Joseph Swan

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Joseph Swan

Sir Joseph Wilson Swan (31 octobre 1828, Sunderland, Royaume-Uni - 27 mai 1914 (à 85 ans) à Warlingham, Comté de Surrey, Royaume-Uni) est un électricien et un chimiste britannique.

Sa connaissance des composants de la cellulose lui permit d’inventer le papier photographique au bromure d'argent[1] (1864) et de produire des filaments à incandescence stables à partir de fibre de coton. Il fut le premier à inventer la lampe à incandescence classique[2] en 1879.

Biographie[modifier | modifier le code]

L'associé[modifier | modifier le code]

Joseph Wilson Swan est né en 1828 à Pallion Hall, dans la paroisse de Bishopwearmouth (en), Sunderland, de John Swan et d'Isabelle Cameron[3]. Il assista aux conférences de l'Atheneum de Sunderland[4], puis s'associa à son beau-frère, John Mawson (1819 – 1867), un fabricant de produits pharmaceutiques de Newcastle upon Tyne, pour former Mawson, Swan & Morgan. Les locaux d'origine de la société existent toujours, et sont exploités par la société suédoise de prêt-à-porter H&M : on les reconnaît facilement aux lampes électriques encadrant la vitrine sur Grey Street, dans le style Victorien. Swan habitait une grande maison du quartier de Low Fell, à Gateshead, et c'est là qu'il effectua la plupart de ses expériences[5].

Photographie[modifier | modifier le code]

En traitant des plaques photographiques humides, Swan avait remarqué que la chaleur augmente la sensibilité des émulsions de bromure d'argent. Dès 1871 il avait découvert le moyen d'employer des plaques sèches en substituant aux plaques en verre un plastique à base de nitrocellulose : par là, la photographie devenait un loisir accessible. Huit ans plus tard il breveta le papier bromure, dont les dérivés sont toujours utilisés pour produire des épreuves en noir et blanc.

En 1864, Swan breveta le contre-transfert, amélioration décisive du procédé au charbon découvert précédemment par Alphonse Poitevin, pour éviter le jaunissement des clichés[6]. Avec cette étape supplémentaire, Swan parvint à conserver aux photographies une palette de teintes maximum.

L'éclairage électrique[modifier | modifier le code]

Lampe à filament de carbone (douille E27, 220 volts, approx. 30 W) ; à gauche, allumée sous une tension de 100 V.

En 1850 Swan effectua ses premiers essais avec une ampoule d’éclairage faite de filaments de papier carbonisé branchés dans une ampoule en verre où il avait fait le vide (l’absence d’oxygène empêchant la combustion du carbone). Dès 1860, il put faire la preuve de leur bon fonctionnement, et breveta d’une part l’idée de faire un vide partiel dans l’ampoule, d’autre part l’idée d'utiliser l’incandescence d’un filament de carbone ; toutefois, la piètre qualité du vide pratiqué et l’instabilité du générateur électrique n’en faisaient pas une source d’éclairage utilisable.

Ce n'est qu'à partir de 1875 que Swan reprit ses projets d'ampoule pour l'éclairage : il pouvait désormais compter sur une pompe à vide améliorée, et envisageait à présent d'utiliser des fils couverts de carbone comme filaments. Mais ses premiers filaments présentaient une résistance électrique élevée, de sorte qu'il lui fallait de gros fils de cuivre pour les porter à incandescence[7].

Swan fit la première démonstration publique de sa lampe à incandescence lors d'une conférence prononcée devant la Société Chimique de Newcastle, le 18 décembre 1878 ; mais la lampe, après avoir brillé d'un vif éclat pendant quelques minutes, se brisa à cause de la chaleur dégagée par effet ohm. Enfin, le 17 janvier 1879, il répéta l'expérience sans casser l'ampoule : le problème de l’éclairage électrique à incandescence avec une ampoule où l'on avait fait le vide était résolu. Le 3 février 1879, il refit l'expérience en présence de plus de 700 personnes, dans l'amphithéâtre de la Société Littéraire et Philosophique de Newcastle upon Tyne, sous la présidence de Sir William Armstrong. Swan s'attachait désormais à obtenir des filaments de carbone de meilleure qualité, et étudia particulièrement la façon de les lier aux électrodes. C'est ainsi qu'il fut amené à traiter des fibres de coton pour obtenir des brins « parcheminés » : il en déposa le brevet no 4933 le 27 novembre 1880[8].

Diffusion en Angleterre[modifier | modifier le code]

L'éclairage électrique devint année après année un luxe, qui équipa d'abord les manoirs et hôtels particuliers d'Angleterre. La propre maison de l'inventeur, du quartier de Low Fell, à Gateshead, Underhill dans la rue de Kells Lane, fut la première au monde à être équipée d'un éclairage électrique. La bibliothèque de la Société Littéraire et Philosophique de Newcastle, sur Westgate Road, fut la première salle éclairée à l'électricité : ce fut pendant la conférence donnée par Swan le 20 octobre 1880[9],[10]. En 1881 il créa sa propre société, The Swan Electric Light Company[11], et démarra la production commerciale[12].

Façade originale du Savoy Theatre (1881).

Puis Swan électrifia le Savoy, un théâtre ultra-moderne dans le quartier de Westminster à Londres, qui devint ainsi le premier bâtiment public au monde à être entièrement éclairé à l'électricité[13]. Swan fournit les quelque 1 200 lampes à incandescences de la salle ; elles étaient alimentées en courant par une génératrice à vapeur d'une puissance de 88,3 kW (120 CV), montée sur le terrain vague jouxtant le théâtre[14],[15]. L'architecte du Savoy, Richard D'Oyly Carte (en), justifia ainsi le recours à l'éclairage électrique de Swan :

« Parmi les plus grands dommages affectant les plaisirs de la scène, il y a indiscutablement l'air vicié et la chaleur, qui affectent tous les théâtres. Comme chacun le sait, les brûleurs consomment chacun autant d'oxygène qu'une personne, et en outre émettent beaucoup de chaleur ; les lampes à incandescence ne consomment pas d'oxygène, et l'échauffement qu'elles provoquent est imperceptible[16]. »

La première génératrice s'étant avérée insuffisante pour alimenter toute la salle, et bien que toute la façade de l'édifice fût éclairée électriquement, on éclaira finalement la scène avec des becs de gaz jusqu'à la fin de l'année 1881. Lors de la représentation du 28 décembre, l'architecte Carte monta sur scène et cassa devant le public une ampoule allumée, pour prouver qu'il n'y avait aucun danger avec l'ampoule de Swan. Dans sa livraison du 29 décembre 1881, The Times vantait la supériorité de l'ampoule électrique sur l'éclairage au gaz, du point de vue du confort visuel[17].

La seconde résidence familiale à recevoir un éclairage électrique fut celle du plus gros industriel de la région, Sir William Armstrong : ce dernier résidait désormais dans son domaine de Cragside, dans les environs de Rothbury (Northumberland). Swan supervisa personnellement l’installation tout au long du mois de décembre 1880. Le mois suivant, il créa sa propre usine de fabrication d'ampoules électriques, la Swan Electric Light Company Ltd, dans le faubourg de Benwell à Newcastle.

Le premier navire disposant de l'éclairage Swan fut le The City of Richmond, trafiquant sur l’Inman Line (juin 1881). La Royal Navy adopta cette innovation pour ses bâtiments avec le cuirassé HMS Inflexible (en)[18] (1881 également).

Swan fut aussi le promoteur de la lampe de mineur électrique, dont il présenta le prototype devant l'Institut des Ingénieurs de Mines du Nord de l'Angleterre, le 14 mai 1881[19]. Comme ce prototype nécessitait de tirer un fil électrique, il en présenta une version fonctionnant sur piles l'année suivante[20] et d'autres versions suivirent[21]. Dès 1886, la Sté Edison-Swan commercialisait une lampe de mineur à plus fort pouvoir éclairant qu'une lampe à combustion[22], mais elle n'était pas fiable et se vendit mal : tout au long des 20 années suivantes, d'autres constructeurs prirent la relève et gagnèrent le marché des lampes électriques[23].


En cherchant à améliorer les filaments de ses ampoules électriques, Swan avait fait une autre découverte : son usine d'ampoules utilisait en effet des filaments de cellulose ; en 1881 il fit breveter un procédé pour extraire la nitrocellulose des fibres par des filières pour diminuer leur résistance électrique. L'industrie textile se servira par la suite de ce procédé[3],[24].

La Sté Ediswan et la création de General Electric[modifier | modifier le code]

En 1883, l’Edison & Swan United Electric Light Company voyait le jour. Baptisée familièrement Ediswan, elle commercialisait des lampes à filaments de cellulose, inventés par Swan en 1881. Les différentes variantes du filament de cellulose s’imposèrent à l'industrie, sauf précisément à la société d’Edison, qui continuera d'utiliser des filaments de bambou jusqu’à sa fusion avec Ediswan en 1892, pour former Edison General Electric : désormais, les ampoules à incandescence utiliseront des filaments de cellulose, jusqu'en 1906 (système Auer au tungstène).

En 1886, la Sté Ediswan établit son usine dans un moulin de jute à Ponders End, au Nord de Londres[25]. C'est dans cette usine qu'à partir de 1916, Ediswan fabrique les premiers postes radio à triode britanniques. Elle constitue ainsi le noyau de ce qui deviendra la zone industrielle de Brimsdown, où pendant des décennies va se concentrer la manufacture de triodes, de tube cathodiques, etc. Ainsi, le faubourg londonien d'Enfield s’est imposé comme l’un des hauts-lieux de l’industrie électronique britannique pendant la plus grande partie du XXe siècle. Ediswan a été absorbé à la fin des années 1920 par British Thomson-Houston[26].

Ses dernières années[modifier | modifier le code]

En 1894 Swan fut élu Fellow de la Royal Society[27], et au mois de septembre 1901, il était fait docteur honoris causa de l'Université de Durham[28]. En 1904 il fut anobli, fut lauréat de la médaille Hughes, et nommé membre honoraire de la Pharmaceutical Society. Swan est mort en 1914 à Warlingham dans le Surrey.

Notes et références[modifier | modifier le code]

Références[modifier | modifier le code]

  1. (en) JOSEPH WILSON SWAN, of Newcastle-upon-tyne, England, ENGLAND.Letters Patent No. 61,868, dated January 22, 1867 MODE OF PRlNTING PHOTOGRAPHS sur le site de google patents
  2. (en) JOSEPH W. SWAN, of Newcastle-upon-tyne, England. Incandescent Electric Lamp (Pour laquelle il obtint un brevet en Grande-Bretagne, No. 4,202, daté du 29 September, 1881,). Patent No. 260,335, dated June 37, 1882 sur le site de google patents
  3. a et b D’après Michael W. Davidson, « Science, optics and you. Pioneers in optics. Joseph Swan (1828–1914) », sur The Florida State University. Molecular expressionsTM,‎ 26 février 2004 (consulté le 16 novembre 2009)
  4. D’après Jon Plumley, « Sir Joseph Wilson Swan (1828-1914) »,‎ 2012 (consulté le 4 janvier 2015).
  5. D’après Douglas Newton, « Light and Likeness », New Scientist, no 26 octobre,‎ 1978 (lire en ligne)
  6. Cf. à ce sujet Jean Yvon Guilloux, « Le procédé au charbon », sur Galerie photo (consulté le 4 janvier 2015)
  7. D'après « Lighting a Revolution », sur Smithsonian Institution,‎ 2003 (consulté le 4 janvier 2015)
  8. D’après K. R. Swan, Sir Joseph Swan and the Invention of the incandescent electric lamp, Londres, Longmans, Green and Co.,,‎ 1946, p. 21–25.
  9. D’après Andrew Glover, « Alexander Armstrong in appeal to save Lit and Phil », The Journal,‎ 8 février 2011 (lire en ligne) :

    « The society's lecture theatre was the first public room to be lit by electric light, during a lecture by Sir Joseph Swan on October 20, 1880. »

  10. D’après « History in pictures – The Lit & Phi », sur BBC (consulté le 8 août 2011)
  11. D’après « Light Bulb History », sur Ideafinder.com (consulté le 17 juillet 2012)
  12. D’après R.C. Chirnside, Sir Joseph Wilson Swan FRS, Newcastle upon Tyne, Literary and Philosophical Society of Newcastle upon Tyne,‎ 1979, 19 p.
  13. D’après Burgess, Michael., « Richard D'Oyly Carte », The Savoyard, no Janvier,‎ 1975, p. 7–11
  14. "The Savoy Theatre", The Times, 3 octobre 1881
  15. D’après Gooday, Graeme, Domesticating electricity: technology, uncertainty and gender, 1880–1914, Pickering & Chatto,‎ 2008, p. 107
  16. D’après « Richard D'Oyly Carte », sur the Lyric Opera San Diego,‎ juin 2009
  17. D’après « Description of lightbulb experiment », The Times, no 29 décembre,‎ 1881 (lire en ligne)
  18. Cf. Kenneth R. Swan, Sir Joseph Swan and the Invention of the Incandescent Electric Lamp, 1948
  19. D’après J.W. Swan, « Swan's electric light », Transactions, North of England Institute of Mining and Mechanical Engineers, no 30,‎ 1881, p. 149–159 (lire en ligne)
  20. D’après J.W. Swan, « On an electric safety lamp, with portable secondary battery », Transactions, North of England Institute of Mining and Mechanical Engineers, no 31,‎ 1881-2, p. 117–9 (lire en ligne)
  21. D’après J.W. Swan, « On an improved electric safety lamp for miners », Transactions, North of England Institute of Mining and Mechanical Engineers, no 36,‎ 1886-7, p. 3–11 (lire en ligne)
  22. D’après « Discussion on electric lamps », Transactions, North of England Institute of Mining and Mechanical Engineers, no 36,‎ 1886-7, p. 55 – 59 (lire en ligne)
  23. D’après Jones, A. V. et and Tarkenter, R. P., Electrical technology in mining: the dawn of a new age, Londres, Peter Peregrinus Ltd,‎ 1993.
  24. D’après « Joseph Wilson Swan », sur Timmonetk (consulté le 21 juillet 2010)
  25. D’après Pam, D., The New Enfield: Stories of Enfield Edmonton and Southgate, a Jubilee History, London Borough of Enfield Libraries, Arts & Entertainment Dept,‎ 1977
  26. D'après Lewis J., London's Lea Valley: More Secrets Revealed, Phillimore,‎ 2001 (ISBN 1-86077-190-4)
  27. D’après « Library and Archive Catalogue », sur Royal Society (consulté le 23 octobre 2010)
  28. D’après « University intelligence », The Times, no 36573,‎ 30 septembre 1901, p. 4

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • Clouth, D.E., Joseph Swan 1828–1914: A pictorial account of a North Eastern scientist's life and work, Gateshead: Gateshead Metropolitan Borough Council Dept of Education, c1979
  • Swan, M.E. et Swan, K.R., Sir Joseph Wilson Swan FRS: inventor and scientist, Londres : Ernest Benn, 1929, réédité avec un appendice, Newcastle upon Tyne: Oriel Press, 1968

Liens externes[modifier | modifier le code]