exceptionnelle possible comme pour ce simple pharmacien qui inventa les cachou Lajaunie. Souvent, l'entreprise est au cœur de la ville, comme à Paris où, en 1913, cent mille entreprises emploient un million d’ouvriers.

La presse écrite est emblématique de l'esprit d'entreprise de l'époque, avec une organisation qui ne connaît pas les barrières idéologiques contemporaines, à l'instar de Jean Jaurès qui dirige pas moins de 1 600 employés au journal L'Humanité.

La période voit l'apparition de modèles d'entreprise d'émergence variés et qui restent une source d'inspiration pour les entrepreneurs actuels. Parallèlement, des modes de financement originaux voient le jour.

L’adoption de l’étalon-or par la plupart des grandes économies permet de réduire les coûts et les risques des affaires conclues à l’international. En indexant sur l’or la valeur de sa monnaie, l’État permet aux importateurs, aux exportateurs et aux investisseurs de faire des prévisions à long terme sans avoir à craindre les dévaluations ou l’inflation.

Le développement de la législation sur les sociétés anonymes (libéralisation totale en 1856 au Royaume-Uni, 1867 en France et 1870 en Prusse) permet progressivement à des capitaux anonymes de se joindre à ceux des grandes dynasties industrielles héritées de la période précédente. Mais le législateur offre nombre de possibilités juridiques pour exprimer cette volonté d'initiative parmi lesquelles le mutualisme (MMA), la coopération (Crédit agricole), la société en commandite simple (Michelin), la SARL, l'association loi de 1901 qui permet la naissance d'organisations non gouvernementales, la fédération, la société coopérative de production (Verrerie ouvrière d'Albi), l'union (Union postale universelle, Union internationale des télécommunications).

À partir de 1850, le marché international des capitaux, qui a été dominé par quelques puissantes banques et familles comme les Rothschild, les Barings, les Hopes ou les Hottinger qui constituaient la haute banque, commence à passer entre les mains de nouveaux protagonistes et à attirer l’argent de très nombreux petits épargnants. La première grande banque de dépôts, le Crédit industriel et commercial, est créée en 1859, bientôt suivie par le Crédit lyonnais (1863) et par la Société générale (1864)[1]. Entre 1873 et 1913, 500 banques (contre seulement deux depuis la Seconde Guerre mondiale) sont créées, parfois spécifiquement pour un secteur (Crédit chimique, crédit aéronautique…). Paris ett une place financière déterminante dans cette période d'entrepreneuriat très actif. Les titres cotés à la Bourse de Paris sont quarante-deux en 1850, ils sont déjà cent quatre-vingt-deux en 1869[1]. À partir de 1870, quelques banques créent des services d'études industrielles et techniques : la Société Générale en 1867, les Rothschild en 1870[1].

« Le progrès de notre siècle est d’avoir si bien combiné la propriété et le titre que le titre est devenu identique à la propriété elle-même. On envoie aujourd’hui dans une lettre, de France en Angleterre, d’Angleterre au Canada, de Hollande aux Indes, et réciproquement, les usines, les fabriques, les chemins de fer, tout ce qui possède un mot. »

— Léon Say, ministre des Finances de la Troisième République

Les épargnants investissent leurs fonds en obligations, en actions et en différentes valeurs qui se substituent à la propriété foncière et aux biens immobiliers : peu avant 1914, 40 % de la richesse nationale française est constituée de valeurs mobilières dont plus du tiers sont étrangères. Les Français investissent environ 50 milliards de francs-or au-delà de leurs frontières et seule la Grande-Bretagne fait mieux, avec près de 40 % de la richesse nationale en 1907. En 1902, la Grande-Bretagne envoie environ 30 % de ses investissements à l’étranger à l’intérieur de son empire. À cette époque, la France envoie proportionnellement peu de capitaux dans ses colonies : en 1900, seul 1,5 des 28 milliards de francs investis à l’étranger le sont dans ses colonies alors que l’essentiel est envoyé vers la Russie, le Proche-Orient et l’Amérique latine[4].

Historiquement, en Europe, jamais une période n'a conduit à la création d'autant de richesses suivie d'un gaspillage aussi rapide avec la Première Guerre mondiale. Dès 1918, les deux tiers des avoirs français à l’étranger de 1914 sont perdus[4]. Il faudra attendre 1968 pour retrouver le pouvoir d'achat des salaires de 1913[2], constituant ainsi une récession économique majeure d'où ce sentiment de paradis perdu et d'indicible doute quant au progrès triomphant dont les effets ne sont que plus meurtriers (gaz de combat rendus possibles par le développement de l'industrie chimique…).

Le Grand bazar de la rue de Rennes, Paris, construit par Henry Gutton entre 1906 et 1907.

Cette période propice au commerce permet la création des grands magasins, avec Le Bon Marché, dont la structure est construite par Gustave Eiffel. Ce magasin est la source d'inspiration du roman d'Émile Zola Au Bonheur des Dames qui témoigne de l'ampleur des changements sociologiques en cours tels que dans le droit du travail ou la naissance de la société de consommation.

Certains, comme les Grands Magasins Dufayel, dont le fronton montre « Le progrès entraînant dans son sillage la banque et l'industrie », sont conçus comme de véritables expositions universelles permanentes avec orchestre symphonique et théâtre.

Paris prend la tête de ce mouvement de création, avec environ quinze très grands magasins parmi lesquels Félix Potin, les Magasins réunis, le Bazar de l'Hôtel de Ville, À la Belle Jardinière, les Galeries Lafayette, À Réaumur, les Magasins du Printemps, La Samaritaine, les Grands Magasins du Louvre…

La période voit également l'apparition de la vente par correspondance.

 : document utilisé comme source pour la rédaction de cet article.

• Suzanne Berger (en) (trad. de l'anglais américain par Richard Robert), Notre première mondialisation : Leçons d'un échec oublié, Paris, Seuil, coll. « La République des idées », 5 septembre 2003, 96 p. (ISBN 978-2-02-057921-6, OCLC 1025415106)
• Bertrand Gille (dir.), Histoire des techniques [« Prolégomènes à une histoire des techniques »], Gallimard, coll. « Encyclopédie de la Pléiade », 1978 (1^re éd. 1978), 1680 p. (ISBN 978-2-07-010881-7)
• Alain Gras, Fragilité de la puissance : Se libérer de l'emprise technologique, Fayard, coll. « Documents », 14 mai 2003, 320 p. (ISBN 978-2-213-61535-6)

• Chronologie de l'histoire des techniques

• « L'innovation à la Belle Époque 1/4 », Conférence de Marc Giget, professeur de gestion de l’innovation au Conservatoire national des arts et métiers L'innovation à la Belle Époque (2^e partie) L'innovation à la Belle Époque (3^e partie) L'innovation à la Belle Époque (4^e partie)
• Jacques Wolff, « La belle Époque du capitalisme », Historia, numéro spécial n^o 37, septembre-octobre 1995

• Portail du XIX^e siècle
• Portail des technologies