Une
révolution industrielle a toujours été précédée de progrès scientifiques,
techniques et organisationnels. C’est encore le cas, aujourd’hui, avec
l’adoption de la numérisation par des pans entiers de l’économie. Informatique
et télécommunications associées portent ce phénomène qui annonce la 4e
révolution industrielle. Petit rappel historique.
La 1re
révolution industrielle
La
première révolution industrielle repose sur le charbon, la métallurgie, le
textile et la machine à vapeur. Elle démarre en Grande-Bretagne à la fin du
XVIIIe siècle, puis se propage en France au début du XIXe
siècle avant de s’étendre en Allemagne, aux États-Unis, au Japon et à la
Russie. Ce phénomène mondial est associé à d’autres bouleversements :
démographique (très forte augmentation de la population), social (migrations et
progression de la pauvreté), économique (progression importante de la richesse
globale produite), politique (luttes pour la démocratie) et idéologique
(triomphe du libéralisme). Mais l’industrie – au sens de production de masse
avec des produits finis à faible coût – n’aurait jamais vu le jour sans progrès
scientifiques et techniques.
Les événements marquants
de cette période sont : les améliorations apportées en 1705 par Thomas
Newcomen, à la machine à vapeur et l’extension de son utilisation à
l’industrie ; la première utilisation du coke à la place du bois pour
fondre le minerai de fer (Abraham Darby en 1709) ; la mise au point de la
navette volante qui augmente la vitesse du tissage (John Kay en 1733) ; la
première machine à tisser mécanique avec moteur hydraulique (Richard Arkwright
en 1769) ; encore l’amélioration de la machine à vapeur (James Watt en
1769) ; le premier essai d’une locomotive à vapeur (1804)…
La 2e
révolution industrielle
La deuxième, démarrée à la
fin du XVIIIe siècle, trouve ses fondements dans l’électricité, la
mécanique, le pétrole et la chimie. On peut ajouter l’apparition de moyens de
communication (télégraphe et téléphone) et le succès du transport collectif
grâce au développement des chemins de fer ou des bateaux à vapeur. Les moyens
de communication et de transport favorisent les échanges internationaux.
On sait produire
l’électricité depuis relativement longtemps, mais à l’aide de piles. L’invention
du Belge Zénobe Gramme, la magnéto Gramme, présentée le 17 juillet 1871 à
l’Académie des sciences de Paris, est majeure car la production de
l’électricité devient mécanique. C’est une machine rotative mue par une
manivelle. Ses perfectionnements ultérieurs ont en font une dynamo industrielle
(1873) générant du courant continu et « sa réversibilité
en moteur à courant continu, puis de l’alternateur générateur de courants
alternatifs polyphasés au moteur à induction biphasé puis triphasé qui a pris place
dans toutes les usines » (cf. Wikipédia). Associée à la
distribution du courant, l’invention de Zénobe Gramme fait de l’industrie
aujourd’hui une commodité incontournable.
En 1878, Thomas Edison met
au point la lampe à incandescence. Fini les lampes à arc électrique, lampes à
pétrole et gaz pour l’éclairage public. En 1881, un des ingénieurs de l’Edison
Company, Lewis Howard Latimer, améliore le procédé en brevetant la première
ampoule à incandescence avec filament de carbone.
À propos du moteur à explosion :
Jean-Joseph Lenoir invente un nouveau type de moteur qu’il construit en 1859.
Le brevet, déposé en 1860, porte sur un système de moteur à air dilaté par la
combustion de gaz enflammé par l’électricité. Pierre Hugon fait breveter un
moteur du même type, mais fonctionnant au gaz. L’Allemand Nicholaus Otto
réalise en 1876 le premier moteur à combustion interne. Ce sera le départ des
moteurs véritablement automobiles.
Parallèlement, l’ingénieur
Frederick Winslow Taylor invente, en 1911, le taylorisme, une organisation
scientifique du travail qui permet d’augmenter la productivité des salariés, et
Henry Ford instaure le montage à la chaîne qui réduit le temps de construction
de son modèle Ford T de 6 heures à 1 heure 30. L’ouvrier devient statique et assemble
les pièces qui défilent devant lui.
La 3e
révolution industrielle
Une troisième révolution
se produit au milieu du XXe siècle, dont la dynamique vient de
l’électronique, des télécommunications, de l’informatique, de l’audiovisuel et
du nucléaire. Ils rendent possibles la production de matériels miniaturisés, de
robots et l’automatisation poussée de la production, le développement des
technologies spatiales et celui des biotechnologies. Partie des États-Unis,
puis du Japon et de l’Union européenne, la troisième révolution industrielle a
vu naître également Internet, au crépuscule du XXe siècle.
Le véritable démarrage de
l’électronique miniature date de l’arrivée du transistor (et des circuits
intégrés). Il est sorti des Bell Labs en 1948. Il est à l’origine du
microprocesseur, pièce maîtresse de tous les produits électroniques dits
intelligents, notamment les ordinateurs (Eniac, premier ordinateur tout
électronique inventé en 1946 par Presper Eckert et John William Mauchly ;
premier micro-ordinateur inventé en 1972 par le Français Henri Lilen de société
R2E, société créée par André Truong, lui aussi français). Les
télécommunications, de leur côté, firent de grands bonds avec
l’autocommutation, le passage de la commutation de circuits à la commutation de
paquets (à l’origine de Télétel et Internet) et de la mobilité. L’informatique
en général et la commutation de paquets en particulier n’existerait pas sans
l’invention du datagramme – bloc de données élémentaires – par le Français
Louis Pouzin.
Deux produits ont
particulièrement impacté la production industrielle : l’automate et le
robot. Inventé en 1968 par l’Américain Richard Morley, l’automate programmable
industriel (API), destiné au contrôle-commande d’une machine ou d’un processus,
s’est imposé dans toutes les industries, puis au fil du temps aux transports, à
la gestion technique des bâtiments, etc.
Le robot industriel, sorti
de l’imagination de Georges Devol et le visionnaire Joseph Engelberger, fut
d’abord destiné aux opérations de manutention, puis aux tâches de
production : soudage, assemblage, etc. Unimate, le premier robot
industriel fut installé en 1959 dans l’usine de General Motors de Trenton, dans
le New Jersey.
La miniaturisation des
instruments de mesure et de production, associée à l’informatique (et parfois
au nucléaire) ont permis le développement des biotechnologies. De leur côté,
les sciences du vivant ont également beaucoup progressé.
En termes d’organisation,
signalons le Toyota Product System (TPS) qui a vu le jour au lendemain de la Seconde
guerre mondiale, au Japon. C’est la recherche de la performance (productivité,
qualité, délais, coûts) par l’amélioration continue et l’élimination des
gaspillages. Cette méthode a fait des petits : Lean Manufacturing, Lean
Management…
La 4e révolution
industrielle
La dernière révolution
industrielle est en train de prendre forme sous nos yeux, à l’aube de ce XXIe
siècle. Elle sera mûre au plus tôt vers 2020. Toutes les briques technologiques
sur lesquelles elle est bâtie sont là. On peut la résumer par la numérisation
poussée à l’extrême des échanges économiques et productifs.
L’Industrie 4.0 suppose
une intégration horizontale. On réalise tout de A à Z en interaction entre les
produits et les machines, et les machines entre elles. Nous sommes dans un
système global interconnecté. Le produit fini, qui sera personnalisé, pourra
aussi communiquer avec les machines dans sa phase de réalisation. On parle
alors de « Smart Product ».
Expliquer tout cela, c’est l’objet de ce premier numéro de
Smart-Industries.
Ce que la 1re révolution industrielle doit à
Denis Papin
On attribue
rarement la découverte de la machine à vapeur à Denis Papin. Il a pourtant
publié, en 1690, un article intitulé « Nouvelle manière de produire à peu
de frais des forces mouvantes extrêmement grandes ». Les inventions du
cylindre pneumatique (qui met en évidence la puissance mécanique que l’on peut
tirer de la transformation de l’eau), de l’invention, dix ans plus tôt, du
digesteur (vapeur sous pression qui donna l’autoclave) et du sous-marin font de
Papin le premier qui a posé toutes les bases de la machine à vapeur. En 1698,
Thomas Savery dépose un brevet sur une telle machine servant à pomper l’eau. En
1705, en collaboration avec Thomas Newcomen, il étend le champ d’application de
la machine à vapeur à l’industrie. Beaucoup plus tard, en 1769, l’Écossais
James Watt améliora considérablement cette technique.
