Histoire de l'électricité

L'électricité existe depuis les débuts de l'Univers. Son histoire vue par les hommes remonte aux débuts de l'humanité, car l'électricité est partout présente, elle est très discrète la majorité du temps mais se manifeste parfois de manière très spectaculaire et brutale : par exemple sous forme d'éclairs associés au tonnerre et à des destructions.

L'électricité et le magnétisme sont deux phénomènes physiques indissociables dans la réalité mais connus séparément depuis des milliers d'années, leur théorisation et leur compréhension est relativement récente, au regard de la très longue période d'applications empiriques imaginées par les hommes.

L'histoire retrace les tentatives des hommes pour comprendre, contrôler, utiliser et rationaliser ce vecteur d'information et vecteur d'énergie, devenu totalement incontournable dans la société depuis le milieu du XX^e siècle.

Présentation générale[modifier | modifier le code]

L'électricité existe depuis les débuts de l'Univers, qui est composé, selon des principes physiques, de « matière ». Son histoire créée par les hommes remonte aux débuts de l'humanité. Si l'électricité est partout présente dans la Nature de façon très discrète la plupart du temps, elle se manifeste néanmoins de manière très spectaculaire et brutale sous forme d'éclairs associés au tonnerre et à des destructions.

Sa théorisation et sa compréhension sont relativement récentes, au regard de sa très longue période sans application puis de sa relativement longue période avec des applications empiriques, usages habituels imaginés par les hommes dans leur Univers observable. À partir des usages et des effets sur le corps des êtres et sur la matière, on retrace les tentatives et réussites technologiques des hommes pour comprendre de façon plus ou moins idéale selon les mentalités et les époques, pour contrôler aussi bien dans son aspect individuel que public, pour utiliser en société et rationaliser finalement selon des ententes économiques globales ce transmetteur physique d'énergie et d'informations.

Ce qui est potentiel^{[La 1]} «dont l'effet n'est pas immédiat^[1]», ce qui est virtuel, une possible réalisation mais pas encore de présence est conçu dans la médecine à la Renaissance. La pensée conceptuelle qui reprend cette notion apparait dans période moderne dans toutes les sciences.

— Purement pour l'électricité — la différence de potentiel établissant un changement physique émerge à la fin du XVIII^e siècle en même temps que l'étude de l'électricité statique.

L'électricité et le magnétisme étaient considérés comme des phénomènes physiques sans lien jusqu'à leur association avec la théorisation de l'électromagnétisme au XIX^e siècle. Utilisée dès le départ pour véhiculer des signaux (communication), elle devient une énergie (éclairage, mise en mouvement et déplacements). Dès lors la démarche de développement de l'électricité utilisable vient de la prépondérance du savoir-faire déjà établi industriellement, et principalement depuis la mécanique et la chimie.

Au passage du XIX^e au XX^e siècle les correspondances de l'électricité avec la lumière sont abordées. La notion du minimum de charge pour la valeur électrique est abordée, sans que l'on sache l'expliquer^[2] (l'insécabilité vue philosophiquement dans l'Antiquité^[3]). Dans le même cadre de la recherche scientifique, la valeur lumineuse minimum de la lumière est établie.

On théorise mathématiquement en fonction du besoin applicatif avec les valeurs constantes et des fonctions (complexes) trouvées selon les limites applicatives reconnues; Celles-ci vont, sans changer la nature de ce qui est appelé l'électricité, de l’extrêmement petit à son contraire qui est l'immensité du réel^{[note 1]}.

Dès le début du XX^e siècle, lorsqu'il s'agit de traitement de signaux, les recherches sur les utilisations de l'électricité engendrent les premiers composants électroniques ; Et historiquement ce qu'on qualifie d'électronique et ce qu'on qualifie d'électrique se dissocie au cours du XX^e siècle. Puis pour de nombreux domaines l'histoire de l'électronique et celle de l'électricité se rejoignent à partir du troisième tiers du XX^e siècle : pour les données numérisées informatisées, pour les moyens de transport, jusqu'à la sphère domestique. On ne dissocie pas leur histoire au XXI^e siècle

Au XIX^e siècle, l'électricité constitue un phénomène si étonnant en Occident que la langue ordinaire utilisée s'enrichit^{[note 2]} de termes et locutions, et cela inclut cette « nouveauté » (« fée électricité », etc.) dans la culture et les arts (cf. expositions universelles).

L'électricité est devenue totalement incontournable depuis le milieu du XX^e siècle, sa connaissance utilise des notions abstraites pour arriver à des buts concrets en applications diverses, et a un fort impact dans des domaines variés qui vont de l'Économie^{[note 3]} d'un pays à la psychologie de l'individu dans les sociétés du XXI^e siècle.

De l'Antiquité à la Renaissance[modifier | modifier le code]

La foudre est perçue chez l'homme depuis la Préhistoire avec son côté dangereux et sa projection psychologique pour l'homme de la puissance et du potentiel. Depuis, « la » foudre^{[La 2]} fournit une partie des mythes concernant l'Homme et la Nature (mythes qui sont dans l'Antiquité la fondation de l'art, reflet "mimétique" de l'ensemble de l'univers entourant l'homme, c'est-à-dire donnant la beauté). La foudre, à la fois éclair et boule fondateurs de l'électricité^{[note 4]}, a pour côté utile la médecine dès la Préhistoire. Les phénomènes lumineux (Feu de Saint-Elme) en cas d'orage, dus à ce qui sera appelé l'« électricité », sont considérés dans l'Antiquité comme des étoiles avec leurs sons et montrent un bon ou mauvais présage.

Électricité et magnétisme en Grèce antique[modifier | modifier le code]

Le terme électricité est formé à partir du grec ἤλεκτρον / ḗlektron, qui désigne l'ambre jaune, une résine fossile possédant des propriétés électrostatiques^[4]. De la même manière, le terme électromagnétique fait référence à la pierre de magnésie, un aimant naturel utilisé dès la Haute Antiquité (Magnésie est à l'origine une cité grecque, aujourd'hui située à l'ouest de la Turquie).

Ces deux racines indiquent que les effets de l'électricité et du magnétisme ont été découverts tôt dans l'histoire de l'humanité. L'aimantation naturelle, l'électricité de la laine, sont autant de phénomènes que les Hommes apprirent à connaître et à utiliser.

Chez les Hellènes, à Thalès de Milet vivant au V^e siècle av. J.-C. on attribue la paternité de la réflexion sur l'électricité^{[extrait 1]} , plus précisément sur l'électricité statique et le magnétisme. Toutefois, seuls des textes apocryphes témoignent de son intérêt pour ces phénomènes (c'est Diogène Laërce, au III^e siècle, qui rapporte les propos d'Hérodote et d'Hippias d'Élis sur le savant grec). D'après ces textes, Thalès semblait accorder « une âme aux choses qu'on croyait inanimées ». La triboélectricité (celle de la laine), était déjà connue, mais ne pouvait être expliquée autrement que par une vision animiste de la matière, sa structure et ses propriétés physiques et chimiques étant alors hors d'une perception possible autrement que par les effets^{[La 1]}.

• 
  Morceaux d'ambre jaune.
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  Illustration des propriétés électrostatiques de la résine frottée.

Électricité en Mésopotamie[modifier | modifier le code]

Les Mésopotamiens au III^e siècle av. J.-C. utilisaient des objets surnommés aujourd'hui « pile électrique de Bagdad ». Ces poteries sont nommées ainsi depuis que quelques archéologues du XX^e siècle ont émis l'hypothèse qu'elles auraient servi de piles électriques. Cette hypothèse est toujours controversée de nos jours, notamment parce qu'il manque les éléments de connexion essentiels pour transmettre l'énergie électrique produite.^{[réf. nécessaire]}

Usage de l'électricité produite par des êtres vivants[modifier | modifier le code]

L'électricité produite par des êtres vivants, en particulier des poissons électriques, est également connue depuis l'Antiquité. On trouve par exemple des bas-reliefs de l'Égypte antique représentant des poissons-chats électriques. Par ailleurs, une mosaïque de Pompéi représente une torpille commune. Scribonius Largus, sous le règne de l'empereur Claude I^er (41-54 apr. J.-C.) décrit un traitement contre la migraine ou contre la goutte qui utilise les décharges électriques (d'environ 250 volts^{[V 1]} produites par un poisson torpille).

Utilisation du magnétisme de l'Extrême-Orient à l'Occident[modifier | modifier le code]

En Chine, les propriétés magnétiques sont utilisées par les devins à partir des II^e et I^er siècles av. J.-C. (voir le Classique des documents). Des tables de divinations « magiques » sont fabriquées sans usage pour l'orientation dans l'espace. Mais de là dérive la première boussole qui indique le sud : elle est perfectionnée après le I^er siècle de notre ère.

La boussole sera progressivement utilisée en Asie pour la construction de bâtiments terrestres pour orienter leurs ouvertures et pour la navigation sur des bateaux. De plus, on découvre sous la dynastie Tang (618-907) la discordance entre le pôle Nord magnétique et le pôle Nord géographique.

Récupérée par les Arabes, la boussole arrive en Occident au XI^e siècle, cela relance l'étude de la science des aimants, le magnétisme. L'effet des éclairs lumineux pendant les orages sur le comportement de l'aiguille du compas, la boussole de navigation, est consigné par les navigateurs^{[L1b 1]}

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  Maquette d'une cuillère indiquant le sud (Boussole 206 av. J.-C. à 220 apr. J.-C.).
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  Position du pôle magnétique par rapport au pôle géographique.

La Renaissance[modifier | modifier le code]

Au cours des siècles précédents, en Occident, est imposé le conservatisme de la connaissance par l’Église chrétienne monothéiste, qui remplace les structures de l'Empire romain. Elle adopte la philosophie naturelle et la physique d'Aristote, l'astronomie et la géographie de Ptolémée, les deux principales synthèses scientifiques héritées de la culture hellénistique. Elle qualifie^{[L34 1]} les pratiques et les savoirs par une normalisation du surnaturel. La formalisation des phénomènes électriques et magnétiques par les érudits, exprimant la nouvelle curiosité, s'appuie sur une structuration de conception de l'univers qui « a horreur du vide ». La foudre avec sa lumière est à l'époque un « phénomène divin », c'est-à-dire « normal ».

La science expérimentale reproductible apparaît à la fin du Moyen Âge au XIII^e siècle, en dehors du raisonnement abstrait philosophique qui est propre à l'Antiquité. Elle est associée à l'alchimie opératoire. En Angleterre, Robert Grossetête amorce cette voie par la géométrie et, en France, Roger Bacon^{[L24 1]} prône la nécessité des mathématiques en plus de l'énumération : les savants, principalement des moines, sont encore dans l'usage de la langue noble pour la pensée qu'est le latin, mais font usage de la numération « indo-arabe » pour ce qui concerne la vie de leur époque. La mécanique s'applique d'une façon très pratique, par exemple pour traiter les problèmes de construction^{[note 5]}. S'il n'y a qu'une seule science au Moyen Âge, celle de l'individu^[5], à la Renaissance certains érudits (tels Jérôme Cardan — qui initie les nombres imaginaires — , Léonard de Vinci et Marin Mersenne, qui étudie tout autant la chute des corps qu'il observe et découvre la fréquence en acoustique^{[L1b 1]}) manient aussi bien « ce que l'on pourrait faire » (« le fruit de l'imagination ») que les traitements déjà valables et efficaces dans les sciences plurielles appliquées : médecine, alimentation, botanique, architecture, etc. Montaigne fait ainsi apparaître les sciences humaines en regard de la « science infuse » de Dieu dans le contexte du pouvoir religieux.

XVI^e siècle, XVII^e et XVIII^e siècles[modifier | modifier le code]

Un tournant historique[modifier | modifier le code]

Le XVI^e siècle^{[extrait 2]}, « temps des inventions » de la Renaissance, a été précédé par une inventivité forte pour ce qui concernait la science de la construction, laquelle avait expérimenté des méthodes pour lutter contre la pesanteur. En cela, la notion de progrès s'applique dans les sciences — au sens d'évolution  — parce que la science peut être une théorie sans application immédiate. (Cela devient la conception contemporaine^{[L1a 1]}.)

Même si la connaissance prend un sens pour l'échange des matières et des fabrications (l'économie) — montrée par la mise en place des établissements de la « banque » —, il n'y a pas d'utilité à l'époque naissante de la philosophie des Lumières à savoir ce que sont les rapports entre les force, énergie, mouvement en prévision d'en tirer profit.

L'aspect raisonnable ou logique des phénomènes physiques que l'on veut reproduire est formalisé en appui sur la mathématique qui quitte la simple expression de la beauté harmonique dans le monde et son unicité fondamentale, une unité donnée par le concept d'un Dieu et ses créations. Les évolutions de cette mathématique dans la numération la font s'associer au « complexe » et des calculs s'appliquent à l'infime, celui de la matière imperceptible dans la pratique et vue dans l'esprit^[6].

Dans ce cadre initial, l'utilité des phénomènes électriques expérimentés est essentiellement celle du plaisir de la connaissance^{[L1b 2]} et de sa mise en spectacle^{[V 1]}.

Dans la période entourant l'an 1600, un large courant culturel de progrès tente de séparer l'imaginaire de la réalité s'établit, dans des degrés variables selon les régions d'Europe, illustré par une trentaine de cabinets de curiosités européens, dans lesquels on trouve des objets d'ambre, de porcelaine, de soie, des plumes^{[E 1]}... Les échanges épistolaires entre les différents tenants sont très nombreux et très rapides^{[E 1]}. Ils motivent les participants par-delà leur « nationalité », mais en expérimentant selon leur « philosophie naturelle » locale, pour prendre « connaissance » dans un ordre naturel des choses bien défini avec le monde non encore classifié selon son sens moderne^{[E 1]}. Les cabinets précèdent les salons où se rencontrent les savants au XVIII^e siècle^{[E 1]}.

Au milieu du XVIII^e siècle, de nombreux savants pratiquant la langue anglaise, la langue française, en continuité de la culture classique gréco-latine participent à des ouvrages fondamentaux de « la transmission à tous de la connaissance ». L'encyclopédie Diderot - D'Alembert est constituée entre 1751 à 1772. Elle montre et qualifie les objets et leur fonctions en fournissant un accès plus facile que ne le font les traités et essais des érudits. C'est l'époque où on pense que la chaleur apportée par le feu à certaines matières produit de l'électricité (dans le verre, le diamant, etc.) en plus d'une lumière commençant au rougeoiement selon des phénomènes constatés au siècle précédent^[7].

Mais dans le même temps, dans ce qui est l'« esprit de rigueur » scientifique, la mathématique est appliquée pour faire une traduction numérique « pure » de la physique à partir de l'expérimentation. La représentation raisonnée n'est plus à partir de ce siècle seulement qualitative^{[R 1]}.

Alors se pose la notion de continuité et de rupture modélisée par la mathématique dans ce qui va devenir le déterminisme total ou partiel^{[La 1]}.

Naissance de la théorie moderne, deux siècles déterminants[modifier | modifier le code]

En 1600, William Gilbert assimile la Terre à un gros aimant^{[L1b 3]} expliquant les pôles Nord et Sud. Lorsqu'il étudie les boussoles, il associe les attractions de l'aimant et de l'ambre : sur le même effet attractif que la composante « magnétique » de l'aimant, il invente pour l'ambre le mot « électrique »^{[L1b 3]}. De là naît ce qui est appelé « électricité »^{[V 1]}.

Depuis 1646 en Angleterre, le terme « électricité » est employé dans la trilogie « gravité, magnétisme, électricité »^{[La 3]}, dont Isaac Newton est des mathématiciens-philosophes^{[extrait 3]}.

En 1660, Otto von Guericke crée une production d'électricité expérimentale avec une boule de soufre frottée par rotation : il constate des étincelles qu'il rapproche avec les éclairs^{[L1b 1]}. Une lumière a probablement été vue à partir de cette machine.

En 1669, Hennig Brand découvre le phosphore et la lumière qui en est issue^[8].

En 1676, Ole Christensen Rømer évalue la vitesse de la lumière à l'Observatoire de Paris^{[L1a 2]}.

Entre 1676 et 1689, le mathématicien-philosophe Gottfried Wilhelm Leibniz propose une théorie vectorielle de la force vive, la « conservation de l'énergie de mouvement relatif des objets » par rapport au temps dans leurs systèmes autonomes. Il est en opposition au mécanisme théorique de Newton et Descartes issu du « plein » de la « chose étendue » reliant toute chose, chose perceptible comme chose immatérielle.

En 1733, l'intendant Du Fay, en France examinant l'attraction et la répulsion de corps électrisés par frottement, distingue une électricité positive et une électricité négative^{[La 4]} (électricité « résineuse » venue de l'ambre et du soufre, électricité « vitreuse » ou « vitrée » venue du verre).

En 1747, Jean Le Rond d'Alembert établit l'équation de d'Alembert de propagation d'onde (analogue aux quatre équations de Maxwell du XIX^e siècle)^{[L1b 1]}).

En 1752, Benjamin Franklin a la vision théorique que la foudre est un phénomène dû à l'électricité et, selon l'histoire officielle, invente le paratonnerre : il est mis en place en France en toute première application par de Buffon et Dalibard pour le démontrer^{[V 1]}.

En 1759, Franz Aepinus publie une théorie mathématique des interactions électriques, considérées comme des actions à distance, mais à partir de la vision de Franklin^[9] et de sa communication avec le mathématicien Euler.

Vers 1770, une expérience de Luigi Galvani, en Italie, utilise des cuisses de grenouilles mises en contact avec différents métaux pour mettre en évidence un phénomène de nature nouvelle : la contraction des muscles d'un animal. Pour lui, « l'électricité animale est une électricité d'une nature différente de celle de l'« électricité de la foudre ». Elle n'est pas en mouvement et se situe dans le corps. Il écrit en 1786 de Animali electricitate^{[V 1]}.

En 1773, le chimiste anglais Henry Cavendish fabrique une « maquette » de poisson-torpille avec des bouteilles de Leyde (connues depuis 1745) imbriquées enterrées. Alors une « électricité » de même nature que la foudre — puisque venant du système du ciel et du sol — y est constatée avec les mêmes effets contractants (environ 2 500 V) que l'électricité animale du poisson-torpille (environ 250 V)^{[V 1]}.

En Italie, Luigi Galvani, qui est un tenant de l'« ordre divin » où « Dieu donne vie », est opposé philosophiquement à Alessandro Volta ; ils appartiennent à deux Universités concurrentes^{[V 1]}. Vers 1800, Volta, afin de démontrer et confirmer son point de vue sur les phénomènes électriques, part des observations antérieures du poisson-torpille, simule les nombreux petits muscles interstitiels par des cartons imbibés entre des plaques et surtout les empile en série^{[L15 1]}. Il met au point le premier objet qui fournisse de l'électricité sans « transformation d'un mouvement mécanique »^{[La 5]} et de façon continue : la pile voltaïque, ancêtre de la pile électrique^{[V 1]}. Le « fluide électrique » a des « goûts différents sur la langue » selon leur inventeur (dus à l'électricité générée par la transformation chimique de métaux avec la salive).

Le courant continu « artificiel » de basse tension est ainsi une conséquence de la tenue des expériences sur le vivant animal démonstratrices des philosophies différentes^{[V 1]}. Elle montre que la recherche initiale de la connaissance physique est intuitive et associée à la perception par les sens humains.

Premières découvertes : électricité statique[modifier | modifier le code]

Les premières recherches factuelles concernant l'électricité avant l'avènement de l'électromagnétisme, se concentreront sur la charge électrique^{[La 6]} portée par des objets donnant lieu à des phénomènes électrostatiques.

Précédemment observée par ses effets d'attirance des corps légers ou bien de « décharge » par étincelles, l'électricité résineuse ou vitreuse en équilibre dans les corps « chargés » (en analogie avec la charge pondérale et le matériel de levage) aboutit au concept d'« électricité statique ». Avec la production d'une « charge » d'électricité avec des machines « à frottement »^{[V 1]} peuvent commencer les premières expérimentations concrètes. Le premier exemplaire pratique de machine fut celui de Francis Hauksbee avec un globe de verre en 1705.

Suivant les façons de faire en bonne société, des spectacles popularisent « l'électrique » (terme anglais « electric » d'époque) grâce aux pouvoirs de fascination de ce qui devient le « nouveau feu sacré » dans le monde du merveilleux. On crée alors la « physique amusante », physique scientifique qui s'occupe de la « danse électrique », de la « bluette », petite étincelle sortant du doigt s'approchant d'un corps chargé...Ainsi des « électriciens »^{[V 1]} (présentateurs) se chargent en électricité capable par décharge de produire des étincelles pouvant allumer de la poudre noire, enflammer de l'alcool ou fournir une secousse aux spectateurs. La mode est de faire l'expérience de la « béatification électrique »^{[V 1]} : c'est une chaise isolante sur laquelle se tient une personne portant une couronne métal produisant un halo (d'électroluminescence dû au champ électrique), ce spectacle est donné par le physicien Georg Matthias Bose^{[L16 1],[10]}. Dans un intérêt de même nature, un « carillon électrique » fait partie des achats de machines à électricité statique du laboratoire à Bourges de Joseph-Aignan Sigaud de Lafond qui ont été recensées en 1786^{[L46 1]}.

L'utilisation médicale d'origine antique de l'électricité se poursuit dans les mêmes temps. Jean Jallabert, utilise une machine électrostatique en 1748 et parvient à obtenir une amélioration notable en dirigeant la décharge sur les muscles d'avant-bras chez un patient paralysé.

L'utilisation thérapeutique de l'électricité se répand en Angleterre, elle est documentée dès 1767 à Londres, avant les démonstrations anatomiques de Luigi Galvani vers 1770. Jean-Paul Marat en août 1783 se voit décerner le prix de l'Académie de Rouen pour son Mémoire sur l'électricité médicale.

Ramsden qui est essentiellement un opticien s'intéressant au repérage des étoiles, en 1766 fabrique sur le mode utile une première machine avec boule de chargement d'électricité qui remplace les machines de Hauksbee à globe de verre. L'effet de pointe déjà vu par Benjamin Franklin y est utilisé.

En 1785, après les travaux de Benjamin Franklin, Luigi Galvani, Henry Cavendish — qui établit que le « fluide électrique se déplace en surface »^{[L1b 1]} — dans la période des constats d'existence de l'électricité donnés par les électroscopes, Charles Coulomb présente un deuxième mémoire à l'Académie des sciences. Il expose la loi selon laquelle les corps chargés électriquement interagissent avec la quantité d'électricité (charge électrique) et la distance géométrique. Il développe la Balance de Coulomb instrument de démonstration et de mesure présenté dans son mémoire de 1785 permettant la vérification de sa loi en indépendance de la nature de l'électricité en discussion : animale ou foudroyante, positive ou négative. Mais surtout l'électricité est devenue mesurable autant que qualifiable. Ceci a été fait avant les travaux d'Alessandro Volta de 1800.

Premières études sur la conduction électrique[modifier | modifier le code]

Au XVIII^e siècle les expériences de Stephen Gray^{[V 1]} marquent la découverte de la conduction électrique et distingue les matières isolantes et conductrices. Dans des spectacles basés sur l'électricité « positive ^{[La 4]} », en 1720, sur le mode merveilleux du moment, il met en scène ses « electric boys », jeunes garçons suspendus au plafond par des balancelles munies de cordes en soie ou isolés du sol sur des tabourets en verre. Électrisés, ils émettent des étincelles si on place un conducteur devant eux ou attirent avec leur main des feuilles d'or. En février 1729, ayant frotté un grand tube de verre fermé par deux bouchons de liège, il constate « qu'il y avait certainement une « vertu^[11] attractive » communiquée au bouchon par le tube excité ». Il parvient alors à transmettre sur de grandes distances le pouvoir d'attraction en utilisant une ficelle de 80 mètres de longueur environ, suspendue par des fils de soie. L'expérience échoue avec la suspension par des fils en laiton, amenant Gray à diviser les substances en isolants et conducteurs^[12].

La découverte de la bouteille de Leyde contenant de l'eau comme récepteur de la charge électrique stockée par l'isolation du verre donne en 1745 l'ancêtre des condensateurs avec leur conception du matériau diélectrique.

Mais surtout, par le hasard^{[V 1]} expérimental à Leyde, on remarque la secousse plus violente de la décharge de l'électricité reçue par lui si l'expérimentateur est en contact avec le sol. Par l'analogie faite avec le transport des fluides liquides portés sur un bateau naviguant sur un autre fluide liquide^{[V 1]} , la mer immense et sans mouvement de descente, mais avec des courants marins, l'électricité est théorisée comme un élément, une substance, ayant une charge de deux natures possibles: l'électricité positive et l'électricité négative qui s'annulent mutuellement. Ces courants, ces flux, fournissent une force puissante entre la machine de charge électrique et la planète Terre. Il s'agit conceptuellement du « fluide électrique » qui serait en excès ou en défaut dans la matière (la nature excessivement petite d'« atomique » dans sa composition n'est encore pas envisagée au XIX^e siècle^{[L1b 1]}).

La notion de courant électrique est née: l'électricité n'est plus seulement statique.

Dans la période 1780, Henry Cavendish a imaginé cette notion de « charge condensée d'électricité qui est proportionnelle au « degré d'électrification » (différence de « potentiel électrique^{[La 1]} ») » de la bouteille^{[L1b 1]}.

Fin du XVIII^e siècle, on s'interroge beaucoup alors sur le lien entre l'électricité et la vie, on marque de l'intérêt pour les « poissons foudroyants »^[13].

XIX^e siècle[modifier | modifier le code]

Courant électrique dans la société[modifier | modifier le code]

Le constat, dans la période 1820-1825 par André-Marie Ampère lorsqu'il définit la loi du « Bonhomme d'Ampère », que l'aiguille aimantée ne pointe pas vers le fil électrique trouble toute la communauté des savants, qui n'y trouve pas d'explication. Ceci n'est pas cohérent avec la théorie Newtonienne de la Mécanique qui comprend force et direction et vitesse du mobile liés. La « Recherche fondamentale » se déploie pour trouver une explication, c'est le constat qu'il existe une autre « sorte de force »^[14].

En 1831, Michael Faraday aborde la notion de « courbes magnétiques » avec de la limaille de fer jetée sur un papier au-dessus d'un aimant : elles dessinent des « lignes de force », celles du « flux magnétique ». La notion de « champ » pour la science des phénomènes comportant un effet mécanique est née^[15] avec les repères cartésiens.

La mathématique qui doit représenter cela aborde l'« espace vectoriel » de façon topologique avec le nombre complexe. Cet espace deviendra normé en fin de siècle et cet espace reposera encore la notion Leibnizienne de l'infini du siècle précédent.

L'époque du XIX^e siècle est encore celle de la houille en usage industriel intense dans la métallurgie ; ce terme est un mot imagé pour désigner toute forme d'énergie, la distillation du charbon ayant donné au début du siècle le gaz manufacturé. L'énergie est « devenue reine » dans les sociétés développées car elle est nécessaire à leur fonctionnement de « producteurs d'objets » ; l'usage du pétrole démarre au milieu de ce siècle.

Mais naît aussi la houille blanche, pour l'électricité (le flux est considéré par analogie avec le courant puissant de l'eau et de ses chutes canalisées). Au tournant du XIX^e au XX^e siècle, sa production et son usage sont effectifs en Suisse et en Autriche puis en France, par le turbinage électrique. C'est la continuation du modèle des moulins mécaniques à vent et à eau au Moyen Âge, suivie dans les siècles suivants entre autres dans la fabrication « en série » des navires assurant les échanges commerciaux entre pays et continents^{[R 2]}, associée à l'activité des arsenaux navals militaires^[16]. Tout aussi technique à ces époques fut l'activité du sciage de pierre et de bois pour la construction de bâtiments.

L'utilité économique (brevet) des phénomènes que créent le « courant électrique », de concert avec le « champ électrique », le « champ magnétique » et les « ondes », est une motivation de la recherche des lois qui modélisent. Dans cette démarche de progrès le hasard a sa part. C'est une démarche autant pragmatique que scientifique, (par exemple l'électrotechnique^[17] des machines à noyaux plongeurs reprenant le « Système bielle-manivelle » des machines à vapeur existe en même temps que celle des machines rotatives).

Le déterminisme de la physique classique^[18] se met en place pour la pratique avec l'invention des premiers appareils de mesure du « courant électrique ». André-Marie Ampère définit la première unité de mesure du courant électrique, l'intensité d'un courant électrique, aboutissant au premier ampèremètre en 1821, il crée et définit les termes distinctifs « électrostatique » et « électrodynamique », il invente le terme de « tension électrique^{[La 7]} »^{[L1b 1]}.

La curiosité sur les phénomènes dans leur ensemble se poursuit, elle amène à quantifier pour former les caractéristiques : ainsi la vitesse de propagation de l'électricité est l'objet de recherches analytiques^{[L20 1]} essentiellement en Allemagne.

En 1832, Joseph Henry crée l'unité de mesure d'induction électrique qui servira à calculer tout ce qui utilise l'« électromagnétisme »^{[L23 1]}.

L'électricité est un nouveau média technique qui permet la communication à distance dès le milieu du XIX^e siècle en remplacement du télégraphe optique (avec un langage articulé à trois états électriques : rien, créneau bref, créneau long)^{[V 2]}. Elle fait l'objet d'une Convention télégraphique internationale^{[extrait 4]} avec son usage généralisé après la première liaison Baltimore-Washington aux États-Unis (1844)^[19]. La téléphonie se développe^{[L23 2]}, elle permet une télécommunication instantanée installée dans des zones d'habitat dense.

L'électricité « vecteur de message » autrement dit « vecteur de communication » ou encore « vecteur d'information » est né. Il existe en importance applicative avant le « vecteur énergie ».

L'électricité peut devenir à la fin du XIX^e siècle une énergie produisant des mouvements mécaniques à source distante, le hasard de l'installation^{[note 6]} d'un « circuit électrique » entérine le constat de la conversion pratique en énergie cinétique et de la réciprocité.

Cet usage possible s'ajoute à ses utilisations potentielles déjà constatées à partir des effets calorifiques, lumineux et chimiques.

C'est l'aboutissement de l'avancement technique préalable des industries des matériaux conducteurs (théorie de la conductivité depuis 1853) et cela induit le développement des ateliers et usines d'emboutissage et de tréfilage d'alliages de cuivre amagnétiques, ceux d'aciers mécaniquement résistants pour les lignes électriques aériennes et la conversion en chaleur de l'énergie électrique (fils électriques, « résistances électriques »^{[note 7]}).

En même temps s'effectue la croissance de l'industrie des isolants électriques avec le développement des industries du verre, de la porcelaine-céramique, du caoutchouc ou du bois. À ces matériaux déjà en place pour d'autres usages s'ajoutent au début du XX^e siècle la bakélite et les vernis puis les huiles pour la science du bobinage^{[note 8]}. La science mécanique des plaques et coques et profilés métalliques assemblés est mise à profit, l'industrialisation devient possible.

L'électricité peut alors sortir d'une production utile et non expérimentale jusqu'alors essentiellement obtenue par des effets de réactions chimiques, que cela soit pour des communications ou encore à ses débuts la fabrication de la lumière artificielle, etc. Elle entre alors dans la conversion d'énergie physique^{[L37 1]}.

La nature de l'électricité et du magnétisme est hors de portée de la perception sensorielle humaine usuelle, qui ne perçoit en permanence que la gravité, elle se définit par l'usage conventionnel. L'électricité est une nouveauté conceptuelle pour son époque, elle se détache de son aspect d'outil, elle suscite un engouement populaire dans le dernier tiers du XIX^e siècle.

La culture moderne est « aidée » dans sa diffusion par la prospérité des revues, journaux et affiches de communication.

Un vocabulaire sur l'électricité se constitue^{[extrait 5]} avec pour références initiales les machines à frottement qui sont « chargées^{[La 6]} » d'électricité statique, plus la puissance électrique fournie par la chimie avec les électrodes et enfin le magnétisme^[20]. On part sur l'« électricité positive » comme base symbolique du « plus » allant vers le « moins » et faisant se configurer physiquement les « piles » pouvant tenir debout sur leur culot, même si plus tard la particule chargée est censée sortir de ce culot. Ce vocabulaire devient commun et est analogique, le « grésillement »^{[La 8]} par exemple pour l'éclairage à arc du début est un bruit qui se produit entre deux « bornes électriques », et « longueur d'onde » veut dire compréhension humaine^{[La 9]}.

Techniquement se met en place la symbolique représentative de l'électricité et de son usage pour communiquer dans le groupe social ; Les symboles électriques sont unifiés^[21] sur les schémas théoriques ou pratiques et sur dessins de fabrication de machines et de construction de bâtiments réels.

L'électricité est déclinée à cette époque dans les pays comme Les États-Unis, l'Angleterre, la France sous son aspect scientifique dans les feuilletons de journaux, et du théâtre^[22] autant que sous son aspect d'idéal ludique.

Le transport d'électricité change le paysage des pays qui en développent l'usage sur des distances qui peuvent être longues ; notamment si l'énergie vient de l'eau^{[L23 3]}.

Les zones urbaines commencent à se différencier plus fortement encore à la fin du siècle ; l'habitat somptueux nouveau est dans cette pratique fortement ostentatoire^{[extrait 6]} du luxe de l'électricité pratique et confortable^{[extrait 7]}.

Il s'agit tout d'abord des premiers gratte-ciels, qui deviennent un signal dans l'échelle des valeurs modernes^{[R 3]}.

La banlieue industrielle — qui se différencie des faubourgs artisanaux historiques — est une zone qui se définit entre autres par le fait de l'usine utilisant de l'énergie et par ailleurs fabricant son électricité pour la livraison à soi-même. Cet établissement industriel agglomère autour d'elle l'habitat de ses ouvriers, géré par elle ou installée « par la force des choses » sans plan d'urbanisme en « mitage » de la campagne^[23].

La lumière qui « transporte les couleurs » et peut être fabriquée par un corps « chauffé à blanc » est théorisée en 1900 par Max Planck, qui a « le trait de génie »^[24] de définir un coefficient qui exprime le saut d'énergie nécessaire (la discontinuité énergétique) pour passer d'une couleur à une autre^[25]. Au moment où on détermine qu'électricité et lumière sont liées parce que le plus petit élément porteur d'électricité va à la « vitesse de la lumière »^{[L1a 3]} s'ajoute à la fin du siècle l'étude de la radioactivité dans ce qui poursuit la mise en théorie de l'électricité selon la dualité onde-corpuscule.

Conduction électrique[modifier | modifier le code]

En 1827 Georg Ohm publie^{[L23 4]} et énonce la loi des courants électriques en circuit sans composant électromagnétique, la loi d'Ohm. Elle deviendra après le XIX^e siècle la loi fondamentale des circuits par l'extension de son concept philosophique appartenant à « l'école du contactisme^[26] », autant que par sa conception physique de système en équilibre, conception modélisée par la mathématique de la géométrie. Une des ébauches de la systémique.

En 1841, James Prescott Joule constate la création de chaleur par le « passage » de courant électrique, création identique à une transmission par moyens mécaniques de l'énergie^[27].

En 1848, Gustav Kirchhoff met au point la loi des mailles et des nœuds en électrocinétique^[28]. En 1857, il invente l' « équation des télégraphistes^[29] » par l'étude de la propagation de signaux électriques le long d'un fil télégraphique.

En 1874, Friedrich Kohlrausch établit la loi sur la conductivité des électrolytes^[30]. En 1875, Gabriel Lippmann fabrique un électromètre avec ce qui sera nommé l'électromouillage. En 1887, Svante August Arrhenius élabore la théorie des couples acide-base de la dissociation ionique^[30]. En 1889, Walther Nernst formule la dynamique électrochimique^[30].

Pour finir, en 1880, après les forts progrès industriels de l'application de l'électricité, apparaissent les équations des télégraphistes pour les circuits non purement ohmiques.

La théorie de l'ionisation se met en place à partir du milieu du siècle. Elle définit « l'école du chimisme^[26] », elle représente une pensée^{[La 10]} qui structure de façon transversale la société moderne composant entre le biologique vivant comprenant la « force vitale » et le physique inerte ou dynamique.

Cet ensemble de notions utilise toujours la théorie mécaniste Newtonienne de l'attraction particulaire qui lie celles-ci par le mouvement, tout en donnant à leur ensemble, la structure composée, une forme globale (un volume) et une masse^{[extrait 8]} en y ajoutant l'attraction par le champ électrique.

Le comportement physique et chimique des atomes connus est établi dans la table des éléments de Dmitri Mendeleïev en 1869, sa configuration permet de prédire les propriétés des éléments inconnus qui vont le compléter.

La chimie physique est mise en place. L'isolation de circuits électriques a d'abord été un constat de propriétés de matériaux solides dans un environnement à la fin du XIX^e siècle : les télécommunications ont fait leurs essais avec l'emploi des matières rigides traditionnelles (verre, porcelaine, mica, bois) et ont essayé des matières souples de textile et de papier imprégnés avec des goudrons, des gommes et résines avec des résultats variables.

La planète Terre est connue depuis l'invention de l'électricité statique et la Bouteille de Leyde pour être un élément conducteur. La conduction depuis le générateur avec un seul fil jusqu'à l'utilisateur et le retour par la terre a existé dans des projets mis en place comme ceux de clôtures électriques pour le bétail, mais aussi dans ceux de réseaux de distribution ruraux économiques d'énergie électrique (qui seront effectifs dans le monde au XX^e siècle^{[note 9]}).

Développements de l'électromagnétisme[modifier | modifier le code]

En 1820, Hans Christian Ørsted formalise la relation entre électricité et magnétisme^{[V 3]}. À la suite de Ørsted, Jean-Baptiste Biot (un disciple de Pierre-Simon de Laplace qui a travaillé sur les forces d'attraction) et Félix Savart formalisent la loi d'attraction électromagnétique^{[L1b 1]}.

En septembre 1820 André-Marie Ampère constate lui aussi que le fil électrique, non seulement dévie l'aiguille aimantée mais aussi l'attire, il en déduit après étude des lois qui font encore foi actuellement. Il fabrique avec François Arago le premier électroaimant^{[L1b 1]}, y adjoint techniquement pour la première fois un « noyau » de fer.

En 1831, Michael Faraday (1791-1867) découvre l'induction électromagnétique : la création d'un courant dans un conducteur à partir d'un champ magnétique mobile.

En 1832, Hippolyte Pixii, constructeur d'instruments de physique à Paris, réalise la première machine électrique à induction comprenant un aimant tournant en face des pôles d'un électroaimant fixe. C'est un générateur de courant alternatif qui permet d'obtenir du courant continu grâce au commutateur imaginé par Clarke^[31] (deux demi-bagues fixées à l'axe permettant l'inversion de la polarité). C'est déjà l'amorce d'un collecteur à lames. Joseph Henry observe l'étincelle se produisant à l'ouverture d'un circuit électrique et nomme ce phénomène « extra-courant de rupture ». C'est la découverte de l'auto-induction.

En 1833, Heinrich Lenz (1804-1865), physicien russe d'origine allemande, établit la loi qui donne le sens du courant induit.

En 1840, Gustav Kirchhoff définit le « potentiel électrique^{[La 1]} »^[32].

Vers 1850 émergent les travaux sur le courant électrique obtenu par le condensateur relié au générateur électrostatique.

En 1865, James Clerk Maxwell publie son traité d'électricité et de magnétisme, véritable fondement de l'électromagnétisme moderne^{[L26 1]}. Les fameuses « équations de Maxwell » sont établies dans le domaine de la « philosophie naturelle » , le domaine qui deviendra la « science » au tournant du siècle^{[extrait 9]} (en se séparant de la « religion naturelle » qui fut celle de Newton^[33]).

En 1885, Galileo Ferraris, ingénieur italien, introduit le principe du « champ tournant » dans la construction des moteurs électriques.

En 1888, Heinrich Rudolf Hertz valide par la pratique^{[La 1]}, par la création d'ondes de 60 cm de longueur et leur réception, la théorie de Maxwell des ondes électromagnétiques jusque-là non certifiée^[26].

En 1897, Joseph John Thomson (prix Nobel) démontre l'existence et le rôle de l’électron dans le système particulaire des rayons cathodiques.

• 
  André-Marie Ampère.
• 
  Michael Faraday.
• 
  James Clerk Maxwell.
• 
  Joseph John Thomson.

Premières machines électromagnétiques à but mécanique[modifier | modifier le code]

En 1816, Francis Ronalds teste un dispositif permettant de transmettre des messages le long d'un fil. Son invention ne convainc pas les militaires de l'Amirauté de l'Angleterre sur le moment.

Peter Barlow construit en 1822, la continuation de ce qui peut être considéré comme le premier moteur électrique de l'histoire par Michael Faraday en 1821^{[V 1]} : le fil métallique suspendu qui tourne autour de l'aimant plongé dans le mercure relié à la pile de Volta^{[V 1]}. La « roue de Barlow » est un simple disque métallique découpé en étoile et dont les extrémités plongent dans un godet contenant du mercure qui assure l'arrivée du courant^[34]. Cette sorte de machine à disque a été utilisée par Faraday dans le cycle énergie mécanique - énergie électrique à fluide électrique détecté à la fois comme générateur et comme moteur^{[V 1]}. Faraday en a démontré la réversibilité^{[V 1]}.

En 1834, le professeur russe Moritz von Jacobi construit un moteur d'une puissance d'un cheval-vapeur qui propulsera un bateau à roue à aubes sur la Neva, à Saint-Pétersbourg. L'inducteur et l'induit sont des électroaimants en « fer à cheval » portés par une couronne mobile et une couronne fixe en regard l'une de l'autre. Le commutateur appelé « gyrotrope » inverse aux positions convenables l'excitation des électro-aimants mobiles. Mais ce moteur est encombrant et, finalement, c'est l'américain Thomas Davenport qui sera le véritable inventeur de ce genre de machine. On doit à von Jacobi la notion de « force contre-électromotrice ».

Charles Grafton Page expérimente un autotransformateur en 1835. La même année, Thomas Davenport, forgeron à Brandon dans le Vermont aux États-Unis, construit un des premiers véhicules électriques. Le moteur électrique était vraisemblablement un moteur du genre « piston simple effet de locomotive ».

Nicholas Joseph Callan réalise en 1837 le premier transformateur électrique composé d'un primaire et d'un secondaire.

En 1838, le premier télégraphe électrique fonctionnel est construit par Charles Wheatstone entre Londres et Birmingham.

Charles Grafton Page construit en 1838 une bobine d'induction qui peut être considérée comme l'ancêtre de la bobine de Ruhmkorff. Construction d’un moteur électrique semblable au piston simple effet des machines à vapeur, la vapeur étant remplacée par deux électroaimants en U.

En 1840 le moteur électrique de Jean-Gustave Bourbouze est fabriqué. Les pistons d'une machine à vapeur sont remplacés par des électroaimants excités alternativement grâce à des contacts commandés par un tiroir « distributeur ».

Gustave Froment construit la première machine à réluctance variable en 1845. Il s'agit d'un moteur rotatif comportant une couronne d'électro-aimants fixes qui attirent des barres de fer portées par une roue.

Entre 1854 où Charles Bourseul publia un article dans L'Illustration du 26 août 1854, sous le titre « Transmission électrique de la parole » et le dépôt de brevet contesté d'Alexander Graham Bell en 1876, les recherches sur le futur téléphone occupent quelques scientifiques et inventeurs dans le monde.

Heinrich Ruhmkorff met au point en 1856 la bobine qui porte son nom en se basant sur les travaux de ses prédécesseurs et en fait un instrument scientifique performant qu'il commercialise.

Antonio Pacinotti met au point une machine électrique constituée d'un anneau d'acier entouré d'un fil de cuivre, « l'anneau de Pacinotti ». C'est la base de la dynamo et du moteur électrique ultérieurs. Il publie sur ce sujet en 1865^[35]. Cette invention préfigure l'induit des machines électriques dont il envisage l'utilisation aussi bien en génératrices qu'en moteurs. N'ayant pu dépasser le stade expérimental, ses réalisations restent sans suite.

Henry Wilde (en) réalise en 1868 une génératrice dynamo. Il remplace, à la suite des travaux de Werner von Siemens, par un électro-aimant alimenté par une machine auxiliaire^{[réf. souhaitée]} l'aimant permanent de la génératrice magnéto-électrique.

En 1869, l'inventeur belge Zénobe Gramme, né à Jehay-Bodegnée (province de Liège), rend possible la réalisation des génératrices à courant continu en imaginant le collecteur. Il améliore les premières versions archaïques d'alternateurs (1867) et devient célèbre en retrouvant le principe de l'induit en anneau de Pacinotti. En 1871, il présente à l'Académie des sciences de Paris la première génératrice industrielle de courant continu, qu'on appelle « machine de Gramme ». Il crée la base de la production industrielle et individuelle d’électricité.

Diffusion de l'utilisation de l'électricité[modifier | modifier le code]

Après l'invention par Alessandro Volta de la première source de courant continu par la pile électrique en 1799, la première électrolyse de l'eau est réalisée en 1800^[30]. Dans l'esprit de l'époque, on mène tout au long du siècle des expérimentations sans a priori. Cette recherche se passe dans les laboratoires et sur les lieux de la vie pratique, comme solution à des problèmes variés^{[note 10]}.

Dans ce qui va être l'électrochimie, les gaz dégagés par les processus peuvent être nocifs ou explosifs : ce sera une constante préoccupation de chaque développement jusqu'à la période contemporaine. Les générateurs électrochimiques produisent une électricité utilisable de tension et d'intensité^{[La 7]} augmentées par l'évolution de leur formulation par des métaux et électrolytes différents. Cette réponse aux besoins d'énergie électrique est évolutive dans le temps^{[L38 1]}.

En 1802, William Cruikshank conçoit la première batterie électrique cuivre/zinc à bacs de saumure ou d'acide et la commercialise.

Peu après est découvert expérimentalement^{[L23 5]} le principe de la galvanoplastie : pendant une électrolyse une quantité de métal dissout produit une quantité d'oxygène qui dépend de la distance entre les électrodes. La technique est mise en place dans les années 1830 avec pour source d'énergie toujours des générateurs électrochimiques d'électricité, elle devient outil de production industrielle avec les machines électromagnétiques en milieu de siècle.

Des métaux alcalins le sodium le potassium à assez forte utilité économique dans la société industrielle (et d'autres métaux moins « utiles » comme le calcium ou des métaux d'emploi plus rare) sont isolés à partir de leurs composés courants dans la première décennie du siècle^[30].

Le métal platine est affiné par l'électrochimie en début de siècle comme les autres métaux précieux.

Le chromage galvanoplastique anti corrosion est une technique industrielle^[36] mise au point après les travaux expérimentaux de Robert Wilhelm Bunsen en 1854.

La production massive de l'aluminium avec l'électricité (10 volts, 4 000 ampères pour le premier four en 1887) est développée par l'industriel Émile Guimet à l'usine Pechiney^[37],[38] dès la fin du XIX^e siècle^[39].

La « chimie minérale » des nouvelles molécules extraites et découvertes par l'électrolyse avec l'électricité donne une production industrielle qui s'étend^[40] : cela fournit une base de produits à usage industriel, agricole, ménager et pour le domaine de la santé qui se banalise. (Par exemple des désinfectants : l' « eau de Javel » typique est formée du dichlore et de soude).

La science chimique est proprement assistée pour la conduite de ses expériences par des appareils utilisant de l'électricité : en 1897, on met au point « l'électrode à hydrogène » qui permet de faire les premières mesures de pH^[30].

Comme alternative à la pile, le premier générateur, efficace mais qui s'« use » irrémédiablement^{[L15 2]}, Gaston Planté invente en 1859 l'accumulateur électrique ou « pile réversible » accumulatrice d'électricité, qui permet aussi de déporter le temps et le lieu d'usage de l'énergie électrique de celui de la production d'électricité. Les premières machines tournantes génératrices sont de faible puissance électrique.

Avec la formulation de la présence de l'électricité par la chimie, le premier télégraphe utilise un montage électrique multicâble avec électrolyse au poste final récepteur. On observe la production des bulles de gaz dans un électrolyte pour recueillir le signal. Les générateurs électrochimiques sont utilisés pour le télégraphe jusqu'à la fin du siècle.

En dernier tiers du XIX^e siècle, aux câbles du téléphone et du télégraphe entre les bâtiments où les générateurs électromagnétiques sont disséminés, s'ajoutent ceux de l'éclairage. Vers 1876, l'électricité est utilisée de façon intense dans les rues des trois « capitales de la lumière » : Londres, New York, Paris^{[V 1]}.

L'éclairage est réalisé à partir de l'invention^{[V 1]} de la lampe à arc en 1810 par Humphry Davy. (Ce chimiste anglais travaille dès 1807 avec des piles de Volta mises en série pour obtenir une décharge continue puissante^{[L15 3]} de plusieurs minutes. Et l'arc provoque une incandescence avec combustion lente ponctuelle des électrodes^[41])^{[L1b 1]}.

L'alimentation des lampes en énergie électrique est effectuée par des câbles aériens^{[V 1]} entre les bâtiments où les générateurs électromagnétiques sont disséminés.

En 1878, Thomas Alva Edison, inventeur américain, fonde l'Edison Electric Light Co. à New York. L'année suivante, en 1879, il présente la première lampe électrique à incandescence (avec filaments de carbone) développée avec l'anglais Joseph Swan et qui reste allumée 45 heures. Elle est d'un usage possible dans les intérieurs, alors que la lumière électrique avec les lampes à arc était trop puissante^{[V 1]}.

Le but d'Edison est de rendre l'espace urbain "confortable" en enterrant le réseau électrique depuis la centrale électrique.

La même année 1878, en Suisse, une centrale hydraulique de 7 kW est construite à Saint-Moritz.

Dans les années 1880, Aristide Bergès, un industriel papetier turbinant l'eau pour ses moulins à papier, promeut le concept de houille Blanche^[42].

En 1881, la France organise, entre le 1^er août et le 15 novembre, une Exposition internationale d'Électricité^[43] qui consacre la naissance de l'électrotechnique, soulignée par un « Congrès international des électriciens » qui siège à Paris du 15 septembre au 19 octobre. La grande nouveauté est l'emploi industriel de la dynamo Gramme.

Fin août 1883, Marcel Deprez réalise une autre expérience de transport d'électricité entre Vizille et Grenoble sur une distance de 14 km en courant continu, pour éclairer avec 108 lampes Edison la halle du centre-ville de Grenoble^[44]. La même année, Lucien Gaulard, chimiste de formation, présente à la Société française des électriciens un « générateur secondaire », dénommé depuis transformateur^[45]. Devant le scepticisme de ses compatriotes, il s'adresse à l'Anglais John Dixon Gibbs et démontre à Londres le bien-fondé de son invention.

En septembre 1884, Lucien Gaulard et John Dixon Gibb se positionnent pour obtenir un prix lors de l'exposition de Turin et contrecarrer les opposants au transport du courant alternatif. Ils mettent en service une liaison bouclée de démonstration alimentée par du courant alternatif de 133 Hz sous 2 000 volts et faisant l'aller-retour de Turin à Lanzo (80 km).

On finit alors par admettre l'intérêt du transformateur, qui permet d'élever la tension délivrée par un alternateur et facilite ainsi le transport de l'énergie électrique par des lignes à haute tension.

Après le prototype de 1884 — qui comportait un circuit magnétique ouvert, d'où un bien médiocre rendement —, le transformateur de Gaulard de 1886 est proche des transformateurs actuels, son circuit magnétique fermé est constitué d'une multitude de fils de fer annonçant le circuit à tôles feuilletées.

Ainsi, en 1885, les Hongrois Károly Zipernowsky, Miksa Déri et Ottó Titus Bláthy mettent au point un transformateur avec un noyau annulaire commercialisé dans le monde entier par les Compagnies Ganz à Budapest. Aux États-Unis d'Amérique, William Stanley développe aussi des transformateurs. La même année, Galileo Ferraris, ingénieur, introduit le principe du champ tournant dans la construction des moteurs électriques.

La première ligne à haute tension est réalisée par les Constructions mécaniques Oerlikon pour le Salon international de l'électricité de 1891, à Francfort. Les études qui ont présidé à la réalisation de cette ligne donnent provisoirement l'avantage au courant alternatif, mais la polémique se poursuit pendant toute la décennie suivante avec la guerre des courants.

Électricité et santé[modifier | modifier le code]

Dans le même esprit que celui du magnétisme animal, dans le début du XIX^e siècle la magie de l' « électricité animale » se poursuit, par exemple à travers l'idée dans le galvanisme que l'électricité en quantité suffisante introduite dans le cerveau peut ramener à la vie.

La parapsychologie comporte l'Aura qui a fait un moment l'association entre cette sorte de luminosité et l'électricité, comme pour la « béatification électrique » précédente.

Les procédures électriques à visée thérapeutique sont introduites pour la première fois en médecine moderne par Christian Bischof (de) médecin allemand^[46]. Il les utilise chez l'homme dans le traitement de certaines maladies neurologiques. Il s’agissait de délivrer des décharges électriques au patient pour une valeur thérapeutique supposée. Ce fut très populaire dans le siècle et a été réclamé dans une grande variété de maladies, y compris la névralgie du trijumeau, l'asphyxie, la sciatique, les maux de dents, les rhumatismes et les tics douloureux dans le visage.

En 1855, Guillaume Duchenne constate la supériorité du courant alternatif, qui provoque une série de contractions musculaires à la place du courant continu qui n'en provoque qu'une seule.

Les différentes techniques d'utilisation de l'électricité médicale se perfectionnent et se développent en Allemagne à la fin du XIX^e siècle avec Wilhelm Erb qui en 1882 est l'auteur d'un important manuel (Handbuch der Elektrotherapie).

L'Hygiénisme apparaît comme un des mouvements qui porte le progrès pratique grâce à l'électricité après que cette « substance » ait été une curiosité des expositions universelles^[47].

La première cautérisation avec l'effet Joule donné par l'électricité est réalisée^[48].

Le tournant du siècle est marqué par l'invention de la radiographie en 1895.

Communications : des télégraphes, des téléphones[modifier | modifier le code]

Au cours du XIX^e siècle le télégraphe est installé entre les continents pour une communication écrite.

La communication orale est ensuite permise par le téléphone fonctionnel : le courant modulé en amplitude par les microphones à membrane et un système de stylet de carbone ou des granulés de carbone est dirigé dans des écouteurs à bobine électromagnétiques^[50].

Le téléphone utilise des câbles du télégraphe au début de son histoire^[50]. Sa portée est moindre que celle du télégraphe^{[L23 2]}, il reste d'abord à l'échelle urbaine, mais son usage pratique est aussi fait pour son utilité d'échange verbal au présent dans des établissements industriels et autres. L'importance de son usage et la constitution de son réseau dépend de l'intérêt que l'on porte à ce moyen dans le pays.

Le 15 mars 1888, Heinrich Rudolf Hertz, à l'Université supérieure des techniques de la cité rhénane de Karlsruhe, fait jaillir un arc électrique entre deux sphères de laiton, simultanément à quelques mètres un arc électrique prend naissance dans la coupure d'une spire métallique. Les oscillations du rayonnement électromagnétique sont induites à distance : les « ondes hertziennes » sont officiellement découvertes. Elles inspireront nombre d'inventeurs et de chercheurs sur les voies de la télégraphie sans fil (TSF), la radioélectricité, base de la majorité des systèmes de communication modernes : dès 1887, le Britannique D. Hughes utilise un éclateur pour produire un signal radio d'une portée de 500 m. Enfin, en 1895, Alexandre Popov réalise en laboratoire la première transmission de signaux Morse par voie hertzienne^[51].

Transports : des véhicules électriques[modifier | modifier le code]

À la fin du XIX^e siècle, après l'invention du moteur électrique et les problèmes de la distribution de l'électricité à la suite de sa production réglés, les inventeurs et les investisseurs n'ont que l’embarras du choix. Les premières batteries d'accumulateurs au plomb élargiront encore les possibilités des véhicules autonomes et donneront provisoirement une longueur d'avance aux automobiles électriques sur les autres automobiles équipées de moteur à essence ou de moteur à vapeur.

• 1837 : premier train électrique à Aberdeen construit par Robert Davidson^[52].
• Après 1880, premières voitures électriques, en 1884^[53].
• 1888 : première installation de transport par funiculaire à câble avec moteur électrique dans les Alpes^[54] (suisse).
• 1888 : premiers sous-marins électriques civils (et premier sous-marin militaire espagnol).
• 1890 : première locomotive électrique de métro à Londres (anglaise).
• Période 1890 métros électriques dans les capitales et tramways dans les villes importantes.
• 1893 : premier trottoir électrique (américain) pour la Columbian World's Fair à Chicago^[55].
• 1894 : électrification des tramways zurichois (suisses).
• 1899 : premier chemin de fer européen (suisse) entièrement électrifié des Chemins de fer Berthoud-Thoune (40 km ; 750 V ; 40 Hz).
• 1900 : premier trottoir électrique opérationnel (français) pour l'Exposition universelle de Paris ayant transporté 70 000 personnes par jour^[56].
• Période 1900, une voiture sur trois est électrique, dont les taxis^[53].

• 
  Première motrice électrique de tramway 1881.
• 
  Camion électrique pour le ramassage d'ordure à Nancy entre 1890 et 1920.
• 
  Record de vitesse par une automobile électrique, La Jamais contente 100 km/h pour 900 kg de batterie d'accumulateurs, 1899.

Production et distribution : le temps des ingénieurs[modifier | modifier le code]

Les travaux d'un grand nombre de scientifiques et d'industriels entre 1860 et 1890 conduisirent à l'apparition de machines capables de produire de l'énergie électrique en grande quantité, ainsi qu'à la possibilité de la transporter sur de longues distances, fournissant ainsi cette énergie à d'autres machines ou moteurs et diverses nouvelles inventions consommatrices d'électricité.

Les conflits internationaux de cette époque expliquent, en partie, pourquoi il est difficile d'attribuer à telle ou telle personne la paternité d'une invention : des scientifiques comme Nikola Tesla ou Lucien Gaulard ^{[note 11]} dont on est sûr qu'ils ont inventé respectivement les machines à courant alternatif et le transformateur (éléments essentiels de la production et du transport électrique) sont morts dans la misère, dépossédés de leurs brevets par d'autres ingénieurs bien meilleurs financiers.

On peut considérer que l'invention de la machine à courant continu, brevetée par le Belge Zénobe Gramme doit beaucoup aux travaux de l'italien Antonio Pacinotti et de l'Allemand Ernst Werner von Siemens. Améliorée et commercialisée aux États-Unis par Thomas Edison, son emploi fut promu en Europe par de nombreux ingénieurs (dont Marcel Deprez) et des financiers qui y avaient intérêt, ce lobby puissant fit son possible pour imposer le courant continu, malgré les nombreux incendies dus aux fortes surintensités en ligne^[57]. En 1886, la « ville lumière Bourganeuf » dans la Creuse est la première en France, voire en Europe, à inaugurer un éclairage électrique de l'ensemble des rues de la petite localité avec un site de production d'électricité continue éloigné des lieux de consommation grâce à Marcel Desprez.

Thomas Edison par exemple, déconseillait formellement l'usage en ville du courant alternatif en raison d'un « risque d'électrocution par induction » pour les utilisateurs du téléphone. Dans le cadre de la « guerre des courants »^[57], c'est la société Edison qui met au point la première chaise électrique^[58] qui va exécuter le condamné à mort William Kemmler le 6 août 1890.

En face d'eux sont les tenants de la production et du transport de l'électricité en courant alternatif. C'est Lucien Gaulard et John Dixon Gibbs qui, en 1883, réussissent les premiers à transporter de l'énergie électrique sur une distance de 40 km grâce à un courant alternatif généré sous une tension de 2 000 volts. Le transformateur inventé par Lucien Gaulard permet d'augmenter fortement la tension au lieu de l'intensité du courant et donc de diminuer énormément les pertes par effet Joule lors du transport sur de grandes distances. En 1889 est mise en service la première ligne de transport en courant alternatif aux États-Unis : Oregon city - Portland. D'une longueur de 21 km, elle est alimentée sous 4 000 volts.

En 1887, Nikola Tesla fonde une société pour la construction d'alternateurs. Grâce à ses travaux, le courant alternatif va « gagner la bataille » du transport à distance donc établir le fait économique que la fabrication-vente d'électricité est dissociée de la constitution des agglomérations plutôt que rester dans le système obligé de la proximité de la fabrication et de l'utilisation. Tesla préconise d'abord l'utilisation des courants polyphasés en 1882 et réussit à créer un champ magnétique tournant qui permet d'entraîner en rotation une armature mobile tournante. Il imagine en 1890 le premier montage produisant un courant à haute fréquence, le montage Tesla, fameux dans le domaine de la radioélectricité. On a, par reconnaissance, donné son nom à l'unité d'induction magnétique dans le Système international d'unités, le tesla (symbole T).

Après avoir obtenu en 1887 le brevet d'un transformateur pour la Westinghouse Electric Corporation fondée en 1886, l'inventeur et industriel américain George Westinghouse réalise à Buffalo un premier réseau à courant alternatif pour l'éclairage électrique à arc. Aux États-Unis, il obtient face à Edison le contrat d’installation de toute l’infrastructure électrique.

Constituant une bonne partie de la deuxième révolution industrielle, ces développements industriels permettent de distribuer l'énergie sur tout le territoire des pays, dans le monde entier, et imposent le courant alternatif pour la distribution de l'électricité.

L'examen de l'état de l'art^[59] en fin de siècle montre la très grande créativité de cette époque concernant les usages de l'électricité, avec nombre d'applications aujourd'hui disparues comme :

• légère électrolyse du contenu des cuvettes de chasse d'eau pour donner à l'eau des propriétés désinfectantes ;
• vêtements électriques ;
• allume-bougies électrique ;
• « théâtrophone » dans les rues.

Électricité devient marchandise[modifier | modifier le code]

L'électricité ne peut en fait être vendue que si elle est comptée. Après l'accord en 1881 sur les unités standards de l'électricité à l'Exposition internationale d'Électricité, en 1888 apparaît le premier compteur électromagnétique. Avant cette date, le circuit électrique pour les premières fournitures comporte un compteur à électrolyse en bout de ligne dont on fait la pesée de la cathode fondue^[60].

L'électricité fait sa place dans la société marchande. Le symbole commercial est l'éclair.

Historique du début du temps des ingénieurs[modifier | modifier le code]

En 1877, le téléphone est exploité commercialement aux États-Unis, et en France dès 1879.

En 1877, le rhéostat est un engin exploité pour moduler la puissance des machines^{[La 11]}. Les alliages métalliques, dont le fameux maillechort utilisé pour fabriquer des pièces mécaniques, servent de fil de résistance^{[La 11]} avec dispersion d'énergie calorifique^{[La 12]}. La notion de « résistance morte » (résistance pure) apparaît : un composant actif qui n'a pas de caractère électromagnétique dans le circuit.

En 1889, Mikhaïl Dolivo-Dobrovolski, électricien russe, invente le premier moteur asynchrone à courant triphasé à cage d'écureuil (construit industriellement à partir de 1891^[61]). Son concept doit aux travaux de Tesla, Ferraris et Doliwo-Doborwolski.

En 1891 en Allemagne, a lieu la première installation de transmission de courant triphasé (15 kV, 40 Hz) entre une centrale hydraulique située à Lauffen-sur-le-Neckar et Francfort sur une distance de 175 km (pertes de transport de 25 %).

Début de l'infrastructure de distribution de l'énergie électrique[modifier | modifier le code]

L'énergie électrique utilisable à distance implique un approvisionnement, envisageable depuis l'exposition de Vienne en 1873. La science de la construction calculée^[62] et la maîtrise des matériaux permet la production d'une infrastructure aérienne de transport d'électricité passant sur le domaine privé. Les contraintes sont moindres que celles de l'implantation effectuée dans la même période des routes et voies ferrées (avec expropriation complète).

Les besoins des industriels ou des municipalités des premiers temps se distinguent des besoins pour les commerces (gros consommateurs de l'époque). Et la pratique dans l'habitat plus celle de l'activité dans les bureaux fera se manifester aussi ensuite un fort intérêt pour cette ressource ; une énergie que l'on appellera plus tard pour ces besoins l'électricité domestique (une énergie elle aussi « domestiquée », un facteur d'agrément^{[extrait 7],[L40 1]}).

L'ensemble des consommations pour le télégraphe et le téléphone installés dans la deuxième moitié du siècle dépasse celle des autres besoins émergents en fin de siècle, car pour cette électricité dite « courant faible », les réseaux aériens s'appuient sur la mise en place de voies ferrées qui sont des domaines privés dans une structure planifiée par chaque état. Globalement, les problèmes rencontrés par la mise à distance des courants faibles^{[extrait 4]} ne sont pas du même ordre que ceux de la distribution d'énergie, détérioration du signal dans un cas et perte d'énergie dans l'autre. La production en masse de toute cette énergie distribuée se distinguera de la production électrique à usage privé faite de façon autonome. L'électricité est envisagée comme force motrice après 1881^[47].

Les premières usines fabriquant de l'électricité et la vendant comme aussi pour les réseaux d'eau ou de gaz, associent la localisation à leur marché par nature^{[L38 1]} sur une zone (en monopole géographique-oligopole). L'étape de la mécanisation dans la société^{[La 13]} se poursuivant, les sources seront les énergies converties depuis le charbon et l'eau essentiellement. Le marché de l'électricité apparaît en même temps que celui du gaz issu du bois ou de la houille qui couvre les mêmes besoins, les besoins énergétiques pour l'éclairage et la force (de mise en mouvement) sont substituables. Et les techniques gaz-électricité ne sont pas immanquablement successives. Marginalement, en usage pour la vente ou en utilisation en privé, l'énergie du vent sera utilisée^{[L23 6]}.

Les caractéristiques du courant énergie formulent dès cette époque la tarification de vente d'électricité fournie en même temps que les sujétions techniques des bâtiments. Le respect de contrat passé est d'abord une affaire touchant les intérêts particuliers.

Et les états selon leur politique propre habituelle seront sous l'influence des trusts et lobbies, le droit de « concession » diffère selon les institutions. Dans l'ensemble des pays occidentaux l'industrie électrique n'a pas à l'époque d'opposition reconnue à son développement. En Allemagne, il existe une volonté étatique remarquable de mettre en place l'industrie électrique, une des composantes économiques cohérente avec la volonté de puissance hégémonique de l'Empire qui poursuit sa constitution d'entité nationale^{[V 4]}.

XX^e siècle[modifier | modifier le code]

Progrès moderne[modifier | modifier le code]

Comme au siècle précédent, l'utilité économique soutenue par le côté brevetable des phénomènes « courant électrique », « champ électrique », « champ magnétique » et « ondes » est la motivation de la recherche des lois qui modélisent l'électricité au XX^e siècle.

Les prix Nobel décernés en physique concernent en 1901 les rayons X, en 1902 les radiations, en 1903 la radioactivité, en 1905 les rayons, en 1906 l'électricité avec l'effet Thomson, en 1921 la photoélectricité avec Einstein^{[L1d 1]}. Les laboratoires de recherche commencent à exister avec leur importance dans la société marchande, « Les groupes d'intérêts économiques exercent une influence de plus en plus décisive en politique^[63] ». La politique est centralisatrice en Europe et Asie depuis le siècle précédent avec la constitution-consolidation des Empires à volonté coloniale^{[L6 1]}.

C'est toujours une démarche autant pragmatique que scientifique de progrès, où le hasard a sa part cette fois en tant que pari sur la statistique (définie depuis le XVII^e siècle). La science est appliquée mais « Sans garantie d'un gouvernement » en mention explicite en Europe mais de façon implicite ailleurs.

La nature de ce qu'on appelle la « force » constatée aux siècles précédents sur les voiles des bateaux qui se déplacent et des moulins qui ne se déplacent pas mais tirent de l'énergie est devenue habituelle pour les hommes : on trouve le navire ou bien l'édifice avec une « sorte d'aile d'oiseau », les ailes sur les bâtiments puis les ailettes des hélices, des turbines. Ce n'est plus une vision philosophique cette façon de percevoir les choses mais une vue du monde quotidien avec des installations et dispositifs qui sont là... Ce n'est plus une reprise du problème d'Icare dans le mythe fondateur de philosophie qui est de se déplacer hors de son espace et de ses limites en dépensant sa propre énergie ; dès le début du siècle on imagine les voyages sur la Lune. Ce qu'est la puissance et l'énergie prend une place considérable dans les acquis d'à peu près toutes les sciences.

Comme forme d'énergie, l'électricité devient ^{[L7 1]}« nécessaire et indispensable ». La conscience a été présente dans les esprits industrieux de la période des années 1930, pendant le développement de l'électricité industrielle, de ce que globalement « l'électricité en tant que telle ne se stocke pas »^[64] ; elle avait été essentiellement électrochimique^{[L38 1]} dans la phase économique initiale du XIX^e siècle et avait montré la limite du système.

Dès le début de ces sociétés « modernes » du « métal - béton - plastique - électricité » où la science prend son sens « moderne », quel que soit le système de gouvernement et d'enseignement des pays développés, on se munit d'objets « modernes » : la télévision après le téléphone, etc.^{[L7 2]}. L'électricité fait alors partie des ressources disponibles de l'habitat humain dans tous les pays du monde^{[note 4]} avec l'univers de la « fée électricité »^{[65],[66],[67]}, mais surtout de manière plus ou moins affirmée en dehors des pays de conception de la science électrique. Son application industrielle produit un effet de masse. Sa disponibilité présente un intérêt général et en fait un service considéré comme d'importance dans les pays les plus avancés techniquement, importance de sa distribution allant jusqu'au service public, dans les pays à économie capitaliste.

Des organismes publics apparaissent au cours du siècle pour cette marchandise. Elle est soumise à des taxes dans chaque système organisé, une structuration apparaissant en fait durablement, constituée au milieu du siècle dans l'ensemble des pays industriels occidentaux à la suite des guerres et effondrements économiques, et ajustable selon les effets. Et la technicité localisée de la science électrique passe de celle du génie mécanique et électrique du temps des ingénieurs^[68] à celui de la Recherche et développement puis de l'Ingénierie.

Ceci provoque socialement des approches diverses dans la période de la deuxième moitié du XX^e siècle ; le « sentiment positif » venant de la puissance domestiquée produit cependant aussi un « imaginaire négatif »^{[L40 2]}, qui change d'échelle : elle passe des difficultés économiques à l'irrémédiable écologique, c'est-à-dire plus qu'un facteur de désagrément.

Au niveau de la connaissance élémentaire fondamentale, dans le siècle, l'électricité est là sous son aspect particulaire pour l'énergie, sous sa forme ondulatoire (modulée fréquentielle) pour la communication sur des supports faits avec du "plein" terrestre et du "vide" spatial. Cette connaissance élémentaire apporte une philosophie qui raisonne^{[L5 1]} sur les limites de la connaissance de la réalité apportée par la science^{[L5 2]} et le flux de questions nouvelles^[69] que cette science apporte.

Sur le fond, la tendance historique, depuis le XVII^e siècle avec des acteurs comme Leibniz, est de fournir pour la Science une théorie unique fournissant la synthèse de tout phénomène observable^{[extrait 9]}. Par le fait historique, la mise en théorie du monde évolue et se fait en théories spécialisées : celles de la recherche appliquée qui ne conçoit plus comme dans la science depuis l'époque des lumières la détermination des objets et choses du monde vu au quotidien comme un système de composition pyramidal des éléments depuis le bas (l'électron indivisible) qui pointe sur un « tout » — celui des arrangements possibles — situé en haut, ou bien qui, selon la religion, part d'un « tout » (divin) allant vers le bas^{[70][réf. non conforme]}. Mais depuis Charles Darwin, cette mise en théorie devient relative au regard porté sur les choses communes qui nous entourent^[71],[72]. Cela permet entre autres de poser en début de siècle le paradigme de ce qu'une équation de physique et mathématique est vraie quelle que soit l'époque^[73].

Par le fait pratique, la théorie électrique-électronique ondulatoire/particulaire de la matière a été constatée avec les « rayons "X" » à la fin du XIX^e siècle. Puis elle a été expérimentée dès le début du siècle : en Angleterre par la lumière de diode, en France avec le rayonnement de matières minérales avec son traçage sur de la matière "photographique" ; la lumière a conservé - sinon augmenté - son attrait dans l'esprit humain scientifique et symbolique. Les travaux de Louis de Broglie^{[extrait 10]} permettront après cette époque la vision de l'« infiniment petit » avec la microscopie électronique^{[L1b 4]} qui touche tous les secteurs de la science qui se constitue, de la géologie au monde du vivant.

Avantages et inconvénients forts de la technique électrique[modifier | modifier le code]

Ainsi cohabitent les usages diversifiés de l'électricité en « courants forts » (énergie) et « courants faibles » (information).

Dans les positivités est mis en place l'avantage de la communication « par les airs » avec l'électricité. D'abord par le SOS qui permet l'aide effective entre bateaux de haute mer^{[V 5]}. Les transactions quasi instantanées à distance sont possibles dans le système productif capitaliste devenu économiquement fort avec un accroissement rapide la population^{[L6 2]}. Pour l'énergie, la diminution de pénibilité de tâche est effective par une motorisation électrique dont l'implantation sur site est très aisée. Dans le troisième tiers du XX^e siècle, l'électricité est un des éléments de progrès qui permet d'habiter des zones arides^{[L15 4]}.

Dans les commodités « Bonheur et Abondance » de la « Belle Époque », l'éclairage électrique n'est plus réservé aux extérieurs par sa production par de l'arc électrique : il est intégré dans l'architecture aussi bien extérieure qu'intérieure. Après les « ampoules » du début, puis les « tubes » économiques en énergie répandus en milieu de siècle, après ce qui furent les « leds » qui sont la deuxième génération des « lampes témoin » les « témoins lumineux ». Apparaissent les diodes utilisables pour leur niveau d'énergie de luminescence, ces diodes émettent des radiations de toutes les couleurs en fin de siècle et elles peuvent être une composante de l'écologie économique en 1990 (avec par exemple la lumière de pousse du gazon des stades urbains semi-fermés de 2000).

Pour les arts et loisirs, en plus du domaine du visuel, l'électricité vient s'intégrer à la musique d'abord par sa reproduction mécanique pratique existant depuis la fin du XIX^e siècle, puis dans la facture de quelques instruments avant la deuxième guerre mondiale. Mais son importance culturelle est celle d'un tournant majeur de l'art, en créativité (où on va par exemple prendre la voix nasillarde, la distorsion possible du son et l'effet de puissance comme référence). Cette nouveauté a un fort impact commercial. Dans la période de l'entre-deux guerres l'électricité marque pour l'Art la période « contemporaine » qui commence puis se poursuit avec la « nouvelle technologie ».

Sur le pôle opposé agressif pour les populations dans leur ensemble, les hommes du XX^e siècle continuent l'« Époque contemporaine » de l'Histoire et fabriquent les guerres mondiales dès le début du siècle avec la civilisation industrielle du fer qui prédomine. La ressource additionnelle importante est l'électricité : aussi bien pour la communication, l'armement que l'encadrement^{[note 12]}. Autant d'effort de conception est dépensé pour la bataille avec l'arme atomique recherchée, effort de destruction sur des centrales électriques, — Norvège 1940, Irak 1981 - 2000 —, et effort pour faire de l'espionnage de l'ennemi potentiel par satellite une nécessité — monde entier 1980 2000 —.

Ou encore on trouve l'effort voulu d'une forme de socialisation en fait aboutissant à la chosification^{[extrait 6]} de l'individu dans la masse qui l'englobe. On met en équations des données (l'« image ») de chaque personne. « Ses » chiffres permettent alors une classification temporaire associée alors utilement à des processus et des usages. Ce que l'on appelle la « réification de l'individu par la numérisation » dans la conception « lobbyiste ».

Le changement de modernité dans la vie courante.[modifier | modifier le code]

Par la mise en place de la cybernétique, la société change de modernité au travail et chez soi, et l'électricité devient irremplaçable après avoir été indispensable. La « virtualisation » présente dans la société pour les modes des relations humaines commence avec pour vecteur l'électricité (après avoir été celle des « écrits faisant foi »).

L'électronique dans sa caractéristique de faible consommation d'énergie électrique permet de constituer des réseaux de communication d'information privés, aussi bien institutionnels que professionnels au milieu du XX^e siècle, sur la fin du siècle ils seront accessibles à tous par la téléphonie mobile.

L'électronique en tant que technique est associée à l'obtention de ce que l'on appelle « la haute définition » (après avoir été vantée être dans « la haute qualité ») dans les choses obtenues s'adressant aux sens humains, perception du son, des images.

Le XX^e siècle est devenu le siècle de la mondialisation des sociétés dans leurs références et les pays ont fait usage de la numérisation des informations pour des usages nouveaux de communication par l'électronique, usages d'organisation pour la société concernée par les ordinateurs (jusqu'à sa monnaie), usage de recherche scientifique dans tous les domaines étudiés et pour l'usage devenu traditionnel de l'asservissement des machines devenues automates. Tous domaines où le « Merveilleux » dans sa formulation ancienne disparaît.

La cyberculture émerge dans l'espace dans les années 1990 avec pour condition d'existence l'électricité. Cette électricité est fournie en partie alors par des « centrales atomiques » devenues « centrales nucléaires »^{[note 13]}. Elle émerge aussi dans la « protestation écologique » de la nuisance avérée ou possible à formulation à partir de théorie scientifique (Histoire de l'écologie), qui est devenue une protestation de masse très installée.

Dans l'environnement de vie stabilisé dans les années de croissance économique en occident postérieure à l'état des choses après la Seconde Guerre mondiale, la surprise ce n'est plus l'existence de l'électricité mais sa disparition en tant que ressource "normale" comme l'air ou l'eau^{[L7 3]}.

L'électricité est à la fois une marchandise produite suivant un modèle économique et une "habitude prise".

Ainsi en Europe dans les pays de l'Est européen changeant de modèle économique, à cause de la nécessité de sa disponibilité, le vol de la marchandise (le "repiquage sauvage" sur le réseau sans avoir d'abonnement) est une pratique en fait tolérée temporairement par crainte d'un effondrement total de l'activité du pays. Cette pratique est en contraste avec les "coupures générales intolérables" dues à la surexploitation de réseaux par des pays développés historiquement suivant le modèle capitalistique, mais ceci a toujours été une banalité de l'électricité par exemple dans des pays Africains et des pays asiatiques. L'électricité n'est pas « un service général » réparti « dans le monde entier » malgré la « mondialisation ».

Le XX^e siècle est devenu le siècle où on établit la politique agricole dans l'économie néo-classique générale de l'offre et la demande des objets dans les pays occidentaux. Et particulièrement en Europe l'agriculture intensive et agriculture hors-sol et hors climat et hors cycle diurne aboutit à une recherche de façon institutionnelle sur les effets de l'électricité et de la lumière électrique sur le monde du vivant dès le début du XX^e siècle^{[extrait 11]} (cf.zootechnie). Ce "progrès industriel" banalise l'utilisation de la lumière électrique hors de l'environnement urbain aussi bien pour l'alimentation humaine directe qu'en objets alimentaires transformés pour le bétail. Et sur la jonction du XX^e siècle au XXI^e siècle l'électricité est utilisée tout aussi bien pour les autres usages des plantes faits par les hommes urbains.

Le XX^e siècle est devenu le siècle où on a établi la politique de la santé pour la population avec des instruments et certaines médicalisations curatives : un usage de l'électricité fait à la place de la chimie pharmaceutique ou du geste médical invasif débuté au XIX^e siècle pour l'électricité sur l'homme. L'électricité fait partie des processus admis du monde agricole pour la reproduction du bétail. Mais les gestes utilisant directement l'électricité sur le corps humain sont très déconsidérés dans la jonction du XX^e siècle au XXI^e siècle cela au moment de l'apparition des prothèses internes de corps robotisées reliées au système nerveux.

Dans tous les cas de modèle d'industrie, le « courant électrique » est une base sur laquelle vient se greffer les autres "progrès". Ceux pour le XX^e siècle de la connaissance scientifique, dont le côté dogmatique^{[L5 3]} reste fort. Cela va jusqu'à une certaine connaissance qualitative des cultures entre elles par le flux d'informations des images télévisuelles sonores transitées avec l'électricité ; elles sont en continuation des œuvres des premiers photographes de la fin du XIX^e siècle et cinéastes du début du siècle qui passent du journalisme à la connaissance du monde « proche » et « lointain ».

Après avoir fait l'objet une vision d'économie planifiée plus ou moins affirmée selon le pays^[75], l'électricité aboutit à la « virtualisation » de la société avec création selon certains points de vue des « homo numericus » et la mise à disposition de la connaissance par le développement de l'outillage informatique électronique électrique. Des modes de représentation de la vie en société sont établis. On trouve ainsi le « bureau sans papier », forme de « réalisme empirique et matérialisme (chosisme^{[extrait 6]}) » après le « bureau efficient » qui achève la période de transmission exclusive du savoir et de l'information par le papier imprimé. L'économie du secteur tertiaire productrice d'information à stocker - archiver est devenue prédominante quant aux richesses produites dans les sociétés à modèle industriel.

Électricité devient mathématique[modifier | modifier le code]

Basé sur les mêmes fondements, au début de ce XX^e siècle, on invente le circuit électronique, une version à différence de potentiel polarisé du circuit électrique. L'électronique en tant que domaine de savoir apparaît donc comme la version « spécialisée moderne »^{[note 14]} de l'électricité et s'en dissocie temporairement.

Le XX^e siècle est une période où la modélisation de Newton et sa trilogie « gravité-électricité-magnétisme » laissent la place à la spécialisation théorique de la mécanique quantique. Celle-ci est obtenue par un outillage mathématique, qui permet par le calcul de procéder à la prédiction du résultat^[76] par des lois scientifiques dès le début du XX^e siècle plutôt qu'à la constatation des siècles précédents. En ce qui concerne le monde « vrai » et la perception humaine de celui-ci^{[note 15]}, cette démarche depuis la mise en place des équations de Maxwell aboutit à la théorie de la relativité. Celle-ci restreint le modèle newtonien à s'appliquer aux objets relatifs à un espace-temps « humain »^{[L1a 4]}. Elle aboutira incidemment à l'électricité nucléaire par la fission atomique et sa libération de chaleur utilisée, en fait selon les procédés étudiés depuis le XIX^e siècle^[77].

En 1918, une démonstration est faite en mathématique^[78] que pour la physique, domaine qui utilise pleinement les équations de cette dernière (et plus seulement l'observation-expérimentation), les lois, règles et formes sont indépendantes du moment où on les étudie (démonstration scientifique valable pour la recherche autant pendant l'Antiquité qu'au XX^e siècle). Il s'agit de montrer-démontrer, donc de théoriser un phénomène qui se passe dans la réalité.

La mathématique devient « appliquée ». Elle s'emploie par sa formulation à décrire les phénomènes expérimentaux qui passent du « déterminisme absolu de la physique classique» au « déterminisme statistique de la mécanique ondulatoire » (probabilité qu'a un électron d'être à tel instant à tel lieu). La mathématique matricielle utilise le « tenseur » et le « torseur » selon son application. Soit à l'« onde » venue de l'antiquité, soit au « grain d'énergie » moderne du machinisme-mécanisation^{[L39 1]} ; c'est-à-dire soit pour la détermination du « champ » vide^[79], soit pour celle de la « matière » relativement pleine de particules (égale énergie) mais grandement vide. On pense « électronvolt ». Mais l'image encore véhiculée dans les esprits de ce qu'est la matière au cours du siècle n'est pas différente de celle des particules satellites^{[extrait 8]} sur des orbites^{[extrait 12]} dans l'atome de Niels Bohr ; elle n'est pas l'image plus correcte selon la théorie d'un « nuage volumique » dont les électrons-gouttelettes appareillées sont en même temps « là et plus là »^{[V 6]}.

Les forces « électro-magnétiques » se dissocient de la force de l'attraction par la « gravité », soit l'interaction entre les corps par leur masse, de la plus petite particule à la plus grande de la création.

L'électron, George Stoney en 1891 le dénomme et Joseph John Thomson le mesure et en donne la masse en 1897^{[L1b 1]}. C'est la « plus petite charge électrique existant dans la matière » qui n'est plus un « corpuscule » comme en biologie^[80]. Il devient par les découvertes sur la physique-chimie mise en théorie en début de siècle (Atome de Bohr et Principe d'exclusion de Pauli)^{[V 7]} entre 1920 et 1927 une particule élémentaire qui est définie par ses quatre nombre-propriétés à valeurs unitaires. (L'électron devient après 1970 un « lepton sans sous-structure^[81] »).

Cette mise en théorie qui postule l'antimatière^[76] où les photons de la lumière ont une charge électrique nulle requiert pour l'expérimentation des instruments de recherche fondamentale combinant champ électrique et champ magnétique^[82]. Le premier de ceux-ci est le cyclotron utilisable vers 1950, suivi des autres machines de la « mécanique des quanta »^{[L1b 4]}. (Le premier accélérateur linéaire de particules en France a été installé à Orsay en 1970). Il est aussi mis en place des interféromètres dans des laboratoires institutionnels^{[R 4]}.

Par la mise en place conséquente de la statistique applicable aux électrons dans les années 1925-30, incidemment, cette recherche sur la constitution de matière hors des voies mathématiques traditionnelles^[83] aboutit à la réaction en chaîne « atomique » en 1942.

Cybernétique[modifier | modifier le code]

On passe par son usage de l'effet de seuil connu à l'effet de bord mathématique puis parallèlement par le mode calculatoire à l'effet secondaire informatique.

Vers 1950, par la mise en place de la cybernétique se servant nécessairement de machines électriques, la société change de mathématiques, et l'« itération » est impérative avec l'algorithmique d'une façon très généralisée. Les fonctions mathématiques sont développées, souvent exploitables dans le parallélisme des machines entre-elles^[84]. L'électricité est impérative pour effectuer les calculs.

Que cela soit pour les machines « temps réel » traitant des choses physiques (objets ou signaux) ou bien pour les machines « de gestion » traitant des organisations (la société de toute structure) et de son « plan » décidé.

La mathématique en tant que discours formel (rhétorique et méta-mathématique) a été étudiée philosophiquement à partir du milieu du XIX^e siècle. La tranquillité philosophique logique de l'espace « vrai / faux », qui traduit dans la pratique intellectuelle la dichotomie « 1 / 0 » est déjà évaluée dans les années 1910^{[L11 1]}. Dans la physique la dualité est complète avec « courant passe / courant ne passe pas ». La Théorie mathématique de l'information se met en place utilement dès 1960, dans les Mathématiques discrètes. Et cela produit l'accès massif à la production de machines cybernétiques.

Elles utilisent les logiques de structure de données avec physiquement la mémoire à bulles dès 1968 qui est conjuguée avec l'électronique des semi-conducteurs soudés « à la vague » industriellement par des machines. La nécessité de traduire des situations moins grossières aboutit à la mise en œuvre de la logique floue et de l'analyse non standard dans la réalité cybernétique à partir de 1990.

La mathématique en tant que discours formel est à partir de 1980 adaptée au transfert formel des constats physiques probabilistes de la mécanique quantique à ce qui est le traitement de l'information et ses contraintes de capacité/performances. Par la constitution d'une unité logique automatique de calcul par ondes stationnaires ou « modes propres » de système de matière au niveau atomique et ses électrons avec leur spin, cette transposition technologique a pour projet de dépasser la technique électronique à échelle non monoatomique. Et la tranquillité de l'espace « vrai / faux » résultant dans ce projet est alors perturbée par ce qui est dénommé « bruit » (plutôt qu'incertitude ou désordre).

Les méthodes (théorie des graphes orientés ou non, dont PERT issu de la NASA avec les langages informatiques génération 1970) mathématisent leur diagrammes devenus automatisés à partir de 1980. La virtualisation des machines électriques à partir des années 1980 apparaît simultanément à la connectivité-connectique.

Au passage du siècle, le bug de l'an 2000 d'une mathématique appliquée vue trop en restriction historique de sa durée de mise en place se passe sans dommages collatéraux, aussi bien pour la mémoire électromagnétique de la société que ses actions-processus automatisés, ce qui précède du reste le futur bug de l'an 2038 de même nature.

Conduction électrique[modifier | modifier le code]

Au XX^e siècle, pour la science expérimentale, le siècle débute par la création dans l'esprit scientifique de l'entité magnétique duale de l' « électron ». Pour la théorisation de 1905 de l'atome, le « magnéton » existe^[85]. Pour les physiciens de la science appliquée l'électricité s'avère être un flux d'électrons (une sorte de gaz parfait pour les chercheurs au début du siècle) ou une sorte de « flux » de trous d'électron^{[L2 1]}. Cette modélisation^{[note 1]} avec le « tout se passe comme si » fabrique la nouvelle invention pratique de la quasi-particule. Elle poursuit le thème ancien de l'« électricité positive », bien que les recherches avancent sur les raisons du déséquilibre dans le cosmos des répartitions des éléments portant une charge électrique, un « problème » de « déséquilibre » ou de « dissymétrie » des masses électriques déjà perçu dans le premier tiers du XIX^e siècle^[86].

Pour la Terre et les atomes qui lui sont propres mais aussi dans le reste des planètes on trouve (on voit) de nombreuses particules élémentaires chargées électriquement négativement et pérennes et peu de particules élémentaires apparentes chargées positivement et par ailleurs très éphémères^{[79],[L22 1]}.

La vitesse de l'électron qui est donnée par sa trace dans les milieux sans matière cohérente n'est pas confondue avec la vitesse de l'électricité dans des corps solides ou liquides qui constituent la Physique de la matière condensée. Ces conductions se font par grain d'énergie indivisible particulaire depuis les travaux avec des tubes cathodiques dans les milieux « vides » à partir de 1897 (Joseph John Thomson). Mais la conduction utile dans la matière pour le courant électrique qui provient de la variation de champ magnétique, de champ électrique ou de la différence de potentiel se fait selon qu'il est continu^{[extrait 13]} ou alternatif.

Avec les possibilités techniques développées au XIX^e siècle, les chercheurs affinent les conditions de l'expérimentation en laboratoire au XX^e siècle, dès le début de ce dernier : précision de l'usinage des bâtis et des éléments utiles, maîtrise de la température (chaleur traditionnelle et froid nouveau par l'usage d'installations de froid industrialisé et froid expérimental). La résistance ohmique est étudiée en fonction de la température ambiante de l'élément considéré en fonction de son usage.

La conduction électrique donnée par la loi d'Ohm est étudiée au début du siècle par exemple pour l'élaboration des ampoules à incandescence à filament, effets de chaleur recherchés de l'électricité, ou les effets parasites de chaleur constituant des inconvénients, afin de mieux maîtriser les circuits électriques en conditions extrêmes. Ce fut déjà ce deuxième cas vu au XIX^e siècle de destruction par une surtension : en 1858 celle de la liaison États-Unis - Angleterre de télégraphe par câble sous-marin où sur des très grandes distances l'information véhiculée par des créneaux d'électricité fut complètement déformée et son traitement mauvais^{[V 1]}.

La suppression du désordre de la conversion énergie électrique en chaleur rayonnante non voulue par l'intermédiaire de la résistivité aboutit en « électricité pratique » à la « supraconductivité conventionnelle » située près du « zéro absolu » datée des années 1900, (aucune « perte en ligne »). La mécanique quantique établie à partir des années 1930 « démonte » ultérieurement le côté ressenti d'utopie apparemment atteinte du « mouvement perpétuel » parfait philosophiquement, obtenu avec le froid.

Pour la constitution de circuits à semi-conducteurs parfaits, la supraconductivité a été étudiée avec l'aide de la physico-chimie des cristaux^[87] dans la deuxième partie du XX^e siècle. Par l'excitation thermique donnée par l'électricité au niveau de l'atome sous « champ électrique » (les bandes d'énergie), le rendement nécessaire est atteint : cette supraconductivité trouve un usage dans les ambiances ordinaires non utopiques, et utilise les nanotechnologies.

Pour la chaleur obtenue avec profit par l'électricité, les recherches industrielles dépassent la simple « résistance électrique » des radiateurs de chauffage et des « serpentins », « plaques » ou « tables » de cuisson. Cela avait commencé à petite échelle avec le four à arc dès 1890 et poursuivi industriellement depuis 1900^[88].

À partir de 1922 la conduction électrique des solutions chimiques pour l'étude de la chimie est mise à profit avec l'analyseur polarographe^{[L15 5]}. La chimie de « l'électricité animale » étudiée par l'électrophysiologie est une conduction différée légèrement par des transmetteurs organiques rapides^{[L20 2]}.

Après les travaux de recherche de 1920-1930, la conduction par ondes est établie^{[extrait 10]}.

Pour ce qui concerne l'effet de champ électromagnétique comme énergie chauffante, les recherches aboutissent depuis 1923 à la construction de fours à Haute Fréquence^{[L4 1]} , avec une théorisation de l'induction électromagnétique^{[R 5]}. (Cette énergie est utilisée très communément^[88] depuis pour le recyclage des ferrailles et pour le forgeage de pièces serties électro-refoulées).

Dans les années 1960, le développement de la recherche appliquée issue de la théorie ondulatoire/particulaire sur la résistivité liée à la lumière des semi-conducteur aboutit^{[L2 2]}. Elle permit la première étape du développement de conversion d'énergie de la lumière dans des capteurs physiques (essentiellement pour l'ordinaire utile dans la photographie). La deuxième étape, celle que la technique installe dans le monde développé industriel comme source d'énergie, est la conversion pure de l'énergie de la lumière solaire en énergie électrique^{[L2 1]}. Elle aboutit aux panneaux solaires, engins utiles aux satellites en 1960, aux sites terrestres isolés en 1970, aux sites terrestres raccordables au réseau en France en échange-transfert alterné de courants dans les années 1990. Le sigle « énergie nouvelle » apparaît dans les usages commerciaux et il comprend l'électricité qui est faite d'électrons de cette origine valorisée.

La non conduction utile à l'isolation de circuits électriques a été donnée pour les matériaux rigides par la découverte de la bakélite en 1910 suivie par celle de la mélamine en 1930 et suivie par celle du polyéthylène en 1933. Les résines alkydes sont vendues dès 1926 pour isoler les fils conducteurs des bobines électromagnétiques. Les huiles minérales sont isolantes électriques mais conductrices thermiques et refroidissent les transformateurs. Les huiles PCB sans combustibilité apparaissent en 1930 et sont utilisées jusqu'en 1970 dans les transformateurs, supprimées pour toxicité. La non conduction du PVC inventé dans les années 1950 a donné le matériau souple gainant les matériaux conducteurs.

Applications des propriétés de l'électron[modifier | modifier le code]

Les applications qui découlent des propriétés des électrons sont :

• plusieurs phénomènes lumineux, tels l'émission laser, la réflexion optique et le rayonnement cyclotron, sont causés par des électrons en mouvement ;
• les faisceaux d'électrons servent au soudage, à la lithographie de semi-conducteurs et permettent de créer le rayonnement synchrotron ;
• le microscope électronique se décline en plusieurs variantes, dont ceux à transmission et à balayage.

Production et distribution d'électricité[modifier | modifier le code]

Au XX^e siècle l'électricité est devenue une marchandise qui fait pleinement partie du quotidien après la première guerre mondiale. Les caractéristiques physiques du courant électrique en font un produit qui le fait se situer sur la limite entre le secteur marchand des objets et le secteur des services.

Cette production utilise le territoire de façon plus marquante dans le paysage des pays que les autres secteurs des plans de développement industriel, excepté le secteur du transport. Les barrages de basse chute qui font reformuler la physionomie des cours d'eau sont complétés par les centrales thermiques et leurs cheminées signaux aussi visibles que symboliques de puissance.

La première guerre mondiale 1914-1918 pose les marques de la dépossession moderne par la force armée moderne, où l'électricité a été très utile pour les communications et les techniques^{[extrait 14]}. Dans ce contexte, les sources énergétiques que l'on peut transporter pour se déplacer et communiquer prennent toute leur importance dans la « reconstruction » de la guerre finie.

L'Union soviétique à cette période déclare le plan en 1921 de faire accéder tout le peuple à l'électricité par la NEP du passage du « capitalisme exclusivement d'état » à « un peu de capitalisme pour tous »^[75]. Le plan de relance économique des États-Unis libéraux après le krach de 1929 a inclus comme exemple la construction de barrages du Tennessee Valley Authority pour faire accéder chacun à cette richesse en anticipant l'effet démocratique de la consommation de tous.

L'ensemble des pays a planifié l'accès aux diverses ressources énergétiques pondéreuses ou non avant la deuxième guerre mondiale et a qualifié l'ensemble de leurs accès possibles entre l'Est et l'Ouest industrialisés. (Et a causé en cela pour une large part le conflit).

La sortie de la guerre de 1939-1945 fait réorganiser les structures économiques^{[note 16]}. Liée à la géographie des territoires, l'électricité classique hydraulique a été un enjeu local après la deuxième guerre mondiale qui a nécessité des déplacements de population, des déplacements d'activité, des révisions géographiques profondes dans chaque pays du même ordre que la percée des canaux de navigation depuis le XVII^e siècle. Par pays occidental industrialisé cette possibilité aboutit à son terme dans le troisième tiers du siècle. Le parc fournissant l'électricité thermique classique est constitué dans tout pays pour suivre la progression de l'activité industrielle et les besoins des ménages. L' « atome de la paix » a fourni après guerre une possibilité de ressource énergétique mise place des réacteurs nucléaires dans le contexte de la guerre froide.

En Europe continentale, la « mise en commun » des problèmes après la constitution de l'Europe politique en 1959 a globalement abouti à l'accord sur la « répartition » des ressources. Cette production particulière d'une marchandise volatile particulière fait partie en France de l'indice INSEE des prix pour la consommation des ménages par produit depuis 1959.

Après l'effondrement du mur de Berlin et son « effet domino », les accès à l'énergie électrique sont de fait considérés comme accès impératifs dans les phases de transition de restructuration des Pays de l'Est de l'Europe.

En distinction complète des relativement peu nombreuses prises de position religieuses établies^{[note 4]} au moment de la mise en service pratique du vecteur énergie électricité, en Europe de l'Ouest, à partir des années 1970 une opposition populaire se marque distinctement selon le pays. Cette contestation est différenciée, elle va de la composition du parc de production, à l'abus de positionnement de ce vecteur d'énergie dans l'habitat, à l'abus de position économique en oligopole de fournisseur d'une consommation industrielle, à la contestation anti-nucléaire. Une partie de la réponse des gouvernements sera appelée la « Politique des énergies renouvelables » mettant en œuvre des moyens « propres » utilisables dans une perspective de relocalisation-régionalisation après le centralisme des années d'après-guerre. La production-autoconsommation avec la « biomasse » est aussi un projet de la fin de siècle.

Avec l'extension de l'Europe économique à l'Europe territoire à partir de 1980, sur les bases du « droit à la concurrence » sur un même continent, le réseau local est rendu accessible en réseau commun de distribution, et on dissocie production et distribution comme métiers-activités avec la mise aux normes par directives européennes des caractéristiques fournissant la compatibilité et qualité du courant. Mais on dissocie en même temps la structuration territoriale aussi bien en matière d'investissements que de biens structurels construits. L'électricité thermique à gaz permet partout dans le monde d'« effacer les pointes de consommation ». Les techniques dites nouvelles (celles des panneaux solaires et des éoliennes ou courants marins) ont commencé à établir une structure de parcs dans le troisième tiers du siècle pour les pays stables.

Dans les pays instables du Moyen-Orient dans les années 1980 les usines électriques à implanter par exportation des puissances de l'Ouest ou de l'Est font l'objet de contestation-blocus et de tractations d'état à état, de « bloc politique » à « bloc politique ».

Dans les pays nouvelles puissances industrielles dans le dernier tiers du siècle, la construction des centrales électriques suit l'essor industriel et constitue pour l'ouest industrialisé un moyen d'exportation des équipements, qui est contractuellement suivi du transfert de technologie.

Globalement l'utilisation de l'électricité comme vecteur d'énergie aboutit à la constitution d'une « empreinte carbone » pour les gaz rejetés par le parc électrique thermique charbon ou hydrocarbure nouveau qui correspond à la demande croissante.

Aux États-Unis dans les années 1990 le Nuclear Energy Institute^[89] (premières bases de l'institution en 1953) impulse l'extension au niveau mondial du parc des centrales nucléaires dans le schéma de la « globalisation » économique mondiale.

Les infrastructures des sociétés marchandes pour l'électricité sur tous les continents ont vu s'élaborer des montages dont l'horizon vu en 1990 s'est de fait déplacé lors du passage du siècle avec les constats écologiques vus ou « prévisibles », la technique de sûreté d'activité industrielle s'étant affinée. L'électricité est passée d'un secteur économique considéré comme d'infrastructure essentielle, secteur considéré en milieu du siècle comme rentable d'un point de vue économique et/ou d'un point de vue de facteur de croissance, et présentant finalement des risques trop élevés politiquement. C'est un secteur qualifié comme nécessitant des investissements trop lourds financièrement en dépendance avec la législation suivie, incertains dans leur rentabilité qui n'est qu'au-delà de plusieurs décennies suivant la politique énergétique.

Développement des réseaux avec la production d'électricité éloignée[modifier | modifier le code]

Dans ce siècle, après leurs constitutions locales, globalement l'interconnexion des réseaux à échelles pan-continentales se met en place pour les pays développés. Elle est effective en Europe dans le système de Europe de l'Ouest, et présente dans le système de Europe de l'Est. Elle l'est moins sur le continent Américain, inexistante sur la dorsale sud-américaine, et même relativement peu importante pour les États-Unis entre les régions Est et Ouest. Elle n'existe pas en Chine entre les régions. Suivant plusieurs motifs on dispose les centrales en éloignement principalement à cause des gisements d'énergie ou du danger du procédé utilisé.

• 1911 : Première ligne 110 kV, de Lauchhammer à Riesa en Allemagne.
• 1923 : Une ligne aérienne à 220 kV est mise en service pour la première fois aux États-Unis.
• 1924 : Début de la construction d'une ligne aérienne nord-sud à 110 kV reliant les centrales à charbon en Allemagne situées près du Rhin aux centrales hydrauliques alpines. Le premier tronçon de Neuenahr à Rheinau est prévu pour être alimenté en 380 kV ce qui permet une augmentation ultérieure de la puissance disponible (mise en service partielle en 1929 avec 110 kV et en 1930 avec 220 kV).
• 1932 : Première ligne 287 kV, aux États-Unis de Boulder Dam à Los Angeles.
• 1937 : Le premier turbo-alternateur refroidi à l'hydrogène est mis en service aux États-Unis (puissance de 100 MW).
• 1946 : Nationalisation en France de l'électricité et du gaz. Naissance d'EDF et GDF.
• 1952 : Première ligne 380 kV, en Suède de Harsprånget à Hallsberg.
• 1960 : Première ligne 525 kV en URSS, de Moscou à Volgograd.
• 1965 : Première ligne 735 kV, au Québec, de Montréal à Manicouagan.
• 1967 : Raccordement au réseau de la première centrale marémotrice du monde (240 MW) située sur l'estuaire de la Rance France.
• 1967 : Les réseaux à très haute tension (380 kV) de la France, de la République fédérale d'Allemagne et de la Suisse sont interconnectés pour la première fois à Laufenburg.
• 1983 : Mise en service de la première grande installation éolienne à Growian près de Brunsbüttel Allemagne (rotor de 100 m de diamètre ; arrêt en 1986 à la suite de problèmes de matériau).
• 1989 : Une ligne très haute tension de 1 150 kV relie l’Oural et la Silésie^{[L24 1]}.

Ses secteurs « remarquables » :

La géothermie

• 1904 : première fabrication d'électricité avec la géothermie en Italie, sans suite.
• années 1960 : début du développement industriel sur les sites appropriés^[90].
• années 1990 : électricité énergie majoritairement géothermique en Islande^{[R 6]}.

L'électronucléaire, une production thermique nouvelle au XX^e siècle :

• 1951 : Le 20 décembre est mise en service la première centrale nucléaire du monde. Il s'agit de l'Experimental Breeder Reactor I (EBR-I), construit au laboratoire national de l'Idaho aux États-Unis. Sa puissance est de quelques centaines de watts.
• 1955 : En Angleterre, mise en exploitation commerciale de la première centrale nucléaire d'Europe (9 MW) à Calder Hall.
• 1974 : En France deux tranches PWR (900 MW) par an sont construites à la suite du choc pétrolier de 1974^{[L7 1]}. Elles succèdent à l'UNGG des années 1950-60 et précèdent l'EPR de 1990-2000.

Incidents et accidents[modifier | modifier le code]

• 1965 : « Black-out » : le 9 novembre, New York États-Unis est restée 13 heures sans électricité après que la foudre fut tombée sur une ligne à 345 kV.
• 1978 : un grave incident survient dans la centrale nucléaire de Three Mile Island près de Harrisburg États-Unis (sans conséquences pour l'environnement).
• 1986 : un grave accident survient dans la centrale nucléaire de Tchernobyl République d'Ukraine.
• 1998 : un grave incident de réseau électrique 1998 en Nouvelle-Zélande survient dans la liaison Ile du Nord et Ile du Sud en Nouvelle-Zélande par le vieillissement des câbles, privant d'électricité pendant 66 jours Auckland.
• 1999 : En France et en Allemagne la tempête Lothar en décembre endommage le réseau de distribution, la tempête Martin qui lui succède ravage le reste de la France (au Sud) et la Suisse^{[note 17]}.

Plus de trois millions de Français sont privés d'électricité^{[L24 1]}.

Applications générales de l'électricité[modifier | modifier le code]

Généralisation de l'usage de l'électricité[modifier | modifier le code]

L'ingénierie sur la base de l'électricité se développe au XX^e siècle :

• 1887 : François Borel, ingénieur constructeur Suisse, conçoit le premier compteur à induction à courant triphasé.
• 1893 : première ligne de transport triphasé aux États-Unis en Californie, 12 km, sous 2,3 kV.
• 1907 : « Rectigraph », société américaine commercialise la première photocopieuse^[92].
• 1908 : Édouard Belin invente le bélinographe de transmission de photographies à distance, en 1920 s'opère sa transmission par radio.
• années 1920 : forte expansion électrique, qui permet un maillage du territoire dans les grands pays industriels.
• années 1930 : généralisation des clôtures électriques qui ont été utilisées pour contrôler le bétail aux États-Unis avec les brevets de David H. Wilson en 1886 - 1891 (la première clôture électrique en tant que telle exista en 1888 dans le Texas).

L'électricité hydraulique commence à partir de 1932 à être produite par des conduites forcées de "haute chute"^[93] qui s'ajoutent à celle du turbinage du fil de l'eau comme dans la tradition.

À partir de 1930 les redresseurs de courant alternatif remplacent les « dynamos » de courant continu^[94] pour des questions de rendement des lignes, d'implantation des réseaux.

En France, en 1935 est mise en place une obligation de réunir les carcasses métalliques des machines électriques à « la terre » pour les tensions supérieures à 150 volts.

• années 1970 : généralisation des robots sur les lignes de fabrication, après l'essai en 1961 de Unimate chez G.M. États-Unis^[95].

• 
  Pendule électrique du début du siècle, à pile.
• 
  Caisse enregistreuse électromécanique Krupp, 1912.
• 
  Pedoscope à rayons X de "The Pedoscope Company", Londres pour marchands de chaussures, 1920.
• 
  Un poste de réception radio superhétérodyne Radiola de RCA, en 1930, principe inventé en 1918.
• 
  Calculatrice de bureau Astra (origine « Pays de l'Est », diffusée en Europe), 1950.
• 
  Dictaphone à bande magnétique Grundig, vers 1950.
• 
  Pointeuse horaire de travail (S.G.C.V) en France, vers 1950.
• 
  Coin télévision 1950-1960.
• 
  Caisse enregistreuse en République socialiste de Slovénie, 1960.
• 
  Machine à écrire IBM à boule vendue dans le monde entier, 1961-1986. (Une version a servi de console système sur des ordinateurs de la marque.)
• 
  Posemètre Chauvin-Arnoux pour la photographie, 1960.
• 
  Guichet automate de banque, après 1970.
• 
  Machine à faxer anglaise Infotec, 1974.
• 
  Flash photographique Cullmann GmbH, 1980.
• 
  Caméra de vidéosurveillance, après 1990.
• 
  Feu piéton à décompte à Washington, capitale des États-Unis.
• 
  Feu piéton à décompte à Achgabat, capitale du Turkménistan.
• 
  La Scientologie^{[note 4]} associe la science et la religion par l'intermédiaire de l'électricité (E-meter de la fin de siècle).

L'usage de l'électricité pour autre chose que de l'ingénierie :

• 1960 : usage du code-barre pour le comptage de wagons aux États-Unis^[96] ;
• années 1970 usage dans la grande distribution^[96].

Électricité pénétrant dans les bâtiments[modifier | modifier le code]

• 
  Isolateurs céramiques traversant en 1930 une charpente mur/plancher de maison bois aux États-Unis pour le passage de câbles.
• 
  Boite à fusibles (supports céramique de fil fusible ancien) dans une église en Allemagne de l'Est.
• 
  Boite à fusibles d'habitation avec disjoncteur central en 1957 en Angleterre.
• 
  Boite à fusibles d'habitation 1957 Angleterre, capot enlevé.
• 
  En France, après avoir été de couleur noire pour le courant monophasé 110 V, le compteur devient après 1963 « le compteur bleu » pour le nouveau courant 220 V domestique^[97].
• 
  Interphone-portier automatique (après 1975).
• 
  Prise murale de téléphone Hollande (vers 1980).
• 
  Coupe-circuit, disjoncteur différentiel (vers 1980).
• 
  Bloc autonome d'éclairage de sécurité dans les immeubles publics et les communs d'habitation à pictogramme, après 1980.

Après l'eau et le gaz, l'immeuble reçoit l'électricité à tous les étages. Les entreprises de construction se diversifient. Elles installent les circuits électriques^{[note 18]} et utilisent peu à peu pour produire les bâtiments des moyens électriques au cours du XX^e siècle.

Après l'usage basique de l'éclairage électrique dans les bâtiments en remplacement du gaz explosif^{[note 19]} à partir de 1880, la « force électromotrice » et les « courants domestiques » continus ou alternatifs, de tensions diverses sont amenés aux usines et aux ateliers d'artisans^{[L6 3]} ainsi qu'aux immeubles de bureaux et d'habitation dans les pays occidentaux. Les tarifs d'époque des sociétés d'électricité tiennent compte du marché et y intègrent la force contre-électromotrice.

Le câblage électrique des immeubles est fait essentiellement en parties apparentes sur les murs et plafonds, et au départ le circuit ne comporte que des manettes, des « contacteurs de puissance » (interrupteurs^{[La 14]}) et des coupe-circuit « fusibles ». Les câbles utilisés depuis la décennie 1900 sont isolés avec du textile enrobé de caoutchouc et goudron, ils peuvent être torsadés. Un bon nombre de courroies de transmission de force aux machines dans les usines sont supprimées par l'introduction des moteurs électriques. En plus de l'usage luxueux du téléphone pour les conversations à distance, la « force électrique » s'utilise dans les habitations. La « prise » de courant murale apparaît vers 1910. Le tournant 1930 de la conception moderne fait apparaître le « tableau électrique » dans l'habitat alors qu'il était de fait présent dans des ateliers^{[L4 2]} depuis le début du siècle. On distingue alors ce qui fait partie du circuit électrique qui est de la compétence des électriciens, de ce qui est du ressort de l'occupant des lieux^{[La 15]}. Les « années folles » sont historiquement le symbole de la forte croissance économique avec le début d'un art de vivre qui est en rupture avec le passé des « fioritures ». L'architecture des bâtiments nouveaux tient compte à partir de cette époque des différents éléments de confort apportés par l'énergie électrique.

En 1926 l'« Habitat social » allemand avec la cuisine laboratoire démarre pour la première fois l'intégration à l'architecture construite^{[V 8]} du mobilier (socle bétonné des éléments bas). Les gratte-ciels imposent les pompes pour la remontée d'eau, les ascenseurs électriques, et suppriment les cheminées du chauffage traditionnel au charbon.

Dans le bâtiment, le second-œuvre devient primordial dans la gestion des « fluides », un « savoir-faire » tenu par les ingénieurs, pour l'arrivée d'eau et son évacuation, pour le chauffage central (avec « circulateur » électrique), pour l'air et son extraction. Cette technique est devenue ordinaire en situation ordinaire du quotidien dès la seconde guerre mondiale avec la société industrialisée.

L'électricité fait dès lors partie des « sujétions électriques » dans les plans d'ouvrages élaborés avec les « métrés » du bâtiment.

Les espaces sont définis par leur usage. Les chemins de câblage ne sont plus apparents dans l'habitat.

Pour les bureaux en 1960, l'invention des faux-plafonds avec ses passages de câbles (à isolant PVC mis en place en 1950) est conforme à la nouvelle économie tertiaire prônant pour ses locaux la modularité.

À partir de 1960, la mise en place de la cybernétique fait apparaître le « faux-plancher » et les contraintes des salles propres particulières aux ordinateurs qui ne supportent pas poussières et fumées. Ces espaces se déclineront en salles blanches industrielles.

La « maison tout-électrique » avec son chauffage à radiateurs électriques ponctuels sans inertie apparaît en France en 1970 après le premier choc pétrolier. Des essais sont faits de dalles chauffantes (chauffage de base) à résistance électrique dans les grands immeubles.

En 1970 la tenue de la qualité de l'air est présente dans les usines vendues clés-en-main construites en exportation ; elles sont une architecture d'image de marque pour les sociétés.

Et elles reproduisent la notion de l'architecture « corbuséenne » du bloc central des pièces sanitaires où l'électricité est le moyen d'éclairer ; le « bloc sanitaire » est devenu un objet préfabriqué et placé lors du gros-ouvrage.
L'électricité sert pour aérer et parfois évacuer les sanies.
L'hygiène dans les hôpitaux impose l'usage de la climatisation en flux d'air poussé.

À partir des années 1975, en Europe, les « ventilations mécaniques contrôlées » prennent place dans les immeubles d'habitation ; les appareils remplacent les extractions naturelles des cuisines et salles de bains avec gaines et boisseaux (des extracteurs de fumée étaient utilisés dans les ateliers respectant les normes d'hygiène au travail).

À partir des années 1980, en Europe, la climatisation est un confort "offert" (disponible suivant les plans de promotion immobilière) pour l'habitat ; des « pompes à chaleur » froid/chaud sont aussi mises en place.

À partir des années 1980 l'architecture des motels, des gratte-ciels d'habitation, des gares et aérogares utilisent globalement la notion du « bloc » raccordé qui est préfabriqué avec nécessité de disposer d'électricité.

En fin de siècle les pompes de relevage d'eau pour les sous-sols sont une alternative possible à l'obligation traditionnelle de la construction en zone naturellement jamais inondable : des zones sont déclarées urbanisables^[98] avec cette technique.

• 
  Centrale à béton. Procédé hors site de construction en usage après 1970, malaxeur et transporteur à bande.
• 
  Grue (à tour pivotante ou à flèche pivotante en usage après 1930).
• 
  Un perforateur en usage dans la construction après 1990.
• 
  Installation horizontale des gaines souples de protection plastique du câblage sur treillis soudé avant coulage de dalle béton, après 1980.
• 
  Distribution électrique verticale des gaines souples de protection plastique du câblage, après 1980.
• 
  Sortie de gaine souple de protection pour alimentation électrique en extérieur (contemporain).
• 
  Câble d'amenée de basse tension à fils standards (env. 1980).

Les instances territoriales normatives définissent les capacités des personnes à faire^{[note 20]} et incitent à agir selon leurs plans^{[note 21]}. Dans les pays industrialisés sont définis les nouveaux métiers de l'électricité. Les commissions internationales négocient les normes, elles sont faites dans la perspective de la production en série d'éléments avec des matériaux assortis de procédure d'une sûreté d'emploi ; ceci correspond localement aux contraintes sociales existantes^[99] différentes par pays. Les Commissions électrotechniques internationales existent depuis 1906 ; elles tentent de rendre les pratiques locales utilisables économiquement pour le plus grand nombre (compatibles). En Europe depuis 1950 le câblage d'immeuble est déclaré « conforme » (recevable selon les prescriptions^{[note 18]} et en France le système de production du bâti comporte les DTU concernant l'électricité.

• 
  Cabine téléphonique à Bucharest, en bord de piste cyclable. Le plus simple des édifices du mobilier urbain fait pour être électrique depuis le début du XX^e siècle.
• 
  La Cuisine de Francfort^{[V 8]} du plan d'urbanisme d'architecture sociale de masse^{[L6 2]} (1926-30) façon Ernst May, Allemagne.
• 
  Abri éclairé par de la publicité mobile et lumineuse avec l'électricité après 1965 en France.
• 
  Toilette publique, le plus compact des édifices utilisant l'électricité pour commander les objets les fluides et les tâches associées : la porte et son ouverture/fermeture, le bidet auto-nettoyant, le cycle de lavage du sol, l'aération, l'éclairage... après 1980.

La Fée électricité entre dans les foyers[modifier | modifier le code]

• 1888 : Friedrich Wilhelm Schindler résidant en Autriche conçoit le premier fer à repasser électrique.
• 1893 : Friedrich Wilhelm Schindler présente la première cuisinière électrique à l'exposition mondiale de Chicago.
• 1896 : les entreprises électriques installent les premiers compteurs à tarif unique chez leurs clients.
• 1903 : la firme Landis & Gyr fabrique le premier compteur à double tarif.
• 1906 : le premier aspirateur électrique est commercialisé sous le nom de « pompe à dépoussiérage »^[100].
• 1911 : un moulin à café électrique est proposé par Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft, l'ensemble dessiné par Peter Behrens a un moteur électrique dans un volume séparé qui est muni d'une poignée de transport^[101].
• 1920 : les machines à laver sont équipées d'un moteur électrique.
• années 1930 : Le réfrigérateur domestique fonctionnel classique est industrialisé. (En 1929 aux États-Unis, un brevet par Clarence Birdseye porte sur la technique de surgélation^[102]).
• Années 1950 : l'électroménager s'installe^{[La 16]} dans le paysage français^{[L7 2]}.
• Années 1980 :
  • l'Ordinateur personnel (PC) est une facilité de vie « merveilleuse » : le Web passionne^[103],[104], qui permet d'être tout le temps « chez soi » (avant l'enthousiasme suscité par le téléphone portable),
  • le four à micro-ondes est d'usage devenu courant en France, d'abord dans les restaurants puis au foyer familial.

Électricité et Santé[modifier | modifier le code]

• 
  Danger d'électrocution.

Au début du XX^e siècle le rapport avantages-inconvénients de l'usage de l’électricité sur la Santé ne pouvait qu'être « hors-normes » puisque les références normalisatrices n'existaient pas. Les évidences de la dangerosité de l'électricité étaient pour la population dans la succession de la peur antique de la foudre qui n'avait été étudiée fin du XIX^e siècle que par ses effets sur les animaux (fulguration) et avait été utilisée dans « guerre des courants » démarrée alors. Cet aspect des effets de l'électricité foudroyante dans la nature n'a été repris en spécialité de médecine qu'à la fin du XX^e siècle. Mais par cette mise en problème de ce vecteur d'énergie créé par l'homme, l'accès plus général à l'électricité a permis de définir selon les pays les conventions de sécurité concernant l'électricité et l'effet des appareils électriques^{[note 18]}. On normalise la constructibilité des édifices à proximité des lignes haute-tension, l'usage de la haute et basse tension, la mise à la masse et la mise à la terre des objets connectés. On a établi l'interdiction d'utiliser les machines à rayons X dans le commerce à partir du milieu du siècle. Vers ce milieu du siècle déjà, les « pièces humides » des bâtiments seront construites avec des périmètres de sécurité électrique définies par des normes et seront définies les « prises rasoir » isolées.

Depuis la mise en place des systèmes de « sécurité sociale » dans les pays occidentaux hors du libéralisme économique pur, « la santé ne se compte pas » est un slogan établi dans une période longue. Le confort au quotidien des personnes est aussi un facteur pris en compte avec des éléments commercialisés en milieu de siècle. Dans la psychologie de la société de consommation, à l'époque du « tout plastique », on « libère » des contraintes le grand public y compris par l'usage d'objets comportant l'électricité et l'électronique, etc.^{[L7 2]}

À partir de la fin de siècle l'appréhension du public face aux effets des rayonnements électro-magnétiques est pris en compte généralement : aussi bien dans les espaces hospitaliers pour les patients traités et leur entourage que dans le quotidien avec l'étude des effets de l'usage intensif des téléphones portables^[105] par exemple. L'usage de l'électricité dans la société a particulièrement perturbé le corps par la lumière électrique à volonté (usage dans les élevages d'animaux), par la possibilité du travail de nuit pour l'homme en société industrielle.

Par la capacité à mesurer en fin de siècle avec des outils de la statistique de la santé et des outils de détermination des rythmes de l'organisme, en Occident une « norme » préventive de santé s'établit pour la vie (aussi bien pour les périodes d'éveil que de sommeil). Et en même temps une comparaison est faite des apports entre les différentes médecines (selon les cultures : une approche en continuation de la « philosophie de l'esprit et du psychosomatique ».

Au cours de tout le XX^e siècle, la médecine occidentale effectue une mutation profonde de sa science. La détermination des désordres de santé est augmentée par l'imagerie médicale, une perception de la visibilité du « désordre » chez le « patient » ayant été commencée au XIX^e siècle par des médecins utilisant de la lumière intense^{[note 22]}.

L'électricité est une ressource qui va être employée pour le diagnostic, celui-ci est devenu globalement une technique moins invasive avec les nouvelles façons d'examiner. Les signaux qui sont électriques sont mesurés, ils fournissent des quantités évaluées dans des références qui s'établissent au cours du temps et permettent « le bon jugement » humain. Ou bien ils fournissent par synthèse (processus mathématique) des images interprétables avec les fausses couleurs. L'électricité « physiologique » est étudiée aussi bien pour les mouvements que les sensations^{[L1d 2],[L20 2]}. L'électricité est utilisée dans la technique curative soit directement sur le corps et son système nerveux, rejoignant ainsi l' « électricité animale », soit par son usage dans des machines implantées et des appareils curatifs externes.

• 1895 : radioscopie inventeur : Wilhelm Röntgen, avec en 1896 la radiographie^[106].
• 1906 : électrocardiogramme avec un « galvanomètre à corde » par Willem Einthoven néerlandais^[107].
• 1915 : invention du premier traceur de pression artérielle instrument électrique aboutissant au polygraphe respiratoire pour la santé, et aboutissant hors d'Europe^{[108][réf. non conforme][109]} au détecteur de mensonge judiciaire (en 1938).
• 1929 : électroencéphalogramme enregistré par Hans Berger allemand^[107].
• 1929 : poumon d'acier^[110].
• 1938 : électrochocs.
• 1939 : utilisation de calamars à gros nerfs, sur l'hypothèse du sodium conducteur de l'électricité au bout des cellules nerveuses^[111] (voir Histoire de l'électrophysiologie).
• 1943 : rein artificiel, inventeur : Willem Kolff, néerlandais, utilisation efficace après 1960^[112].
• 1950 : électrodes détectrices en neurobiologie créées par L. Clark début de l'Électrophysiologie moderne^[113].
• années 1950 : audioprothèse.
• années 1950 : échographie^[114].
• années 1960 : Le bistouri électrique incise la matière organique avec un courant haute fréquence^{[48][115][réf. incomplète]} : il complète les instruments qui avec le mouvement donné par un moteur électrique percent et scient les matières dures.
• 1967 : stimulation électrique contre la douleur utilisant le champ électrique (depuis article anglais) Shealy CN, Mortimer JT, Reswick, JB « Electrical Inhibition of pain by stimulation of the dorsal columns: Preliminary Clinical Report » Anesth Analg. 1967.
• 1971 : début de l'imagerie médicale en tomographie de rayons X avec le scanner^[116].
• années 1970 : prothèses auditives implantées.
• années 1980 : cœur artificiel. Microélectrodes en implant sur le système nerveux disponibles^[113].
  Généralisation de l'endoscopie chirurgicale dans la chirurgie des viscères où le chirurgien opère en ayant une image hors du patient obtenue par un système électronique qui a été introduit dans le patient.
  Suivi généralisé de l'endormissement de la personne par l'électronique.
  Début des robots médicaux.

Fin de siècle : début de l'utilisation de la « virtualisation » par les machines informatiques pour l'apprentissage des gestes médicaux en formation initiale aux nouveaux matériels ou en formation complémentaire.

• 
  « Pour une apparence élégante et une bonne santé » annonce Harness pour son "Corset Magnétique".
• 
  Début de l'électrothérapie : le système du D^r Schnee permet de baigner les membres du patient sans le déshabiller, brevets de 1897 et 1898.
• 
  Système de cage qui permet aux « bonnes ondes magnétiques » générées par une bobine de Tesla de pénétrer dans le corps du « bénéficiaire » en 1903 usage charlatan période victorienne de l’électrothérapie.
• 
  Illustration de radioscopie en 1909 du « Popular Electricity magazine », Popular Electricity Publishing Co., Chicago.
• 
  Radiographie d'un chien aux rayons X au laboratoire central vétérinaire de Dijon 1918.
• 
  Fauteuil de dentiste, à gauche roulette électrique à câble de début de siècle, appareil à rayons X ultérieur (en vert).
• 
  Pacemaker 1958.
• 
  Tomographe à rayons X en 1989.
• 
  Tomographe d'IRM (PET-Scan à positons) vers 2000.

Épopée de l'électronique[modifier | modifier le code]

Le mot « électronique » est créé dans les années 1920 pour se différencier dans la pratique^{[note 14]} et dans la théorie du concept usuel simple d'« électrique »^{[La 17]}, c'est-à-dire « ayant rapport avec l'électricité ».

L'adjectif « électronique » désigne en général ce qui est « en rapport avec l'électron » et ses interactions au niveau atomique et leur forces d'attraction intrinsèques. Dans l'usage, le « circuit électronique » ne peut se séparer du « circuit électrique » que parce que l'électronique, — au départ une théorie scientifique et qui est devenue une industrie de fabrication — fournit des "sorties" de courant régulé et/ou de tension électrique régulée dans la "maille du circuit" par rapport au simple circuit électrique d'électricité caractérisée par une tension plus ou moins constante voire « alternative ». Les circuits électroniques sont des circuits où « circule » l'électricité continue ou aussi alternative et dont les configurations sont avec le temps dans une fabrication d'une taille géométrique de plus en plus poussée vers la petitesse, associée à une « taille de logique »^{[note 2]} de plus en plus grande, prédominante en fin de siècle. (l'Amplificateur opérationnel a permis à la mathématique « électrifiée » d'exister dans les calculateurs).

Ces circuits sont étudiés suivant l'électrocinétique dont la première loi est celle qu'établit mathématiquement Georg Ohm en 1827. Le pont de Wheatstone de 1833 dans ce sens est un des premiers circuits électroniques.

Historique[modifier | modifier le code]

En 1817, l'abbé René Just Haüy, découvre l'effet piézoélectrique. Il fut suivi en 1880 par Pierre et Jacques Curie qui font la première démonstration en laboratoire de l' « effet piézoélectrique direct » (la déformation du matériau fournit une charge électrique).

L'effet photoélectrique fut noté en 1839 par l'effet de la lumière sur une électrolyse par Antoine Becquerel. En 1887, Heinrich Hertz, avec une lampe à arc et deux objets métalliques sous tension^{[La 7]} électrique, voit se produire des étincelles. En 1899, Joseph John Thomson, prix Nobel, traduit l'effet photoélectrique par une « émission d'électrons »^[118], autrement dit une « émission électronique »^{[La 18]}.

Des cristaux semi-conducteurs sont découverts en 1874 par Karl Ferdinand Braun prix Nobel et il en fait un usage pratique ne nécessitant pas d'autre alimentation électrique dans le premier récepteur radio à galène en 1906. Le cristal convertit de l'énergie radioélectrique selon les lois de Maxwell et Herz en énergie électrique, elle-même transformée en énergie mécanique et finalement restituée en énergie sonore.

Le prélude des découvertes concernant l'électronique pratique peut être daté en 1873, lorsque Frederick Guthrie découvre la thermoélectricité et plus précisément l'émission thermoionique. Cet effet est confirmé par différents travaux J.W.Hittorf, Thomas Edison, Owen Richardson et mis en application par John Ambrose Fleming avec l'invention de la diode thermoionique, le premier tube électronique en 1904. Changement de dimension d'usage par Lee de Forest en 1906 par l'introduction de la lampe « amplificatrice de courant », la triode avec grille métallique.

La diode thermoïonique fut le début d'un foisonnement d'inventions et d'améliorations, avec de nouveaux tubes électroniques. Ils sont souvent nommés trivialement « tubes à vide », ou simplement « lampes », tous ces objets facilitèrent pendant toute la première moitié du XX^e siècle la création d'applications pratiques de certains phénomènes électriques, comme les ondes radioélectriques.

Parmi les dérivés du « tube électronique », on se doit de citer le tube cathodique, qui est à l'origine de la télévision en 1925. Il est préalablement étudié dans l'oscilloscope en remplacement des systèmes optiques à balayage de lumière classique, ainsi que pour de nombreux appareils de mesure et de surveillance des signaux électriques et électroniques oscilloscopes, moniteurs, terminaux d'ordinateur, etc. Et de manière générale l'électronique permit le traitement ainsi que l'affichage des signaux électriques et électromagnétiques.

Le premier usage réel de la piézoélectricité découverte fin XIX^e siècle fut le sonar développé par Paul Langevin et ses collaborateurs pendant la Première Guerre mondiale 1914-1918. Depuis cet effet n'a cessé d'être étudié ainsi que l' « effet piézoélectrique inverse » (la charge électrique appliquée au matériau le déforme). Cela a donné de multiples applications dans les capteurs et les transducteurs. Mais essentiellement pour l'électronique avec logique intégrée cela a fourni les "horloges"^[119] à partir de 1950 (résonateurs) des séquenceurs, y compris ceux en microprogrammation apparus dans la décennie 1970 après l'invention des circuits intégrés de transistors électroniques.

Historique de l'électronique à faible consommation d'énergie du milieu du XX^e siècle[modifier | modifier le code]

Des travaux sur les semi-conducteurs donnent la fabrication de matière en structure de « cristal dopé » par des impuretés, ce lui fait présenter des jonctions électroniques ; elles font du cristal un conducteur dissymétrique. À la suite de cela le transistor a été inventé le 23 décembre 1947 par les Américains John Bardeen, William Shockley et Walter Brattain, chercheurs de la compagnie Bell Téléphone. Ces chercheurs ont reçu pour cette invention le prix Nobel de physique en 1956. En 1958 est inventé le circuit intégré monolithique^[120]. Les premiers postes récepteurs de radio diffusion portatifs sont même, par amalgame, appelés des postes à transistors puis simplement des « transistors ».

Dès les années 1970, les transistors sont devenus des composants électroniques qui ont quasi totalement supplanté les tubes électroniques, sauf pour des applications très particulières. Dans la même période les condensateurs deviennent des « capacités » électrochimiques^[36] et facilitent l'implantation des « composants discrets » (discontinus monofonction) sur des « cartes électroniques ».

L'usage des semi-conducteurs à partir de 1950 en fit une filière de production (les composants électroniques) avec des pôles de haute technologie aux États-Unis, au Japon puis après 1980 une répartition dans le monde industriel. L'autre filière de production fut la « connectique » qui par les standards utilisés pour les connecteurs et les courants fut un des moyens d'« assurer » la croissance économique de chaque pôle industriel de l'électronique.

En un demi-siècle, les « cartes électroniques » sont devenues des « modules électroniques ». Car la « carte électronique » change de signification avec la carte à mémoire microprocesseur de Roland Moreno en 1974, devenue en 1977 par Jürgen Dethloff la carte mémoire qui augure de la « carte SIM » de la téléphonie mobile (GSM) en 1987 et aussi de la « carte bancaire » généralisée en 1992.

Après 1980 « électronique » s'applique en adaptation de sens à ce qui contient de l'« information numérisée ».

Dans le mouvement technique débuté en 1958 des « ordinateurs pour tous » à transistors^[121] on appelle « électronique » l'annuaire qui existe depuis 1983 en France^[122] par le biais de l'électricité.

Grandes évolutions[modifier | modifier le code]

Les évolutions du transistor d'origine qui part du traitement du signal se fait avec la technologie numérique. La diversité de puissance demandée donne des formulations très variées, de même que sa mise en circuit avec une logique d'automate. Cela conduira au cours de la deuxième moitié du XX^e siècle à deux aspects :

• une miniaturisation et une intégration toujours plus poussée comprenant jusqu'à sa logique de commande numérisée interne, lesquelles permettront des prouesses du point de vue de la puissance de calcul et de la capacité de communication des appareils électroniques ; cela modélisera le passage au XXI^e siècle comme l'époque de la communication sans limites, donnant le siècle de l'abondance d'information^[123] ;
• une capacité à traiter l'électricité servant de vecteur d'énergie (les courants forts) sans intermédiaire électromécanique, comme ceux inventés au XIX^e siècle : des électroaimants ou éléments à effet Joule (créés par les bilames et les rhéostats). La mécanique de commande est remplacée par l'électronique de puissance qui permet toutes les fonctions pour l'objet mécanique.

Domaines applicatifs[modifier | modifier le code]

L'électrotechnique s'applique dans l'univers des transports et du quotidien environnant pour l'homme à partir de capteurs et sondes électroniques modulant la force de l'électricité.

L'électrochimie produit des appareils électroniques de contrôle de processus électronique de courant faible ou courant fort à la place des tables traçantes^[124] à mouvements électrodynamiques.

L'électronique commence à s'associer au biologique par son étude « transversale » des effets électromagnétiques (ce qui donnera les cristaux liquides base de certains afficheurs électroniques à partir de 1975).

À partir de 1990 les écrans tactiles sont présents dans les usines et les gares et les écrans à plasma ultérieurs sont qualifiés de « haute définition (d'image) » avec leur modélisation nouvelle du pixel qui l'emporte y compris dans l'art numérique, l'art plastique contemporain mondialisé^[125].

Même l'espace interplanétaire a été conquis à partir de 1959 avec l'électronique moderne. Une cohorte de satellites civils et militaires flotte au-dessus de nos têtes assurant en 2016 de multiples services : radiocommunication sans frontière, diffusion de programmes télévisuels, système de positionnement précis (GPS), surveillance et observation de notre planète, expérimentation en situation d'apesanteur et même observation de notre Univers sans le filtre de l'atmosphère.

Et à l'opposé dans le changement de dimension par rapport à l'être humain et à son univers perceptible, à la même époque, à partir des années 1950, l'infiniment petit est étudié au niveau électronique avec l'aide de l'électronique (microscope électronique). L'application des propriétés physico-chimiques de l'atome et d'électrons qu'on impose ou qu'on arrache à la matière fournit des produits divers, des fabrications diverses, et aussi des explications diverses sur la composition et l'âge du réel observé.

• 
  tube électronique à vide.
• 
  Radio d'un navire au milieu du siècle.
• 
  Tube électronique de TV.
• 
  Quelques modèles de transistors.
• 
  Afficheur électronique.
• 
  Micro-processeur 80486 Intel, vue interne.
• 
  Console de jeux.

Éclairage[modifier | modifier le code]

L'incandescence va rester la technologie la plus utilisée dans l'éclairage par lampes électriques pendant tout le XX^e siècle^[41] après les lampes à combustible du siècle précédent. Selon la puissance demandée, elle remplace la lampe à arc électrique trop forte. La lampe à incandescence est inventée par Edison et Swan. Le brevet est racheté pour son exploitation en Europe par AEG pour faire de Berlin une mégapole (de surnom « Elektropolis^[126] ») à partir de 1882^[127] et disposer du premier réseau urbain d'éclairage au monde en taille et en qualité^{[V 4]}. Cette lampe à incandescence est déclinée au cours du XX^e siècle en d’innombrables versions pour l'éclairage aussi bien individuel, industriel, automobile, portatif que public.

Le tube fluorescent est issu de l'étude du rayonnement au début du siècle et de leur effet sur des sels, cette « lumière froide » à partir des années 1930 parvient à détrôner les lampes à incandescence pour les usages d'éclairage de locaux industriels, commerciaux ou de bureau à partir de l'étude de l'éclairage et de son coût. Il commence à être utilisé pour l'éclairage public des locaux et dans les sociétés industrielles, le « tube fluo » présentant l'avantage d'un rendement supérieur et d'une très longue vie et l'inconvénient d'une esthétique plutôt moyenne des vasques, d'un mauvais spectre visible, d'un clignotement stroboscopique et d'un bruit électromagnétique résiduel. Ces défauts lui posent une difficulté d'intégration dans les espaces confortables.

À partir des années 1930^[41], la technologie des lampes à décharge haute pression arrive à maturité et, grâce à son rendement supérieur, les lampes à décharge sont employées massivement à partir de 1970 pour l'éclairage public et les très grands espaces (stades, monuments).

Depuis les années 1970, une autre technologie, la diode électroluminescente^[41] fournit de petites sources d'éclairage ponctuelles et multicolores. Les diodes électroluminescentes seront au XX^e siècle surtout utilisées pour la signalisation des automatismes et machines. (À partir des années 1980, leurs trames constituent des panneaux publicitaires à images animées, la base des grands "écrans vidéos" extérieurs intégrés ensuite un peu partout sur le modèle de modernité des capitales mondiales marquées qui possédaient de la publicité et des journaux déroulants lumineux).

À partir de 1975, après les débuts des années 1930 correspondant à la suite de l'hygiénisme^[128] la lumière artificielle éclairant un espace devient une science chiffrable étudiée par des ingénieurs urbanistes et les sociétés fournisseuses^[129],[130] puis des ingénieurs du bâtiment sur délégation des architectes, essentiellement pour des commerces (particulièrement les centres commerciaux). Enfin, à partir de 1980, les décorateurs dans l'architecture reprennent la main.

Les années 1980 sont l'époque de la miniaturisation des tubes fluorescents^[41] rendus à la taille des lampes à incandescence, les lampes fluorescentes compactes. Elles permettent ainsi la « conquête » économique partielle des logements des particuliers suivant les plans organisationnels des états européens pour l'écologie-économie d'énergie.

À partir de 1990 apparaît le métier d'éclairagiste pour le « cadre quotidien »^[Quoi ?].

• 
  lampe à incandescence.
• 
  Lampe à incandescence halogène pour automobile.
• 
  Affichage avec tube au néon.
• 
  lampe fluo-compact.
• 
  Lampe à décharge haute pression.
• 
  Éclairage public années 1960-1970.
• 
  Quelques LED - lampes témoins.

Transports[modifier | modifier le code]

Transport guidé, Transport en commun et autres[modifier | modifier le code]

À la fin XIX^e siècle, début du XX^e siècle les grandes métropoles Paris, Londres, New York et bien d'autres, ont un grand besoin de transports en commun fiables et rapides. Les ingénieurs et financiers se lancent dans la fabrication de lignes de métro souvent souterraines, parfois aériennes (chemin de fer métropolitain). Là, la traction des moteurs électriques associée à l'éclairage électrique et la signalisation électrique assure un service public, que d'autres sources d'énergie comme le charbon et le gaz sont bien incapables de réaliser sans d'énormes inconvénients.

En surface, « lorsqu'on ne peut creuser pour diverses raisons », des lignes de tramways électriques voire de trolleybus plus maniables, pour les zones d'accès délicat assurent des services de transport de masse grâce à l'électricité énergie acheminée le long de câbles tendus au-dessus de la chaussée des rues des villes.

Entre les villes, le chemin de fer, mû exclusivement par la machine à vapeur initialement dans la plupart des cas dans les pays industrialisés, passe lui aussi à l'électricité dans ces mêmes pays. Grâce au rapport poids - puissance inédit des locomotives électriques et à la relative facilité d'ajouter des lignes de transport d'électricité dans l'infrastructure existante.
À la fin de ce siècle les Trains à Grande Vitesse TGV avec des vitesses de croisière d'environ 300 km/h seront en mesure de concurrencer les lignes aériennes court courrier.

Dans les bâtiments et les grandes infrastructures s'est développé un usage localisé du transport motorisé par l'électricité: les trottoirs et tapis roulants, les escalators et ascenseurs qui ont un bâti fixe. Certains des chariots de manutention en usine, où se trouvent aussi les ponts roulants, sont guidés.
À noter d'autres chariots qui sont des véhicules non guidés : en gare pour manipulation de bagage, en marché-gare et usine pour manutention de palettes.
Ce transport sur les très courtes distances constitue une « niche de marché ».

Transport sur route[modifier | modifier le code]

Malgré des percées remarquables dans les transports en commun guidés, l’électricité n'a pas supplanté toutes les autres sources d'énergie, faute d'avancées suffisantes dans les systèmes de stockage de l’électricité et de réseau de distribution de l'énergie électrique.

Les accumulateurs ou batteries sont l'objet des recherches incessantes tout au long des deux derniers siècles, ils n'ont relativement au stockage de charge par des condensateurs pas changé d'échelle de grandeur. Les dernières technologies de fin de siècle à base de lithium bien qu'ayant des rapports capacité poids et volume fortement plus intéressants utilisent des métaux rares disponibles en quantités limitées.

L'électricité a été une condition nécessaire à l'existence du moteur à allumage commandé, elle a fourni un confort accru par le « démarreur », une certaine sécurité avec les « clignotants » et l'éclairage avec les « phares » dès le début du siècle dans le transport automobile. L'électricité en tant qu'énergie de traction prend une petite place dans le transport sur route, individuel ou collectif, principalement avec les véhicules hybrides (moteur à explosion, moteur électrique) sur la fin de siècle.

Les véhicules pour particuliers « tout électrique » ou « rechargeables » sont cantonnés aux petits déplacements, avec plusieurs avantages : très peu de pollution directe, coût de fonctionnement très bas et souplesse d'utilisation en ville. Mais les désavantages du poids, du coût des batteries d'accumulateurs à l'achat jusqu'à la fin du XX^e siècle ainsi qu'à leur changement obligatoire (quelques années de durée de vie^{[réf. souhaitée]}), sans parler de la nécessité de recharge quasi quotidienne rapide (donc obligation de disposer d'un point de recharge au lieu de remisage), sont des contraintes qui rebutent bien des acheteurs potentiels au XX^e siècle.

Des flottes captives d'entreprise véhicules de ramassage d'ordure au début du siècle et les camions de livraison de lait en Angleterre.

Malgré les excellents rendements des moteurs électriques entre 80 et 95 %, le déplacement des véhicules réclame une quantité d'énergie hors de proportion avec le besoin de déplacement exprimé. Il est comparé habituellement au besoin de chauffage dans l'habitat. L'électrification des moyens de transport non guidés, pour particuliers et entreprises au XX^e siècle n'a pas eu lieu ; elle est subordonnée à une infrastructure alimentation en continu fiable (transport guidé) ou du même ordre que celle de l'alimentation en carburants développée dans le courant du XX^e siècle ; celle-ci fut préférée aussi bien pour des raisons économiques que de stratégie d'« indépendance » militaire et de développement économique des états^{[131][réf. non conforme]} concernés.

Véhicules électriques[modifier | modifier le code]

• Période 1900 : une voiture sur trois est électrique, dont des taxis^[53].
• 1910 premier téléphérique par la Société du Funiculaire Aérien de l'Aiguille du Midi-Mont Blanc^[132] (français).
• 1917 premiers chariots élévateurs Yale et Clark aux États-Unis.
• 1918 Yale-Fenwick en France^[133].
• période 1920 abandon des recherches sur les voitures électriques à l'Office national des recherches scientifiques, industrielles, agricoles et des inventions en France^[134].
• période 1930 à Paris, les premières bennes électriques collectent les ordures^[135].
• 1950 premier fauteuil roulant électrique (Canada), par D^r George Johann Klein^[136].
• 1955 premier sous-marin nucléaire Nautilus (américain).
• 1957 premier brise-glace civil Lénine (russe).
• 1962 premier porte-avion nucléaire Enterprise (américain)^[137].
• 1999 premier porte-avion nucléaire français, le Charles De Gaulle^{[V 9]}).

• 
  Automobile électrique allemande du début du XX^e siècle
• 
  Tramway à câble à Melbourne 1905.
• 
  Metro de Paris - vers 1940.
• 
  Bus à volant d'inertie générateur électrique à Anvers en 1955.
• 
  Brise-glace "Lénine" 1957.
• 
  Locomotive électrique en Russie 1968.
• 
  Chariot élévateur transpalette Allemagne de l'est 1975.
• 
  Téléphérique urbain à New York- Ligne de Roosevelt Island ouverte en 1976.
• 
  TGV français 1987.
• 
  Astromobile américain téléguidé sur Mars en 1997.
• 
  La première automobile japonaise hybride de très grande série 1997.

Communications[modifier | modifier le code]

Au début du XX^e siècle la communication téléphonique se développe en optimisant les réseaux : l'emploi du Réseau téléphonique commuté électromécanique automatique en France à Nice en 1913^[139] remplace les demoiselles du téléphone de ce central téléphonique. Les centraux dans le monde entier seront automatiques, avec une rapidité de transformation variable.

Le transport de données informatiques se fait par le réseau téléphonique électrique à partir des années 1960. La Commutation de paquets qui commence à remplacer les télex de 1946 à transfert de caractères écrits (codés, non photographiés) en 1972 s'appelle ARPANET, début effectif d'Internet.

À partir de 1975 en France les centraux électromécaniques seront transformés en centraux semi-électroniques puis électroniques (et les locaux réutilisés).

Dès les années 1980, la concurrence à l'électricité arrive dans le transport d'informations « voix-images-données » à longue distance : la fibre optique utilise la lumière pour transmettre avec un débit bien supérieur aux câbles en cuivre parcourus par des courants électriques. Les développements ultérieurs de cette technologie ne feront que confirmer cette supériorité. Tous les câbles de transport sous-marin et souterrain de données numériques à longue distance seront désormais constitués de fibres optiques au lieu de fils en matériaux conducteurs d'électricité.

En début de siècle, de nombreux chercheurs et ingénieurs Édouard Branly, Guglielmo Marconi, Camille Tissot, Gustave Ferrié et bien d'autres étudieront les ondes électromagnétiques découvertes par Hertz. Ils inventeront et développeront des appareils d'émission et de réception radio toujours plus performants tout au long du XX^e siècle.

Les ondes électromagnétiques sont la base du télégraphe sans fil, de la radiophonie, de la télévision et bien sûr de la téléphonie mobile actuelle.

À la fin du XX^e siècle le télégraphe, ainsi que la radiophonie analogique sont tombés en désuétude, seuls les radios amateurs et les marins amateurs qui utilisent encore les systèmes de radiophonie classique, un émetteur-récepteur analogique est encore présent sur les navires, mais en radio de secours. Pour des impératifs de confidentialité des communications, ils ont été supplantés par leurs équivalents numériques, qui bien qu'utilisant toujours les ondes radioélectriques ont été sécurisés et fiabilisés.

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  Station radio d'un navire au début du XX^e siècle.
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  L'ancêtre du téléphone début du XX^e siècle.
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  Récepteur de radio diffusion années 1970.
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  Tour de télécommunication.
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  Téléphone des années 1960-1970.
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  Minitel complément du téléphone, débuts de l'annuaire électronique et du service en ligne 1986.
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  Récepteur de radio-amateur 1990.
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  Téléphone DECT année 2000.
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  Téléphone mobile GSM année 2000.

Production industrielle[modifier | modifier le code]

L'électricité concerne les secteurs suivants (en dehors des fabrications concernant les lignes électriques et les appareils et engins électriques qui concernent les domaines de l'éclairage, de l'énergie, et de la communication) :

• la production de l'aluminium par électrolyse industrielle dès 1900.
• le zingage électrolytique industriel dès 1900. (En succession de la galvanoplastie concernant les métaux précieux des expositions universelles du XIX^e siècle utilisant comme sources d'électricité aussi bien des piles électriques que des machines de Gramme).
• le recyclage des ferrailles avec four électrique à réduction en 1920 commencé par le four à arc en 1901^[88] poursuivi en grosse capacité par le four à induction vers 1930.
• le chromage industriel utilisant l'électricité pour le dépôt anticorrosion en forte activité à partir de 1925^[140].
• l'industrie de l'eau de Javel et soude^[39] et chlore^[40] en production importante par électrolyse après 1930.
• l'électrodialyse à membrane dans la deuxième partie du XX^e siècle dans l'industrie du textile, l'industrie pharmaceutique, l'industrie agroalimentaire à base de lait et à base de fruit, l'industrie du dessalement d'eaux saumâtres^{[L15 4][141]}.
• l'industrie horlogère après la fabrication des horloges électriques à balancier électromagnétique du début du siècle bascule à partir de 1970 à la production de montres électroniques à quartz. En 1995, certaines montres comportent une conversion de chaleur humaine ou de geste en électricité.

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  Montre à conversion de l'énergie du geste avec un microscopique alternateur, 1995.

Mécanisation par l'Électricité de la production industrielle[modifier | modifier le code]

À partir de 1600 dans l'histoire des techniques la mécanisation prend place dans les manufactures où sont les métiers de la mécanique. Elles sont transformées en usines dans la technique du XIX^e siècle. Leur énergie est d'abord l'eau avec les turbines remplaçant les roues, ensuite la vapeur et le système de Watt. Mais les moyens employés pour amener la force ont été les circuits hydrauliques, les circuits d'air comprimé puis les circuits hydropneumatiques et oléo-pneumatiques autant que les circuits électriques dans l'histoire des techniques au XX^e siècle. La mécanisation avec le moyen de l'électricité^{[L39 1]} sur les machines est effective depuis le début du XX^e siècle^{[R 7]}.

La mécanisation^{[La 13]}-automatisation est dans la deuxième partie du siècle déclarée être une « nécessité économique » de la mise en système de la production^{[R 7],[note 23]}.

• 1900 machines-outils et bancs de production pour les productions à base de métal avec enlèvement de matière ou apport de matière par machines dites « à étincelles^{[R 7]} » (électriques) ou encore machines pratiquant la déformation mécanique chaude ou froide.
• 1922 visseuse électrique, outil d'ouvrier spécialisé.
• 1924 début du système des machines transfert à fonctions d'usinage varié complexe à régler par un ouvrier professionnel (dit « hautement qualifié » en France).
• 1950 système à bande de programmation électrotechnique pour la machine-outil avec ouvrier ayant pour consigne de respecter le cycle de production. Notamment sur la machine-outil de fabrication à l'unité par électro-érosion de pièces métalliques à forme précise.
• 1961 Unimate automate sur une chaîne de production chez G.M. États-Unis^[95] incluant l'électronique établie par l'ingénierie des méthodes.
• Années 1970 : Début des automates de ligne de production à imitation (anglicisme : émulation) des gestes humains.
• 1980 machine-outil à commande numérique avec système à ordinateur et opérateur.
• années 1980 robotisation des stocks d'usine en « flux tendu » d'approvisionnement des lignes de montage puis ultérieurement des stocks des vendeurs de produits finis.
• années 1990 usage industriel en ligne de production du laser pour la découpe ou la soudure précises de matières molles ou rigides, métalliques ou organiques stratifiées, antérieurement minces puis épaisses utilisant l'électronique de puissance.
• années 2000 robot d'emballage de production avec reconnaissance du produit dans les entreprises à flux continu de production variée (y compris artisanales).

Électricité dans l'Art[modifier | modifier le code]