Histoire de l'électricité

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La section « Histoire » de l'article Électron est une chronologie détaillée de l'étude expérimentale de l'électricité.
La foudre, manifestation spectaculaire 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 partout présente, très discrète la majorité du temps, 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 connus 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.

Cet article se propose de retracer les tentatives des hommes pour comprendre, contrôler, utiliser et rationaliser ce vecteur d'énergie, devenu totalement incontournable depuis le milieu du XXe siècle.

Sommaire

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 - potentiel[1]. Depuis, « la » foudre 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 1], 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 » a pour racine le mot grec « êlektron » (ήλεκτρον) qui désigne l'ambre jaune, une résine fossile possédant des propriétés électrostatiques. 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, vers 600 av. J.-C., Thalès de Milet se voit attribuer la paternité de la réflexion sur l'électricité, 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 IIIe 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 inaccessibles.

Électricité en Mésopotamie[modifier | modifier le code]

Les mésopotamiens au IIIe siècle av. J.-C. utilisaient de curieux objets, surnommés aujourd'hui, «pile électrique de Bagdad ». Ces poteries sont nommées ainsi depuis que quelques archéologues du XXe 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.

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

En Chine, voir le Classique des documents, les propriétés magnétiques sont utilisées par les devins à partir des IIe et Ier siècles av. J.-C., pour fabriquer uniquement des tables de divinations magiques sans usage pour l'orientation dans l'espace. Mais de là dérive la première boussole qui indique le sud : elle est perfectionnée après le Ier 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 XIe siècle, cela relance l'étude du magnétisme. L'effet des éclairs lumineux pendant les orages sur le comportement de l'aiguille de la boussole est consigné par les navigateurs[2].

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 Ier (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.

Renaissance[modifier | modifier le code]

La naissance de la science expérimentale reproductible en dehors du raisonnement abstrait philosophique propre à l'Antiquité apparaît au XIIIe siècle, elle est associée à l'alchimie opératoire. En Angleterre Robert Grossetête amorce cette voie par la géométrie et en France Roger Bacon [note 2] prône la nécessité de la mathématique (en plus de l'énumération, ces moines font usage de la numération de leur époque, un système devenu plus aisé que le système grec-romain).

XVIIe et XVIIIe siècles[modifier | modifier le code]

Un tournant historique[modifier | modifier le code]

Le XVIe siècle [extrait 1] « temps des inventions » de la Renaissance avait été précédé par une inventivité forte pour ce qui concernait la science de la construction qui avait expérimenté des méthodes pour lutter contre la pesanteur.

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 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 ».

L'utilité de la connaissance, si elle prend son sens économique pour l'échange des matières et des fabrications, n'est pas, à l'époque naissante de la philosophie des Lumières, du tout appliquée en prévision économique sur la connaissance de ce que sont les rapports entre force, énergie, mouvement. 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 par les évolutions de la numération et des calculs et pose la notion de continuité et de rupture dans un déterminisme total. L'utilité des phénomènes électriques expérimentés est essentiellement celle du plaisir de la connaissance[3] et de sa mise en spectacle[V 1].

Dans la période entourant 1600, variable selon la région d'Europe, un large courant culturel de progrès pour séparer l'imaginaire de la réalité s'établit, avec les cabinets de curiosités, une trentaine en Europe, 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 XVIIIe siècle[E 1].

Débuts de la théorie[modifier | modifier le code]

En 1600, William Gilbert assimile la Terre à un gros aimant[4] expliquant les pôles Nord et Sud. Lorsqu'il étudie les boussoles, il compare les attractions d'un 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"[2]. De là nait ce qui s'appelle l'électricité[V 1].

Depuis 1646 en Angleterre le terme « électricité » est employé dans la trilogie « gravité, magnétisme, électricité »[note 3] dont Isaac Newton [extrait 2] ,[extrait 1] est un des mathématiciens-philosophes.

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 compare avec les éclairs[2]. Une lumière a probablement été vue à partir de cette machine.

En 1669, Hennig Brand découvre le phosphore, avec la lumière qui en est issue[5].

En 1676, Ole Christensen Rømer évalue la vitesse de la lumière à l'Observatoire de Paris[6].

Entre 1676 et 1689 Gottfried Wilhelm Leibniz le mathématicien-philosophe 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, les perceptibles comme les immatérielles.

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 (électricité résineuse venue de l'ambre et du soufre, électricité vitreuse ou vitrée venue du verre).

En 1746, le docteur Maimbray en Écosse procède à l'étude de l'effet de l'électricité sur deux plantes, en prémices de l'« électroculture »[extrait 3]. Dans cette période des suppositions sont établies de l'existence de l'électricité dans le corps vivant[note 2] faites à la suite de l'usage de machine électrostatique.

En 1747, Jean le Rond D'Alembert établit l'Équation de d'Alembert de propagation d'onde. (elle est analogue aux quatre équations de Maxwell du XIXe siècle)[2].

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

Vers 1770 une expérience de Luigi Galvani, en Italie, va avec des cuisses de grenouilles mises en contact avec différents métaux, mettre en évidence le 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].

Cependant en 1773, le chimiste Henry Cavendish en Angleterre a fabriqué une "maquette" de poisson-torpille avec des bouteilles de Leyde (connues depuis 1745) imbriquées enterrées. Et une "électricité" de même nature que la foudre -puisque venant du système du ciel et du sol- y a été constatée avec les mêmes effets contractants (environ 2 500 V) que l'électricité animale du poisson-torpille (environ 250 V)[V 1].

En 1799, Alessandro Volta invente la pile électrique en empilant alternativement des disques de métaux différents (cuivre, zinc) séparés par des disques de feutre imbibés d’acide qui sont l'image des petits muscles du poisson torpille.

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[note 4]. Il met au point le premier objet qui fournisse de l' « électricité » sans transformation d'un mouvement mécanique et de façon continue : la pile voltaïque ancêtre de la pile électrique[V 1]. Le « fluide électrique » ayant des « goûts différents sur la langue» selon leur inventeur (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 : l'électricité statique[modifier | modifier le code]

une machine de Ramsden électrostatique à disque en verre frotteurs en cuir, peignes collecteurs et éclateur à l'arrière

Les premières recherches factuelles concernant l'électricité avant l'avènement de l'électromagnétisme, se focaliseront sur la charge électrique des objets donnant les 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 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. 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] chaise isolante sur laquelle se tient une personne portant une couronne métal produisant un halo (d'électroluminescence dû au champ électrique), spectacle du physicien Georg Matthias Bose [note 5],[7].

Démonstration d'une machine d'"électricité médicale" par George Adams (en) [note 6], dans son livre « An Essay on Electricity, to which is added an Essay on Magnetism » (1784). Gravure de J. Lodge, (1799).

L'utilisation médicale 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 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 a établi que le « fluide électrique se déplace en surface »[2] - et les constats d'existence de l'électricité donnés par les électroscopes, mais avant les travaux d'Alessandro Volta, 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 permettant la vérification de sa loi en indépendance de la nature de l'électricité en discussion : animale ou foudroyante, positive ou négative.

Conduction électrique[modifier | modifier le code]

Au XVIIIe 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 [note 7] », en 1720, 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 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[8].

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, l'électricité est théorisée comme un élément à charge de deux natures : électricité positive et électricité négative qui s'annulent mutuellement et fournissent une force puissante entre la machine de charge et la planète Terre. Il s'agit du « fluide électrique » en excès ou en défaut dans la matière (dont la nature "atomique" n'est pas envisagée au XIXe siècle[2]). 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") » de la bouteille[2]. Fin du XVIIIe siècle, on s'interroge beaucoup sur le lien entre l'électricité et la vie, on marque de l'intérêt pour les « poissons foudroyants »[9].

XIXe siècle[modifier | modifier le code]

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

Au cours de ce XIXe siècle, la formalisation des phénomènes électriques et magnétiques s'appuie sur une structuration de conception par l'esprit en Occident : la « pensée moderne ». Elle a pour maxime[extrait 4] institutionnelle « Scientia et Labore » (savoir et travail -lat.). Elle est une reprise et continuation de la théorie de[extrait 2],[note 8] Newton constituée en mode de pensée analogique - partant de phénomènes ordinaires tels que les courants d'air légers pouvant emporter une plume et la pomme qui tombe et aboutissant au CQFD des mathématiques. Cette théorie donnant les lois de l'électricité est celle des flux, les fluides ou forces associés aux distances géométriques sans transport de matière, et des entités - (quantités définies unitairement) toutes mesurables même si non visibles et sans masse perceptible. La réforme de la science chimique et physique à la Révolution française élimina la théorie culturelle des « quatre (ou cinq) éléments » et des « humeurs ». Avant cela historiquement, la conception du « plein » et du « vide » posait un questionnement au XVIIe siècle avec par exemple la formulation de l'atmosphère terrestre en épaisseur, forme et consistance (l'invention du corps physique « gaz » est débutée par un médecin vers 1670 qui amorce la substitution de la chimie[10] à la place de l'alchimie). Au XIXe siècle cela se poursuit dans la science pour les deux éléments métaphysiques préalables à la démarche de Newton[11] du « rien » et du « quelque chose », résolus ultérieurement à l'aide de la théorie des ensembles mathématiques qui produira une image correcte de la réalité. Physiquement « le plein » a une transparence à la lumière qui est un problème, et pour « le vide » la conduction de rayonnement attend aussi une explication, et ils peuvent véhiculer des « fluides ». On fait alors usage des inventions pratiques comme celle de l'« éther »[note 10] ultérieurement) et de l'ion[12] (dispositif qui sera reconnu « vrai » lorsque les moyens techniques le permettront). On effectue une théorisation déterministe de « savoir exact » et qui s'appelle la « Science »[13]. On applique cependant la terminologie grecque qui était, elle, issue de la pensée philosophique de la création « sacrée[extrait 2] » en même temps que se formule une religion [14] dogmatique[note 1] du progrès humain[extrait 4] par la science[note 11] pour dire le « pourquoi » des choses avec des concepts de « principe universel »[15] en équivalence avec celui de la religion (Scientisme).

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. Ainsi naît la houille blanche, par analogie de pensée expérimentale avec le courant puissant de l'eau et de ses chutes canalisées, effective au tournant du siècle à partir de la Suisse et l'Autriche puis la France, par le turbinage électrique, qui continue le modèle des moulins mécaniques vent et eau très implantés dans l'industrialisation naissante au Moyen Âge.

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 »[16]. En 1831 Michael Faraday aborde la notion de « courbes magnétiques » avec la limaille de fer jetée sur un papier au dessus d'un aimant : elles dessinent des « lignes de force » du « flux magnétique » comme sur une carte géographique. La notion de « champ » est née[17].

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'utilité économique (brevet) des phénomènes que constituent[3] le « courant électrique », le « champ électrique », le « champ magnétique » et, les « ondes », est la 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[18] 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[19] [19] 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 »[2]. La curiosité sur les phénomènes dans leur ensemble se poursuit, elle amène à quantifier pour former leurs caractéristiques : ainsi la vitesse de propagation de l'électricité est l'objet de recherches analytiques[note 12]. En 1832 Joseph Henry crée l'unité de mesure d'induction électrique qui servira à calculer tout ce qui utilise l'« électromagnétisme »[note 13].

L'électricité est un nouveau média technique qui permet la communication à distance dès le milieu du XIXe 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[20] avec son usage généralisé après la première liaison Baltimore-Washington aux États-Unis (1844)[21]. La téléphonie se développe[note 14], elle permet une télécommunication instantanée installée dans des zones d'habitat dense.

L'électricité peut devenir à la fin du XIXe siècle une énergie produisant des mouvements mécaniques à source distante, le hasard de l'installation[22] d'un « circuit électrique » entérine le constat de la conversion pratique en énergie cinétique et de la réciprocité. Cet usage s'ajoute à son utilisation déjà constatée en effets calorifiques, lumineux et chimiques. C'est l'aboutissement du développement induit des industries des matériaux conducteurs avec le développement des ateliers et usines d'emboutissage et de tréfilage d'alliages de cuivre amagnétiques et d'aciers résistants (fils électriques, résistance[23]). En même temps que s'effectue la croissance de l'industrie des isolants électriques avec le développement des industries du verre, de la porcelaine-céramique, du caoutchouc. À ces matériaux s'ajoutent au début du XXe siècle la bakélite et les vernis puis les huiles pour la science du bobinage[note 15]. La science mécanique des plaques et coques et profilés métalliques assemblés est mise à profit, l'industrialisation devient possible. L'électricité peut alors sortir de sa production utile , que cela soit pour des communications ou de la lumière etc, jusqu'alors essentiellement obtenue par des effets de réactions chimiques pour entrer dans la conversion d'énergie physique.

Le transport d'électricité change le paysage -sur des distances qui peuvent être longues selon que l'énergie vienne du charbon ou de l'eau[note 16]-. Les zones urbaines commencent à se plus fortement différentier encore à la fin du siècle : l'habitat somptueux nouveau est dans cette pratique fortement ostentatoire du luxe de l'électricité pratique et confortable notamment par les premiers gratte-ciels. Et la banlieue industrielle (qui se différencie des faubourgs artisanaux) est une zone qui se définit par le fait de l'usine fabricant son électricité pour la livraison à soi-même et qui agglomère autour d'elle l'habitat de ses ouvriers, géré par elle ou installée « par la force des choses » en « mitage » de la campagne[note 17]. Au moment où on détermine que l'électricité et la lumière sont liés parce que le plus petit élément porteur d'électricité va à la « vitesse de la lumière »[24] s'ajoute à la fin de siècle l'étude de la radio-activité dans ce qui poursuit la mise en théorie du « quelque chose » qui est « électricité » en dualité onde-corpuscule.

Conduction électrique[modifier | modifier le code]

En 1827 Georg Ohm publie[note 18] et énonce la loi des courants électriques en circuit sans composant électromagnétique, la loi d'Ohm. Elle deviendra après le XIXe siècle la loi fondamentale des circuits par l'extension de son concept philosophique appartenant à « l'école du contactisme[12] », 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 1874, Friedrich Kohlrausch[25] établit la loi sur la conductivité des électrolytes[26]. En 1887, Svante August Arrhenius élabore la théorie acide/ base de la dissociation ionique[26]. En 1889, Walther Nernst formule la dynamique électrochimique[26].

La théorie de l'ionisation se met en place à partir du milieu du siècle. Elle définit « l'école du chimisme[12] », elle représente une pensée[27] 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 5] 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 en fin de XIXe siècle : les télécommunications ont fait leurs essais avec l'emploi des matières rigides traditionnelles (verre, porcelaine, 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 les 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 XXe siècle[28]).

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

En 1820, Hans Christian Ørsted formalise la relation entre électricité et magnétisme[29]. 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[2].

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 [2], 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 de M. Ampère (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 »[30].

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[note 19]. 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 6] (en se séparant de la « religion naturelle » qui fut celle de Newton[31]).

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, par la création d'ondes de 60 cm de longueur et leur réception, la théorie de Maxwell des ondes électromagnétiques jusque-là non certifiée[12].

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

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

Le schéma de la roue de Barlow

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 [32]. 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 (en) 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.

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

Électromoteur de Gustave Froment 1844.

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 , 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.

Machines électromagnétiques 1885-1890.

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 en , dans le no 19 de la revue Nuovo Cimento. 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 , il présente à l'Académie des sciences de Paris la première génératrice industrielle de courant continu, que l'on appela 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]

Article détaillé : Histoire de l'électrochimie.

Après l'invention par Alessandro Volta de la première source de courant continu par la pile électrique en , la première électrolyse de l'eau a été réalisée en [26]. Dans l'esprit de l'époque on conduit tout au long du siècle une expérimentation sans à priori. Elle se passe dans les laboratoires et aussi dans la vie pratique, comme solution à des problèmes variés[33] .

Dans ce qui va être l'électrochimie, les gaz dégagés par le processus peuvent être nocifs ou explosifs : ce sera une constante préoccupation de son développement jusqu'à la période contemporaine. Les générateurs électrochimiques produisent une électricité utilisable de tension et d'intensité augmentées par l'évolution de leur formulation par des métaux et électrolytes différents.

En , William Cruikshank conçoit la première batterie électrique cuivre/zinc à bacs de saumure ou d'acide qu'il va vendre. Peu après est découvert expérimentalement[note 20] 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 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[26]. 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[34] mise au point après les travaux expérimentaux de Robert Wilhelm Bunsen en . 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 Péchiney[35],[36] dès la fin de siècle[37]. La « chimie minérale » des nouvelles molécules extraites et découvertes par l'électrolyse avec l'électricité donne une production industrielle qui s'étend[38] : 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 on met au point « l'électrode à hydrogène » qui permet de faire les premières mesures de pH[26].

Comme alternative à la pile, le premier générateur efficace mais qui s'« use » irrémédiablement[note 21], Gaston Planté invente en 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.

Boîte d'appel d'urgence police et pompiers. Ce télégraphe Gamewell qui à partir de 1870 équipe les villes aux États-Unis est encore au XXIe siècle en fonction, en autonomie d'alimentation électrique et de réseau, avec une numérotation automatique du secteur concerné déclenchée par un cadran à ressort.

Avec la formulation de 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.

Première lampe électrique à incandescence.

En dernier tiers du XIXe 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 électrique en (arc provocant une incandescence forte avec combustion lente ponctuelle des électrodes[39])[2] par Humphry Davy (ce chimiste anglais travaille dès avec des piles de Volta mises en série pour obtenir une décharge continue puissante[note 22]). 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 , il présente la première lampe électrique à incandescence (avec filaments de carbone) développée avec[V 1] 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, en Europe, une centrale hydraulique de 7 kW est construite à Saint-Moritz. Dans les années 1880 Aristide Bergès qui est un industriel papetier turbinant l'eau pour ses "moulins à papier" promeut le concept de Houille Blanche[40].

Transformateur (déri-Bláthy-Zipernovski, Budapest 1885.)

En 1881, la France organise, entre le 1er août et le 15 novembre, une Exposition internationale d'Électricité[41] 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[42]. La même année, Lucien Gaulard, chimiste de formation, présente à la Société française des électriciens un « générateur secondaire », dénommé depuis transformateur[43]. 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 , 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 (133 Hz) alimentée par du courant alternatif 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 , 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.

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[44].

Électricité et la santé au XIXe siècle[modifier | modifier le code]

Illustration représentant la machine à contractions musculaires sur un muscle à la fois de Guillaume Duchenne dans son ouvrage « De l'électrisation localisée et de son application à la physiologie, à la pathologie et à la thérapeutique. », 1855.

Dans le même esprit que celui du magnétisme animal, dans le début du XIXe siècle la magie de l'« électricité animale » se poursuit avec par exemple 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 Bischoff médecin allemand. 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 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 XIXe siècle avec Wilhelm Erb qui en est l'auteur d'un important manuel (Handbuch der Elektrotherapie).

La première cautérisation avec l'effet Joule donné par l'électricité est réalisée[45].

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

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

Des ingénieurs de la Poste britannique inspectent l’équipement de télégraphie sans fil (radio TSF) de Marconi, le 13 mai 1897. C’était la première démonstration au monde de la transmission de signaux de radio pleine mer, entre Lavernock Point et Flat Holm Island, sur une distance d'environ 5 km.
On trouve dans le fond l’émetteur à étincelles, à droite une bobine d’induction qui crée des étincelles entre les boules à gauche de l'éclateur Righi relié à l'antenne. Un interrupteur permet l'écriture Morse. Au premier plan se trouve le récepteur avec un détecteur d'ondes radio à limaille connecté à une batterie et un relais (objets cylindriques à côté) du circuit secondaire du traceur papier pour Morse (Centre). L’homme assis lit la bande.

Au cours du XIXe 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[46].

Le téléphone utilise des câbles du télégraphe au début de son histoire[46]. Sa portée est moindre que celle du télégraphe [note 14] 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[47].

En 1887, David Edward Hughes utilise un éclateur pour produire un signal radioélectrique, il atteint une portée de 500 m. Le , Heinrich Rudolf Hertz, dans 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 », T.S.F, la radioélectricité, base de la majorité de nos systèmes de communication modernes.

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

À la fin du XIXe 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[48]
  • après 1880, premières voitures électriques.
  • 1888 première installation de transport par funiculaire à câble avec moteur électrique dans les Alpes[49] (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[50]
  • 1894 électrification des tramways zurichois (suisses).
  • 1899 premier chemin de fer européen entièrement électrifié des "Chemins de fer Berthoud-Thoune" (suisse 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[51]
  • période 1900 une voiture sur trois est électrique, dont des taxis[52].

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

Nikola Tesla en 1885.

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 23] 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[53]. 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. Et 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 »[53], c'est la société Edison qui met au point la première chaise électrique[54] qui va exécuter le condamné à mort William Kemmler le .

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 détriment de l'intensité du courant et donc de diminuer énormément les pertes par effet Joule lors du transport sur de grandes distances. En 1889, mise en service de 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 SI, 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 seconde révolution industrielle, ces développements industriels vont permettre 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 tel que publié dans le Dictionnaire de l'électricité de R. Lefèvre (1895) montre la très grande créativité de cette époque concernant les usages de l'électricité, avec nombre d'applications aujourd'hui disparues comme :

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

Illustration représentant le premier compteur commercial d'électricité vendu en Angleterre en 1888, extraite du livre "Forty Years of Electrical Progress" auteur Adams Gowans Whyte, 1930.

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

1877 : le rhéostat est un engin exploité pour moduler la puissance[55] des machines. Les alliages métalliques dont le fameux maillechort utilisé pour fabriquer des pièces mécaniques servent de fil de résistance [56] avec dispersion d'énergie calorifique. La notion de « résistance morte » apparaît : un composant actif qui n'a pas de caractère électromagnétique dans le circuit .

1889 : Michail Ossipowitsch Doliwo-Dobrowolski, électricien russe, invente le premier moteur asynchrone à courant triphasé à cage d'écureuil (à partir de 1891[57] construit industriellement). En fait le moteur asynchrone était « dans l'air ». Qui fut réellement son inventeur ? Tesla, Ferraris ou Doliwo-Doborwolski?

1891 Allemagne : 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 au XIXe siècle[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Réseau électrique.
Le premier pylône électrique d'une usine hydroélectrique à San Juancito, région minière d'or et argent au Honduras vers 1888.

L'énergie électrique utilisable à distance implique un approvisionnement, envisageable depuis l'exposition de Vienne en 1873. La science de la construction calculée[R 1] 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). 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 »[58], un facteur d'agrément).

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 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[59].

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 sur une zone (en monopole géographique-oligopole). L'étape de la mécanisation dans la société 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[note 24].

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 3].

XXe 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 XXe siècle. Y compris en « cherchant ce qu'il faut chercher » (système) à partir du milieu du 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[60]. 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[61] ». La politique est centralisatrice en Europe et Asie depuis le siècle précédent avec la constitution-consolidation des Empires à volonté coloniale[61].

C'est toujours une démarche autant pragmatique que scientifique de progrès, où le hasard a sa part cette fois en termes de pari sur la statistique (définie depuis le XVIIe 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 et des moulins impliquant le déplacement d'une chose n'est plus un problème philosophique : pour les hommes on trouve le navire ou bien la roue avec une « sorte d'ailes », ailes qui ont une fonction inverse de ce que fait l'oiseau dans la nature. Une façon reprise par 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. Ce qu'est la puissance et l'énergie prend une place considérable dans les acquis d'à peu près toutes les sciences. L'électricité devient [62]« 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 »[63]; elle avait été essentiellement électrochimique dans la phase économique initiale du XIXe 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.[64]. L'électricité fait alors partie des ressources disponibles de l'habitat humain dans tous les pays du monde[note 1] avec l'univers de la « fée électricité »[58], 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 suite aux 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[65] 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 XXe siècle; Le « sentiment positif » venant de la puissance domestiquée produit cependant aussi un « imaginaire négatif »[66], 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.

Sur le fond, la tendance historique, depuis le XVIIe siècle avec des acteurs comme Leibniz, est de fournir pour la Science une théorie unique fournissant la synthèse de tout phénomène observable[extrait 6]. Par le fait, la mise en théorie du monde évolue et se fait en théories spécialisées, celles de la "recherche appliquée". Par le fait, la théorie électrique-électronique ondulatoire/particulaire de la matière a été constatée avec les « rayons « X » » à la fin du XIXe siècle.
Puis elle a été expérimentée dès le début du siècle : en Angleterre par la lumière de diode (en), 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[67] permettront après cette époque la vision de l'« infiniment petit » avec la microscopie électronique [68] qui touche tous les secteurs de la science qui se constitue, de la géologie au monde du vivant.

Cette mise en théorie des phénomènes physiques aboutit comme pour tous les phénomènes d'art et d'industrie structurant un groupe humain a un positionnement politique d'utilisation sur les deux aspects majeurs d'une société développée d'hommes industrieux avec la performance comme valeur positive. D'un côté le pôle pacifique scientifique de l'usage de l'électricité pour « le bien de l'homme ». Et de l'autre côté le pôle belliqueux scientifique de l'usage de l'électricité pour l'« appropriation-protection tribale » selon les traditionnelles méthodes de la force et la ruse. 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[69]. Les transactions quasi instantanées à distance sont possibles dans le système productif capitaliste devenu économiquement fort avec un accroissement rapide la population[70]. 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 XXe siècle, l'électricité est un des éléments de progrès qui permet d'habiter des zones arides[note 25].

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 fut les « leds », les « lampes témoin », apparaissent les diodes utilisables pour leur niveau d'énergie lumineuse. Ces diodes émettent toutes les couleurs en fin de siècle et 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 XIXe siècle, puis dans la facture de quelques instruments avant la deuxième guerre mondiale, mais dont l'importance culturelle est un tournant majeur de l'art, en créativité comme en 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 le genre humain, les hommes du XXe 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[71]). 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 effort encore pour parvenir à la chosification de l'individu dans la masse qui l'englobe par la mise en équations de l'"image" de chaque personne donnée par "ses" chiffres qui permet alors une classification temporaire associée alors utilement à des processus, des usages. Ce que l'on appelle la « réification de l'individu par la numérisation » dans laconception « lobbyiste ».

Le changement de modernité dans la vie courante.

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 »).

Le XXe 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 disparait.

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 »[72]. 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 son existence mais sa disparition en tant que ressource "normale" comme l'air ou l'eau[73]. 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 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 XXe 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 instutionnelle sur les effets de l'électricité et de la lumière électrique sur le monde du vivant dès le début du XXe siècle[extrait 3] (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 XXe siècle au XXIe siècle l'électricité est utilisée tout aussi bien pour les autres usages des plantes faits par les hommes urbains.

Le XXe 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 XIXe 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 XXe siècle au XXIe siècle cela dans le même temps où les prothèses de corps robotisées apparaissent.

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 XXe siècle de la connaissance scientifique, dont le côté dogmatique[14] reste fort. Après avoir fait l'objet une vision d'économie planifiée plus ou moins affirmée selon le pays[74], l'électricité aboutit à la « virtualisation » de la société avec [V 4]création selon certains points de vue des « homo numericus » et la mise à disposition de la connaissance par le développement des modes de représentation comme le « bureau sans papier » après le « bureau efficient » qui achève la période de transmission exclusive du savoir et de l'information par le papier imprimé, y compris dans l'économie du secteur tertiaire devenu prédominant en termes de richesses produites dans les sociétés à modèle industriel.

Électricité devient mathématique[modifier | modifier le code]

L'ENIAC vers 1947 où le câblage électrique physique établissant le programme du calcul à exécuter utilise un système des « portes logiques» OUI-NON-ET-OU à tubes électroniques pour obtenir le "vrai" résultat.

Le XXe siècle est une période où la modélisation de Newton et sa trilogie « gravité-électricité-magnétisme » laisse la place à la spécialisation théorique. Elle est obtenue par un outillage mathématique, qui permet par le calcul de procéder à la « prédiction du résultat »[75] par des lois scientifiques dès le début du XXe siècle plutôt qu'à la « constatation » des siècles précédents; En ce qui concerne le monde « vrai » et la perception humaine de celui-ci, cette démarche depuis la mise en place des Équations de Maxwell aboutit à la théorie de la relativité. Celle-ci restreint[76] le modèle newtonien à s'appliquer aux objets relatifs à un espace-temps « humain ». Elle aboutira incidemment[77] à l'électricité nucléaire par la fission atomique et sa libération de chaleur utilisée, en fait selon les procédés étudiés depuis le XIXe siècle.

En en mathématique une démonstration est faite que la physique avec ses lois règles et formes sont indépendantes de la situation dans le temps "historique" d'opération pour montrer un phénomène[note 26].

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; C'est-à-dire soit pour la détermination du « champ » vide[78] ou bien de la « matière » relativement pleine de particules (égale énergie) mais grandement vide. On pense « Électron-volt », 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 5] sur des orbites[extrait 7] 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 5].

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

L'électron, George Stoney en le dénomme et Joseph John Thomson le mesure et en donne la masse en [2]. C'est la « plus petite charge électrique existant dans la matière » qui n'est plus un « corpuscule » comme en biologie[79]. 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 6] entre 1920 et 1927 une particule élémentaire qui est définie par ses quatre nombre-propriétés à valeurs unitaires. L'électron devient après un « lepton sans sous-structure[80] ». Cette mise en théorie qui postule l'« antimatière[75] » où les photons de la lumière ont une « charge électrique » nulle requiert pour l'expérimentation des instruments de la "recherche fondamentale" combinant « champ électrique » et « champ magnétique »[81]. Le premier de ceux-ci est le cyclotron utilisable vers suivi des autres machines de la « mécanique des quanta »[68]. Le premier accélérateur linéaire de particules en France a été installé à Orsay en 1970. Et il est aussi mis en place des interféromètres dans des laboratoires institutionnels[R 2].

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[82] aboutit à la réaction en chaîne « atomique » en 1942.

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[83]. Et 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 XIXe 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 [note 27]. 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 mono-atomique. 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 avec 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

Au XXe siècle, 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[84]. Cette modélisation 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 - comprenant la Terre et les atomes qui lui sont propre - du nombre et de l'existence des particules : entre de nombreuses particules élémentaires chargées électriquement négativement et pérennes et peu de particules élémentaires apparentes chargées positivement et par ailleurs très éphémères[78],[note 28]. 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 8] ou alternatif.

Avec les possibilités techniques développées au XIXe siècle, les chercheurs affinent les conditions de l'expérimentation en laboratoire au XXe 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.

(Photo du magazine Radio and television News, mai 1956, prise chez Raytheon, États-Unis). Pour sa constitution de réseau cristallin selon le Procédé de Czochralski de 1916, un barreau de silicium monocristal est montré. Il est en formation à partir d'un germe pour fabriquer en 1956 des transistors. Il est tenu dans une tige qui se lève doucement pour la vitrification, ici au début de l'opération. Le creuset à chauffage par induction dont on voit la bobine fixe fait fondre à 1 455 °C des grains de silicium et la partie émergente de la fonte. Les grains à fondre ont été obtenus chimiquement à partir de poudre de quartz pur dont on enlève l'oxygène. L'opératrice mesure la température de la coulée avec un pyromètre optique à comparaison de couleurs tenu à la main gauche pour la visée et réglé à la main droite pour la température du filament résistif sous loi d'Ohm. Le bouton affiche la température repérée.

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 XIXe 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].

Article détaillé : supraconductivité.

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[84] dans la deuxième partie du XXe 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[85].

À partir de 1922 la conduction électrique des solutions chimiques pour l'étude de la chimie est mise à profit avec l'analyseur polarographe[note 29]. La chimie de « l'électricité animale » étudiée par l'électrophysiologie est une conduction différée légèrement par des transmetteurs organiques rapides[note 30].

Après les travaux de recherche de 1920-1930, la conduction par ondes est établie[67]. 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[note 31], avec une théorisation de l'induction électromagnétique[R 3] . Cette énergie est utilisée très communément[85] depuis pour le recyclage des ferrailles.

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[84]. 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[84]. 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 :

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

Réseau simplifié de la Nouvelle-Zélande (en) dont l'origine est le besoin énergétique dans les mines. Les centrales pour l'essentiel sont hydro-électriques, puis à gaz et géothermiques avec une dizaine d'acteurs économiques majeurs dont cinq producteurs.
Les réseaux de distribution sont dans le monde généralement basés sur une structure arborescente : à partir d'un poste source usine ou usine et ses postes sous-stations, l'énergie parcourt l'"artère" ainsi que ses dérivations avant d'arriver aux postes de transformation haute/basse tension.
Ici pour ce pays passé de 2,5 millions en 1961 à 3,8 millions d'habitants en 2000, l'interconnexion entre les iles est construite entre 1961 et 1965 (ligne pointillée) -et a subi une défaillance majeure en 1998-, en bleu sont les centrales principales, en rouge les sous/stations.

Au XXe 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[87]. 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 »[74]. Le plan de relance économique des États-Unis libéraux après le crash 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 32]. 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 XVIIe 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 1] 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 différentiée, 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 termes 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[88] (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 sur un point de vue économique et/ou sur un point de vue de facteur de croissance, et au final présentant 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]

Article détaillé : Réseaux électriques.
Alimentation de deux consommateurs d'électricité au Canada : système de circuit avec retour à la terre[28] de l'électricité monophasée au transformateur.

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.
  • 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.
  • 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[note 2].

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[89].

L'électronucléaire, une production thermique nouvelle au XXeS:

  • 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[62]. Elles succèdent à l'UNGG des années 1950-60 et précèdent l'EPR de 1990-2000.

Incidents et accidents[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Liste d'accidents nucléaires.
  • 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 1998 en Nouvelle-Zélande (en) 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 endommage le réseau de distribution. Plus de 3 millions de Français sont privés d'électricité[note 2].

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

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

Article détaillé : Histoire des techniques.
Borne d'appel police et pompiers, ("eiserner Schutzmann", l'homme d'acier qui protège), 1956 Allemagne. Une alternative aux « Police boxes », des cabines téléphoniques spécialisées dans les appels d'urgence dont l'usage a débuté au XIXe siècle à Londres. Un système de bornes d'appel sur place et localisation par voyant ou appel téléphonique au commissariat existe à Paris de 1928 à 1970.

L'ingénierie sur la base de l'électricité se développe au XXe 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 commercialisa la première photocopieuse[90].
  • 1908 : Édouard Belin invente le belinographe de transmission de photographies à distance, en 1920 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 et après en 1888 la première clôture électrique en tant que telle dans le Texas[71].
    L'électricité hydraulique commence à partir de 1932 à être produite par des conduites forcées de "haute chute"[91] 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[92] pour des questions de rendement des lignes, d'implantation des réseaux.
    En France, en 1935 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. Etats-Unis[93].

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

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

Après l'eau et le gaz, l'immeuble reçoit l'électricité à tous les étages. Les entreprises de construction se diversifient installent les circuits électriques et utilisent peu à peu pour les produire des moyens électriques au cours du XXe siècle.

Après l'usage basique de l'éclairage électrique dans les bâtiments en remplacement du gaz explosif[97] 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[98] 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 contacteurs de puissance-interrupteurs 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[note 33] depuis le début du siècle. 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 l'intégration à l'architecture[V 7] du mobilier pour la première fois (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. Une technique devenue ordinaire en situation ordinaire industrialisée dès la seconde guerre mondiale.

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 est devenu 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" pour l'habitat, des « pompes à chaleur » 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[99] avec cette technique.

Les instances territoriales normatives définissent les capacités des personnes à faire[note 34] et incitent à l'action[note 35]. Dans les pays industrialisés sont définis les nouveaux métiers de l'électricité. Les commissions internationales négocient les normes dans la perspective de la production en série avec des matériaux assortis de procédure d'une sûreté d'emploi correspondant aux contraintes sociales existantes[100] différentes par pays. Les Commissions électrotechniques internationales existent depuis 1906, et 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[101]) et en France le système de production du bâti comporte les DTU concernant l'électricité.

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

Gravure de la "Cuisine toute électrique" en 1893 à l'exposition mondiale de Chicago proposée par Friedrich Wilhelm Schindler (de) industriel autrichien fabricant de l'hydro-électricité
Publicité de la "Société pour le développement des applications de l'électricité pour l'usage domestique de l'électricité" parue dans l' "Almanach de l'Agriculteur français (1932)", éditions "La Terre nationale".

Électricité et santé[modifier | modifier le code]

Au début du XXe 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 XIXe 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 XXe 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[107] . 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.[64].

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[108] 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 »).

Articles détaillés : Histoire de la médecine et Radiographie.

Au cours de tout le XXe 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 XIXe siècle par des médecins utilisant de la lumière intense[note 36].

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[109],[note 30]. 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.

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.

L'épopée de l'électronique[modifier | modifier le code]

Une des premières ampoules électriques triodes audion inventées par Lee De Forest en 1906 pour la modulation de la fréquence en ondes radioélectriques[119]. Edison avait constaté l'effet termoionique des filaments de métal mais ne l'avait pas utilisé dans le domaine des circuits avec électronique servant à contrôler des courants électriques; Par ailleurs ses lampes sont restées à filaments de carbone pour des raisons de sécurité dans l'usage de l'éclairage avec l'incandescence plutôt que celui de la « lumière froide » déjà découverte.

Le mot « électronique » est créé dans les années 1920 pour se différentier dans la pratique et dans la théorie du concept usuel simple d'« électrique »[120], 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 fournit des "sorties" de courant régulé et/ou de tension régulée dans la "maille du circuit" par rapport au simple circuit électrique d'électricité à tension électrique plus ou moins constante. Les circuits électroniques sont des circuits où « circule » l'électricité continue ou 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" 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 

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 électrique voit se produire des étincelles. En 1899 Joseph John Thomson, le prix Nobel, traduit l'effet photoélectrique par une « émission d'électrons »[121].

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 crystal 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 différent 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 XXe 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 XIXe 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"[122] 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 XXe siècle 
Le "Radionette" un premier modèle de poste de radio portatif en 1958 produit par le fabricant norvégien Radionette : un transistor.
Mouvement à Quartz synthétique de la Seiko Astron 35SQ, 1969, première montre à quartz, japonaise.

À la suite des travaux sur les semi-conducteurs, (la fabrication de matière en structure de « cristal dopé » par des impuretés lui fait présenter des jonctions électroniques et font du cristal un conducteur dissymétrique), le transistor a été inventé le 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[note 37]. Les premiers postes récepteurs de radio diffusion portatifs sont même, par amalgame, re-nommés des postes à transistors puis simplement des « transistors ».

Dès les années 1970, les transistors sont devenus des composants électroniques, ils ont quasi totalement supplanté les tubes électroniques, sauf pour des applications très particulières. Dans la même période les condensateurs deviennent des « capacités » électrochimiques[34] et facilitent l'implantation des « composants discrets » 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[123] on appelle électronique l'annuaire qui existe depuis 1983 en France[124] par le biais de l'électricité.

Grandes évolutions 

Les évolutions du transistor d'origine du traitement du signal puis de la technologie numérique dans sa diversité de puissance puis dans sa mise en circuit avec logique d'automate conduiront au cours de la deuxième moitié du XXe siècle à deux aspects :

  • une miniaturisation et une intégration toujours plus poussée jusqu'à sa logique de commande numérisée interne, lesquelles permettront des prouesses en termes de puissance de calcul et de capacité de communication des appareils électroniques, qui modéliseront le XXIe siècle comme le siècle de la communication sans limites.
  • une capacité à traiter l'électricité servant de vecteur d'énergie (les courants forts) sans intermédiaire électromécanique, comme ceux inventés au XIXe siècle : des électroaimants ou éléments à effet Joule (initialisés par les bilames et les rhéostats). La mécanique de commande est remplacée par l'électronique de puissance.
Domaines applicatifs 

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[125] 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[126].

Même l'espace inter-planétaire 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.

Éclairage[modifier | modifier le code]

Phare à l'embouchure de la Weser, Allemagne, 1964. Il abrite une lampe à arc remplacée en 1974 par une lampe au Xénon de 2 000 watts.

L'incandescence va rester la technologie la plus utilisée dans l'éclairage par lampes électriques pendant tout le XXe siècle[39] 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 classique fut inventée par Edison et Swan. Et le brevet fut racheté pour son exploitation en Europe par AEG pour faire de Berlin une mégapole (de surnom « Elektropolis ») à partir de 1882[127] et disposer du premier réseau urbain d'éclairage au monde en taille et en qualité[V 3]. Cette lampe à incandescence va être déclinée en d’innombrables versions pour l'éclairage aussi bien individuel, industriel, automobile, portatif que public au cours du XXe siècle.

Article détaillé : tube fluorescent.

Le tube fluorescent 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 arrivera 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 commencera à être utilisé pour l'éclairage public des locaux et dans les sociétés industrielles, le "tube fluo" ayant pour lui un rendement supérieur, une très longue vie et contre lui une esthétique plutôt moyenne des vasques, un mauvais spectre visible, un clignotement stroboscopique, un bruit électromagnétique résiduel. (ceci donnant une difficulté d'intégration dans les espaces confortables).

À partir des années 1930[39], 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).

Zone des caisses en grande distribution à partir fin de XXe siècle.

Depuis les années 1970, une autre technologie, la diode électroluminescente[39] fournit de petites sources d'éclairage ponctuelles et multicolores. Les diodes électroluminescentes seront au XXe siècle surtout utilisées pour la signalisation des automatismes et machines. (à partir des années 1980, leurs trames constituent après la constitution des panneaux publicitaires à images animées la base des grands "écrans vidéos" extérieurs).

À partir de 1975, la lumière artificielle éclairant un espace devient une science étudiée par des ingénieurs urbanistes et les sociétés fournisseuses puis des ingénieurs du bâtiment sur délégation des architectes, essentiellement pour des commerces (et particulièrement les centres commerciaux). Et enfin à partir de 1980 les décorateurs dans l'architecture reprennent la main.

Les années 1980 virent la miniaturisation des tubes fluorescents[39] mis à la taille des lampes à incandescence, les lampes fluorescentes compactes. Elles permettent ainsi la conquête partielle des logements des particuliers.

À partir de 1990, le métier d'éclairagiste du cadre quotidien voit le jour.

Transports[modifier | modifier le code]

Schéma des lignes des transports électrifiés par rail à Osaka en 1930.

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

Un tramway en arrêt et son agent de conduite appelant au téléphone de service dans la rue. (photo extraite de l'ouvrage de Rankin Kannedy, « Electrical installations of electric light, power, traction and industrial electrical machinery », Londres, 1903.)
Central de signalisation de trafic des chemins de fer anglais Southern Railways, 120 commutateurs électriques en 1926.

À la fin XIXe siècle, début du XXe 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 souvent souterraines, parfois aériennes, de métro (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 la 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. Car les accumulateurs ou batteries, malgré des recherches incessantes tout au long des deux derniers siècles, n'ont relativement que peu évolué. Les dernières technologies à base de lithium bien qu'ayant des rapports capacité poids et volume 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 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 XXe siècle.

À noter 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 comparée habituellement à celle du chauffage dans l'habitat. L'électrification des moyens de transport non guidés, pour particuliers et entreprises au XXe 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 XXe siècle; Celle-ci fut préférée aussi bien pour des raisons économiques que de stratégie d'« indépendance » militaire et de développement économique des états concernés.

Véhicules électriques[modifier | modifier le code]

  • période 1900 une voiture sur trois est électrique, dont des taxis[52].
  • 1910 premier téléphérique par la "Société du Funiculaire Aérien de l'Aiguille du Midi-Mont Blanc"[128] (français).
  • 1917 premiers chariots élévateurs Yale et Clark aux États-Unis.
  • 1918 Yale-Fenwick en France[129].
  • période 1920 abandon des recherches sur les voitures électriques à l'"Office national des recherches scientifiques, industrielles, agricoles et des inventions" en France[130]
  • période 1930 à Paris, les premières bennes électriques collectent les ordures[131].
  • 1950 premier fauteuil roulant électrique (canada) par Dr. George Johann Klein.
  • 1955 premier sous-marin nucléaire « USS Nautilus » (américain).
  • 1957 premier brise-glace civil « Lénine » (russe).
  • 1962 premier porte-avion nucléaire « USS Enterprise » (américain) .
  • (1999 premier porte-avion nucléaire français « Charles De Gaulle »[132]).

Les communications[modifier | modifier le code]

1905 : Le premier émetteur de radio-Morse bidirectionnel[133] construit par le canadien Fessenden aux États-Unis. Avec cet émetteur, en 1906, l'échange est fait avec une station identique en Écosse. L’émetteur rotatif à étincelles était propulsé par un moteur à vapeur de 40 CV.
Le transformateur de sortie du circuit émetteur à lampes de la radio du gouvernement allemand en 1920. La station utilise 7 émetteurs d’ondes courtes qui couvrent l’ensemble du globe.
Réparation en 1940 par un membre du Civilian Conservation Corps d'un câble de téléphone dans une des Réserves Naturelles aux États-Unis.
Articles détaillés : Histoire du téléphone et Histoire de la radio.

Au début du XXe siècle la communication téléphonique se développe en optimisant les réseaux : l'emploi du Réseau téléphonique commuté électromécanique automatique en France à Nice en 1913[134] 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 XXe 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 XXe 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.

La 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 mécanisation par l'électricité de la production industrielle[modifier | modifier le code]

Articles détaillés : Mécanisation, travail à la chaîne et Automatique.
Photos de machine électrique retirant une billette métallique chauffée à blanc d'un four de recuisson dans une usine de sidérurgie entre 1895 et 1921.

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 XIXe 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 hydro-pneumatiques et oléo-pneumatiques autant que les circuits électriques dans l'histoire des techniques au XXe siècle. La mécanisation avec le moyen de l'électricité sur les machines est effective depuis le début du XXe siècle[R 4].
La mécanisation-automatisation est dans la deuxième partie du siècle déclarée être une « nécessité économique » de la mise en système de la production[R 4],[note 38].

  • 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 4]» (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[93] 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]

Le "Golden Nugget" et le "Pioneer Club" bordant la "Fremont Street" en 1952 à Las Vegas.
Architecture et urbanisme.

Dès les années 1880, l'architecture poursuit avec l'électricité ce qui avait été commencé au siècle des Lumières avec les « pot à feu » et les « galeries » : les Salons s'éclairent, qu'ils soient d'exposition ou de démonstration, ludiques ou scientifiques[V 1]. Dans les commodités « Bonheur et Abondance[E 2] » de la « Belle Époque » l'éclairage électrique n'est plus réservé aux extérieurs par sa production par l'arc électrique, il est intégré dans l'architecture aussi bien extérieure qu'intérieure par l'ampoule électrique, il aboutit à la fois à ses aspects de chalandise commerciale pour les Grands magasins, son côté utile-hygiéniste dans les lieux de vie et à son côté artistique banal ou ostentatoire.

Statue de Prométhée du barrage Vidraru en Roumanie, œuvre de Constantin Popovici en 1965.

Le design en début du XXe siècle impulsé entre autres par la Deutscher Werkbund[136] intègre pour les appareils électriques comme pour les autres la formulation esthétique de leur enveloppe. Cela concerne aussi bien les lampes et lampadaires que les moulins à café et mixers.

Ainsi au XXe siècle la lumière des néons est une composante de l'art moderne entre deux-guerres et ses décennies fondatrices 20 et 30, mais elle côtoie vers 1970 la lumière « électronique » des diodes rouges électroluminescentes économiques en énergie et disponibles chez le commerçant de « composants électroniques » de la ville, puis les « leds », diodes émettant toutes les couleurs en fin de siècle qui vont constituer une partie de l'art vernaculaire que construit la « fête ».

En France le premier spectacle du patrimoine architectural en Son et lumière est le château de Chambord en 1952. Cet intérêt pour les marques spectaculaires de la lumière n'est pas nouveau, mais il aboutira à la suite du Plan Malraux à la considération pour l'esthétique des façades et de leurs alignements et on procèdera partir de 1970 à l'enlèvement des lignes électriques et téléphoniques formant le réseau aérien dans les rues des villes. Dans les années 1980 en France commencera la distribution souterraine traversant les sites dignes d'intérêt (sites classés) en dehors de la Haute Tension déjà installée.

Théâtre danse musique.

En usage plus moderne encore que pour le cinéma généralement populaire, le théâtre et la danse parfois plus « savants » avec une lumière mieux maîtrisée, l'électricité vient s'intégrer à la musique avec l'enregistrement de la voix et sa reproduction amplifiée et les instruments électroniques : le premier « synthétiseur de son » est réalisé en 1928, l'orgue électromécanique est créé vers 1930. La « guitare électrique » a son succès en 1950. Après 1970 d'autres instruments se succèdent, le "Synthétiseur", puis l'Orgue numérique, ensembles entièrement électroniques. La numérisation de la commande l'orgue instrument classique restauré se fait à partir des années 1990 en sous-ensemble liant le clavier physique aux tuyaux d'orgue par l'électronique, et en les dissociant parfois sur la scène.

La musique instrumentale « classique » est augmentée des sons de l'électroacoustique dès 1960 avec la radiophonie (par le Groupe de recherches musicales[137]).

Peinture et sculpture.
Le corps "augmenté" par des moyens électriques jusqu'au cyborg, œuvre de M. Kalil en 1972.

Dans la « peinture expression d'art », essentiellement dans la première moitié du XXe siècle, l'électricité est un thème de modernité figurative ou un thème symbolique ou encore un thème « abstrait »[E 2]. L'expressionisme est une formulation de l'inquiétude ambiante qui comprend dans sa vision tourmentée de la réalité le côté « irraisonnable » de la société des nouvelles techniques « incalculables » (dont l'électricité) ajouté aux nouveaux savoirs scientifiques sur le fonctionnement émotif de l'être humain.

La sculpture accentue encore son caractère théâtral par une mise en mouvement la plupart du temps au moyen de l'électricité[138] depuis l' « époque dada » (qui établit son principe de « déraison » après la première guerre mondiale).

Dans les Arts plastiques l'« Art cinétique » l'« Art cybernétique » l'« Art numérique » démarrent dans la période 1955-1965. Cela comprend la nouvelle sculpture animée ou bien encore exprime la déformation figée du matériau à la façon d'un instantané photographique. On note pour ce dernier cas l'hologramme connu depuis 1950 et mis en place de façon artistique spatiale avec des lasers en 1960[139], une lumière électrique qui crée un volume apparent. C'est une mise en scène la plupart du temps d'objets constituant une réalité figée et immortalisée.

Arts plastiques et cyberculture.

En France a lieu l'exposition « Lumière et mouvement » de 1967 au Musée d'art moderne de la ville de Paris[140]. Puis en 1984 au même endroit a lieu l'exposition « Electra, l'électricité et l'électronique dans l'art au XXe siècle » et s'y joint « Modélectricité » qui présente le vêtement et l'électricité organisée par le Musée de la Mode et du Costume[140],[141].

Dans l'art qui se constitue en Occident dans la deuxième moitié du XXe siècle l'aspect contestataire[142] est donné en marge du mouvement Pop art multifonctionnel utilisant le « cliché » de l'acte de consommation, une « propension » qui se changera en démarche de consommation positive dans le dernier tiers de siècle. Ces arts peuvent procéder d'une démarche d'Artiste individu ou de groupe créatif multi-têtes. Et dans ses principes voulus en général en avant-garde de liberté de création hors de canons de proportions et de principes de beaux-arts[E 3], on re-trouve parfois l'idée que l'œuvre ne doit être jamais être terminée et doit être « participative » sur place ou hors place grâce aux moyens de communication contemporains devenus électriques pouvant fournir la réunion-conférence à distance par l'intermédiaire du web à la jonction du XXIe siècle. Les œuvres en trois dimensions se servent de sources de lumières, d'images et de sons nouveaux. Les œuvres en deux dimensions -écran succédant à la toile peinte- produisent et se servent de la base des images nouvelles entièrement synthétiques et se servent de tonalités nouvelles (telles que les clusters apparus en 1930). Cette période « contemporaine » est celle de la « nouvelle technologie ».

Après l'époque de la littérature de science-fiction, l'hyperréalité électrique succède aux mouvements d'art connexes de 1970 : de l'hyperréalisme, à Supports/Surfaces etc. qui n'avaient pas besoin d'électricité ou de l'inclusion du spectateur comme personnage dans l'œuvre (mais parfois seulement de l'inclusion de l'artiste).

Sabre-laser en scoubidou, une petite sculpture faite en loisir créatif.

La mise en scène des objets dans les Arts plastiques s'intègre dans la culture de la population occidentale du troisième quart de siècle qui vit un quotidien ou presque tout est en couplage avec de l'électricité. La vision des choses s'est déclinée en art commun avec les fictions de science des films (archétype Star Wars années 1980) qui reprendront cette idée symbolique d'immense énergie lumineuse-électrique fulgurante de l'hologramme des sculptures des années 1970 et la mettront en mouvements décidés et maîtrisés par l'homme.

Les installations sonores et visuelles de l'art contemporain qui captent physiquement par de l'électronique la présence humaine pour se programmer-dérouler en happening façon des années 1980 parfois ultérieurement « aspirent à "incarner" toutes les données informatiques par nature impalpables dont notre quotidien est fait[143]... ».

Les enregistrements de son « laser » sont utilisés vers 1980 en technique usuelle. La « lumière cohérente » sert de façon directement visible à la mise en scène, des « shows » à « ambiance électrique » sont utilisés en fin de siècle pour tout sujet.

Le code-barres de l'Union Européenne proposé en 2002 par Rem Koolhaas.

La cyberculture[144] émerge dans les années 1990[145], elle intègre le cyberespace qui fournit un nouveau référentiel pour définir la valeur (concept de la mode à l'art, concept de l'archivage et de la reproduction quantifiée qui succède au « problème » connu avec la lithographie, concept de « déjà vu » copier-coller/à-la-façon-de). Le nouveau référentiel définit aussi la méthode de création (la technique assimilée, l'idée et le geste, l'ouvrage-œuvre qui peut être corrigé(e), la sponsorisation/mécénat...).

Patrimoine.

Au XXe siècle la restauration des œuvres d'art emploie comme moyen l'électricité comme moyen direct[extrait 9] ou moyen indirect pour la conservation du patrimoine culturel [extrait 10] , en retrouvant son histoire, en le consolidant et en enlevant ses "gangues".

XXIe siècle[modifier | modifier le code]

Évolutions sociétales et constats philosophiques[modifier | modifier le code]

Le XXIe siècle poursuit le siècle précédent dans la tendance de la prise de place de l'individu dans la société d'un pays : une société qui s'applique quelque part et "accompagne" les individus. Néanmoins l'ensemble des sociétés contemporaines importantes ont déclaré de façon protocolaire que l'usage de l'électricité, qui correspond à une des formes de vie en société, est dans la problématique environnementale planétaire. Cette façon de voir a débuté au siècle précédent, et elle prend en compte la totalité de la planète, incidents nucléaires des centrales de production d'électricité compris.

Cependant le stockage des combustibles nucléaires des pays producteurs d'électricité (après, pour des raisons de technologie utilisée, un retraitement délocalisé dans les faits), en plus du recyclage des matériaux et sources ponctuelles (transformateurs, accumulateurs et piles, appareils) à échelle mondiale montrent le problème du modèle économique et politique. Il s'agissait au départ de la mise en commun d'un produit qui ne serait qu'un vecteur énergétique, l'électricité. Celle-ci présente une disparité due à de multiples facteurs historiques[extrait 11] et méthodiques sur les espaces administrés qui la rend par l'implantation des sources d'énergie et la forme donnée à cette énergie au plan de la réalité semblable aux autres énergies primaires (hydrocarbure et charbon). Malgré la disparité de ses présentations sur le plan physique, elle avait été jugée pouvoir être un produit strictement générique et à partir de là elle fut jugée dans le monde politique être sans usure d'acheminement (comme peut l'être une monnaie). Cependant on constate dans la même période que ce vecteur d'énergie n'est pas en partage réel de risques écologiques globaux ou locaux pour ses scories industrielles directes ou dérivées.

Dans cette période même on constate que les besoins du public et de l'industrie ne décroissent pas et modulent de façon nouvelle la formulation dans le temps et dans l'espace du vecteur électricité réel.

Dans les faits explicatifs on trouve principalement la « climatisation » due au changement de confort attendu et faire valoir de la modernité ajouté à la formule de l'urbanisation de la période, avec un besoin énergétique plus fort l'été que l'hiver.
Mais aussi on trouve le changement complet de mode de vie au sens où l'individu par le biais de l'électricité se distingue avec la génération « Y » ou « Z » par rapport aux générations après la « Génération silencieuse », celle qui a connu dans la deuxième moitié du siècle diverses banalisations des objets et services dont la banalisation de l'électricité. On constate sociologiquement, depuis qu'existe cette facilité d'usage, que l'individu pense faire partie d'un groupe méta-individu "communicant": une micro-société coexistant avec d'autres micro-sociétés parfois sans "frontières". Et la formulation du besoin de nomadisme de l'individu en restant en contact voix et vue pour les groupes de la population poursuit l'accroissement de l'usage des services nécessitant de l'électricité au-delà de la mobilité des personnes. Il prend une formulation de produit indispensable à la « survie » de l'individu selon la mentalité de la population et la structure industrielle présente dans le pays.
L'électricité est devenue alors une des composantes pour faire fonctionner le mobilier urbain des villes et faire fonctionner les réseaux de routes et les véhicules qui les parcourent, mais aussi être à disposition par des bornes de recharge de "carburant" dans des "stations" et par des prises pour les multiples formes d'appareils électroniques, pour ces transmetteurs de la pensée et de l'affect.

Politiquement, le pôle pacifique scientifique de l'usage de l'électricité s'affirme avec le suivi possible de l'homme de la naissance à la mort dans les pratiques médicales de diagnostic et de soin[V 4], suivi qui s'appuie sur la conception économique de la santé des individus, devenue « La santé ». Cet usage est fait aussi à l'aide des statistiques de traçage fournies dans la « mutualisation des services » par le pôle de suivi épidémique à l'échelle mondiale puisque les capacités de déplacement des hommes rejoint celles des oiseaux migrateurs. Les technologies présentes au XXe siècle sont amorties « comptablement » suivant le système d'administration des entreprises et des pays. Et pour leur « rentabilité », suivant le coût de recherche et la "nouvelle économie globale", elle a été assurée pour les fournisseurs dans la période écoulée; Ceci s'applique à travers l'interactivité dans le monde de la santé pour les populations par exemple dans le modèle mis en place en Europe aussi bien pour son « union politique » que son système économique au tournant du siècle.

Sur le pôle opposé non pacifique, autant d'énergie de conception qu'au siècle précédent est dépensée avec pour ressource l'espionnage des réseaux terrestres et sous-marins de transfert de données du « Big data » entre continents pour parvenir à la « réification de l'individu » dans la conception « lobbyiste ». Grâce à l'informatisation mondialisée du WEB, l'intelligence économique lobbyiste remplace l'espionnage industriel [146]...Et elle touche même aux structures politiques dans des guerres internes aux nations et guerres internationales[147].

Le XXIe siècle continue le précédent dans l'acceptation par des populations de la place de l'électricité dans la société. Elle se pose à travers le modèle normatif de la société occidentale mondialisée avec ses limites d'applications physiques; La question de la place de l'électricité dans la construction de sociétés (ou même d'individus[148]) et la question de la crédibilité du choix de cette place prennent place dans la « nouvelle crise » de la « modernité », « crise » qui n'est pas « éphémère ».

Conduction électrique[modifier | modifier le code]

Articles détaillés : nanotube de carbone et graphène.

La recherche sur la résistance des matériaux à l'échelle microscopique a été démarrée dans la deuxième moitié du XXe siècle, elle se fait conjointement avec la recherche sur les structures minces donnant les semiconducteurs à l'échelle nanométrique. Cela aboutit à une application hors des laboratoires au XXIe siècle (Nanoparticules, nanomatériaux et applications commercialisées)[R5 1]. La conduction électrique est dépendante de la constitution cristalline du matériau : suivant la forme de la maille physique de la spirale, le carbone peut être métallique ou semi-conducteur (et les caractéristiques mécaniques sont dépendantes de l'homogénéité). On y découvre aussi que le courant électrique n’est plus constitué d’un flux continu d’électrons mais qu’il est par « paquets  d'électrons» dans certaines structures de circuit.

En 2005 un premier prototype d'écran à partir de nanotubes est fabriqué[R5 2]. La conduction électrique des nano-réseaux cristalins souples en carbone est déjà mise à profit à partir de 2016 pour faire les toiles souples photovoltaïques[149]. C'est l'espoir de l'autonomie pour le « nomadisme des loisirs », et une participation possible à la « gouvernance énergétique » des immeubles.

Électricité dans le cadre de vie[modifier | modifier le code]

Tableau de commande de toilettes japonaises, technique "sans-fil", (contemporain).
Projet "Humain + Robots". Ailleurs que dans l'industrie, plus loin que le jardinage robotisé. Et (cf. Hiroshi Ishiguro) dans le chez-soi pour bercer bébé : à l'opposé par sa totale substitution d' « être "vivant" » au robot ménager, et à l'intimité imaginée des jouets donnés.

Outre la fracture numérique constatée dans le monde, l'électricité dans le mode de vie occidental a l'importance que le niveau de vie du « segment de population » concerné lui accorde. De l'importance d'être essentielle comme énergie de la même manière que les périodes antérieures pour « les défavorisés actuels », pour les autres d'une importance pouvant être complètement secondaire, volontairement ou non. Un problème de fond serait le "mal développement humain", une forme de « sous-développement » . Et l'utilisation de l'électricité et de ses possibilités est devenue une sorte de « droit d'usage » lié à l'habitat dans la forme sociale de la société : au XXIe siècle des pays comme la France obligent à la fourniture d'une prestation minimum (permettant par exemple la sécurité par l'éclairage) dans les foyers individuels des personnes en fragilité économique et non solvables, et l'accès aux moyens télématiques devenus impérieux peut[150] être mis à la disposition des personnes en situation de précarité dans des structures publiques (bibliothèques etc.).

Dans l'éducation liée à la structure économique présentée par le pays, les ordinateurs personnels font partie du paysage éducatif comme l'étaient les cahiers. Pour satisfaire les besoins généraux avec des systèmes de plus en plus performants, la mécatronique commencée à être développée dans ce qu'on appelait les machines temps-réel en 1970, devient une filière de formation d'ingénierie depuis les années 1990, (norme en France à partir de 2008).

Dans le domaine du travail, après la révolution électrique, la révolution numérique a vu ses effets bénéfiques en économie amortis au XXIe siècle[R5 3]. La philosophie de l'intelligence artificielle émerge pour répondre au problème de société posé par la robotisation; ses réponses dépendent des définitions de «l'intelligence» et de la « conscience », et de quelles «machines» il est question... Dans le domaine financier, depuis son invention au XXe siècle, la monnaie électronique transitait dans le système économique par les banques; la cyberdevise s'installe et se défait du système bancaire[R5 4].

Le « suivi » de l'individu, imposé à lui parfois à son insu, pose dans le même temps problème[R5 5],[R5 6].

Réseaux sociaux.
Liste d'articles : Réseau social.

Le nouveau « nomadisme » est au XXIe siècle une suite du comportement social à la fois agrégatif (avec ce qui serait un contrôle social) à la fois de comportement avec liberté individuelle comme l'a permis le XXe siècle en Occident. Les individus du groupe choisi restent en contact voix et vue, ce qui poursuit le fort développement des services nécessitant de l'électricité. Après s'être imposé au niveau professionnel au siècle précédent, ce mode s'impose dans un conformisme de la communication avec la télécommunication pour les échanges dans les sphères privées; Avec un état ou une façon de faire qui est étudié dans la mercatique. Mis à part (ou en parallèle) avec la réalité, ces systèmes rendent l'individu « virtuel », hors du temps et partout à la fois, où on confond image de l'individu et individu. Par les incidents et désordres individuels qu'ils ont provoqués, ces systèmes ont par ailleurs montré qu'ils n'étaient pas liés à un niveau d'éducation de la personne.

Habitat connecté.
Immeuble à Manchester dont le projet d'autonomie en écoquartier est de se fournir en électricité en circuit court par une éolienne de 2,5 kW (2007).
Article détaillé : Domotique.

Depuis les années 1990, l'ingénierie du bâtiment comporte la spécialité de la domotique, une électronique fondée sur la diminution de taille des appareils de puissance et leur commande par des appareils « nomades » (mobiles). La domotique donnant l'« habitat intelligent » s'est installée pratiquement au XXIe siècle dans les locaux d'entreprises et les lieux recevant du public pour des besoins économiques et dans l'habitat pour des besoins de confort et de sécurité (alarme incendie, alarme policière, alarme médicale) sous l'impulsion des laboratoires de recherche et développement des sociétés productrices d'électricité[151]. La « gouvernance énergétique » des immeubles (élément réactif au niveau local pour l'énergie[R5 7]) serait une alternative à la centrale de production d'électricité, les réseaux de distribution alterneraient consommation et production et font partie de la « surveillance environnementale ».

Sécurité.
Article détaillé : Surveillance.

Pour « Surveillance », le concept est ancien mais moralement correct (en anglicisme "politiquement correct") sous le nom de sécurité -pour tous- : Télésurveillance, Surveillance routière dont Surveillance anti-alcool et Surveillance pénale de semi-liberté... On peut aussi, au-delà des centres de surveillance disposés dans les agglomérations, ajouter à l'échelle planétaire politico-économique la Surveillance globale. Cet aspect de sécurité-surveillance « furtive » ou « déclarée » est particulièrement posé (et en France question directe dans des municipalités) par l'utilisation des drones, tout petit véhicule électrique, pour l'information véhiculée.

La défense individuelle avec des paralyseurs électriques est utilisée et son usage est aussi sujet à polémique.

Transports[modifier | modifier le code]

En ce début de XXIe siècle, poursuivant les chantiers entrepris au siècle précédent, par exemple le Système de transport intelligent, les pays industrialisés modernisent sans arrêt leurs réseaux de transport, grâce aux nouveaux développements en électrotechnique et en électronique. Comme au XXe siècle, ce sont surtout les réseaux ferrés qui en bénéficient, sous un aspect directement visible de consommation électrique, moins le transport individuel : les accumulateurs d'énergie sont en retard de développement par rapport au reste des applications pour obtenir un phénomène économique face au Troisième choc pétrolier. Les sources alternatives d'énergie sont recherchées.

Dans les grandes villes à la faveur d'une prise de conscience générale des contraintes écologiques posées par les transports, de nouvelles lignes de tramways reprennent leur place après avoir été éliminées du début jusqu'au trois quart du XXe siècle, supplantées par les autobus. Les moteurs linéaires reprennent place après leur abandon en 1970[152]. De plus en plus d'expérimentations de véhicules de transports voient le jour, mais pour l'instant cela reste des projets expérimentaux, en attendant de nouveaux développements sur les systèmes de stockage ou les générateurs d'électricité embarqués[note 39].

En ville comme à la campagne les vélos se mettent à l'assistance électrique, on pédale toujours, mais sans trop d'effort. Les ingénieurs ont miniaturisé les moteurs électriques, changement dû en grande partie à une électronique de contrôle toujours plus performante, ils prennent place un peu plus là où on veut les mettre dans l'ergonomie XXIe siècle associée au design. Des coureurs cyclistes tricheurs ont même réussi à se faire aider, "ni vu ni connu", par l'électricité.

Sur route rien de bien neuf, ce sont toujours les mêmes problématiques (stockage ou production de l'électricité embarqués[note 40]) qui freinent le développement de véhicules électriques vraiment concurrentiels avec les véhicules à moteurs à explosion. Les véhicules hybrides (essence/électrique) sont de plus en plus nombreux sur les routes. Par contre les « tout électriques » sont toujours cantonnés aux abords des villes et au porte à porte, malgré des démonstrateurs spectaculaires avec toujours plus de technologie embarquée et connectée, notamment par des « véhicules intelligents »[153]. Car leur capacité de déplacement est limitée : les infrastructures nécessaires ont beaucoup de mal à s'implanter notamment pour des raisons de concurrence entre énergies et de coût à mettre en partage, cependant leur schéma de réalisation concrète est en 2016 déclaré pour des motifs environnementaux[R 5].

Dans les airs la nouveauté est le drone du XXIe siècle après les premières motorisations électriques des ballons dirigeables plus légers que l'air du XIXe siècle, motorisations abandonnées. Lorsqu'ils sont de très petite taille, ces véhicules plus lourds que l'air utilisent l'électricité pour toutes leurs fonctions : envol et déplacement, pilotage, information utile récupérée de l'environnement du drone stockée ou bien véhiculée.

Dans l'espace pour le déplacement de véhicule spatial le vent ionique est un projet de motorisation entièrement électronique mais sur la base de l'usage d'un carburant embarqué.

Électricité et santé[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Santé-environnement.

Dans les pays occidentaux l'espérance de vie de la population a grandement augmenté au cours du XXe siècle.

L'appréhension du public face aux effets des rayonnements électro-magnétiques est traitée comme une question de première importance[108]. Les infrastructures électriques sont étudiées[note 41].

Et par ailleurs, le confort du quotidien des personnes est donné par des objets électriques-électroniques. Ils sont commercialisés dans le grand-public par la diminution des coûts de fabrication en très grande série, pour les sous-ensembles définis fonctionnellement. La technique intégrée est mise au point localement pour chaque secteur qui profite de l'avancée de la miniaturisation : les systèmes de stimulation musculaire électrique, les tensiomètres intégrés dans équipements paramédicaux pour sportifs etc.

La miniaturisation à l'extrême par de la nanotechnologie est étudiée en projets mondiaux. Elle concerne les domaines de l'organisme vivant et de la pharmacie mise en œuvre pour modifier les états des organismes vivants.

En Europe se développe le suivi du vieillissement des personnes par les moyens de communications électroniques (télésurveillance avec télématique)[R 6].

Les robots médicaux sont développés. Les exosquelettes de réapprentissage et d'aide motorisée sont les outils qui suivent pour la rééducation de la personne après le geste qu'a fait le chirurgien à distance (faible dans des locaux ou longue de plusieurs kilomètres) de l'opéré.

En médecine curative, un suivi lui aussi à distance par les moyens de l'électronique contemporaine est fait pour les patients qui se connectent avec les centres curatifs (diabète etc.).

En médecine générale, à cause de la difficulté rencontrée en France par exemple dans les zones non denses, des cabinets de médecin commencent à être « déportés » (télésanté) en centres de consultation "communaux" avec personnel de soin par les moyens du web de la télémédecine pour des villages [R 6] ou bien en Angleterre par les mesures de restructuration des pôles de santé (en).

En psychologie et en psychothérapie de la santé dans le cadre de la psycho-neuro-immunologie (prévention du suicide et syndrome d'épuisement professionnel, des troubles anorexie et boulimie...), on utilise le téléphone et le web : conversations, courrier électronique, vidéoconférences et webcams.
On utilise aussi ces moyens distants pour « développer ses ressources personnelles » en « méthodes naturelles » dans l'hypnothérapie, la Psychothérapie cognitivo-comportementale.

Éclairage[modifier | modifier le code]

Le Château de Charlottenburg pendant le "Festival of Light"s à Berlin 2007.

Au début de siècle, les recherches sur les technologies des Leds ont fait des avancées majeures. De technologies embryonnaires, elles ont abouti à une multitude d'offres industrielles, utilisant les diodes électroluminescentes comme moyen d'éclairage principal.

Au niveau du rendement, elles concurrencent sans problème les autres sources d'éclairage : les progrès de leur électronique de commande et des systèmes optiques qui leur sont associés leur permettent des adaptabilités dont sont incapables les autres lampes et tubes. Leurs formes et leurs dimensions intrinsèques les rendent adaptables à pratiquement tous les designs.

De plus les diodes électroluminescentes sont censées avoir une durée de vie inconnue des autres technologies utilisées pour l'éclairage, de l'ordre de 20 000 heures avec une fin de vie en douceur. Comparativement aux lampes à incandescence qui tiennent environ 2 000 heures et ont une fin de vie brutale, et aux tubes électroluminescents qui endurent 6 à 8 000 heures de fonctionnement avant un déclin assez rapide.

Elles ont réussi à détrôner les lampes à incandescence aux halogènes et même les toutes récentes lampes aux xénon dans les phares des automobiles haute et moyenne gamme. Il n'y a que leur coût encore supérieur qui freine leur expansion aux petites automobiles.

Elle remplacent désormais, pour un surcoût acceptable, les lampes d'éclairage de nos habitations dont elles ont repris les designs et agrémentent d'une manière inédite des endroits où les lampes classiques étaient exclues. Elles remplacent dorénavant très avantageusement les tubes de rétroéclairage dans des écrans plats (télévision, moniteurs, écrans d'ordinateur, tablettes et smartphones). Les diodes électroluminescentes sont toujours utilisées dans la signalisation des automatismes et machines.

Même l'éclairage public est en train de passer progressivement aux diodes électroluminescentes.

Et bon nombre de villes ont adopté avec ce moyen un « festival de lumière » sur les murs, dans les rues, sur les arbres qui reproduit l'effet des grandes « villes lumières » du début du XXe siècle : Berlin, Genève, Helsinki, Lyon, Montréal...

Communications[modifier | modifier le code]

Les communications au début XXIe siècle évoluent au rythme des innovations technologiques. Mais les principes fondamentaux de l'utilisation de l'électricité dans les systèmes de communication ont été découverts il y a plus de 150 ans, la majorité des évolutions sont dues à la miniaturisation toujours plus poussée de l'électronique ; électronique devenue tellement compacte que le génie logiciel prend toute sa place dans le moindre téléphone. Bien sûr les technologies comme l'optique, la chimie des matériaux et bien d'autres ne sont pas étrangères aux progrès des appareils de communication tous basés sur l'électronique, électronique que l'on retrouve partout et souvent en remplaçant par quelques capteurs des mécanismes complexes, fiabilisant ainsi les machines et les automates.

Les smartphones des années 2015 sont l'équivalent des plus puissants ordinateurs des années 1970, ce ne sont plus seulement des téléphones, mais de véritables ordinateurs de poche capables de communiquer avec le monde entier à travers les réseaux de téléphonie mobile, eux-mêmes interconnectés avec d'autres réseaux de communication à travers la planète, Internet par exemple.

Les infrastructures (antennes relais, central téléphonique) nécessaires aux réseaux de téléphonie mobile ont été installées dans les villes les plus reculées de notre planète, parfois le téléphone mobile a devancé le téléphone filaire classique, il y a dorénavant sur terre plus d'abonnés à la téléphonie mobile qu'à la téléphonie classique.

Le téléphone analogique filaire dit fixe utilise des réseaux de câbles reliés à des commutateurs dans les centraux téléphoniques, les systèmes ADSL utilisent les mêmes supports filaires, mais n'utilisent pas les mêmes commutateurs, les communications du téléphone fixe passent désormais en majorité par l'intermédiaire de protocoles voix sur IP (voix sur protocole Internet), donc les réseaux dits RTC ou réseaux commutés sont sous-exploités et désormais déficitaires sur la cible grand public pour le transporteur d'informations en France[154]. Mais ils sont jugés nécessaires pour des usages sécurisés par certaines corporations (par exemple les ascenseurs et les guichets automatiques bancaires) [155]. Les sociétés responsables de ces infrastructures préparent activement leur modification. Il faudra bientôt un boîtier type ADSL pour faire fonctionner un téléphone fixe ou bien plus certainement on intègrera le système dans les téléphones.

Après les commutateurs ce sera le tour, à relativement brève échéance (2022 annoncé), des lignes supports en cuivre, laissant la place à la fibre optique[156].

Production industrielle[modifier | modifier le code]

  • années 2010 : la fabrication additive se développe en dehors de la fabrication des prototypes pour la fabrication en série des produits ordinaires et des produits provisoires sortes de maquette échelle 1/1 devant être remplacés par le produit final. Les matières composites avec liant ou matières en fusion thermique donnent une production industrielle fabriquée unité par unité par l'Impression 3D.
    Les productions sont des objets industriels ou encore des locaux de taille permettant leur transport (dans la poursuite de l'usage dans le secteur du bâtiment de l'empilement et de la préfabrication).

Développement de la production et des réseaux[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Réseau électrique en Europe.

L'énergie électrique fait partie des énergies qui suivent à la fois les lois économiques du marché et les lois physiques de conversion ou reconversion de sources d'énergie du court terme, vues de la production et vues de la consommation. Ainsi les effets de la présence d'énergies naturelles temporaires et non prévisibles devenues « énergie électrique globale » est étudié au XXIe siècle. Des possibilités de la mettre en réserve sur des éléments du réseau pour éviter leur perte physique[157] et l'effet de déstabilisateur économique de système est perçu (Europe comme États-Unis). La dissipation de ces énergies temporaires au niveau local (2010 en France après la première restructuration en 1990) fait réétudier les pratiques des cycles court et long (flux de production), des circuits de proximité et ceux à l'éloignement intégrant au mieux la notion de service rendu[158] intégrant les collectivités locales et leurs divers métiers[159]. La manière de gouverner par pays se traduit politiquement. Elle consiste sur le moyen-long terme dans les choix autant d'effectuer la préférence pour une ou des filières de production, (la Chine en 2016 les associe[160] et devient le plus gros producteur mondial d'électricité en énergie renouvelable), autant qu'elle n'implique un moratoire d'une technique opératoire (en particulier par le Mouvement antinucléaire au XXIe siècle et la taxe carbone). Les solutions espérées pérennes d'accès à l'électricité sont étudiées suivant les contextes de développement de population, de développement économique et de géographie (particulièrement pour l'Afrique[R5 8]).

Incidents et black-outs au XXIe siècle
Désordres du réseau interconnecté européen le 4 novembre 2006. En orange et bleu zones de réseau en sous-fréquence en vert zone de réseau en sur-fréquence.
  • 2002 : 730 explosions de transformateurs aux États-Unis.
  • 2003 14 août : Black out aux États-Unis, environ 50 millions de personnes sont restées sans électricité durant deux jours.
  • 2003 28 septembre : en Italie, 57 millions de personnes sans électricité pendant deux heures.
  • 2006 4 novembre : Environ 10 % de la population française a été plongée dans le noir pendant près d'une heure. En Allemagne plusieurs centaines de milliers d'habitants en Rhénanie-Westphalie ont été touchés, de même en Belgique et en Italie du nord[161].
  • 2011 : à la suite d'un séisme de magnitude 9 induisant un puissant tsunami, la centrale nucléaire de Fukushima est endommagée, puis partiellement détruite provoquant de nombreuses coupures de courant au Japon, et montre la limite des modélisations concernant l'énergie.
  • 2012 31 juillet : En Inde, 600 millions de personnes (soit près de 10 % de la population mondiale) ont été privées de courant pendant plusieurs heures.

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

Une sculpture de buckminsterfullerène de 9 m de diamètre réalisée en 2007 par l’ancien physicien Julian Voss-Andreae (en).

Des artistes contemporains évoquent l'électricité par sa technologie ou bien ses principes trouvés par la recherche contemporaine (évocation de la dualité onde-particule du buckminsterfullerène; sculpture intitulée Quantum Buckyball (2004), composée de fullerènes imbriqués, évocation du cadre de vie incluant la nanotechnologie de la matière et celle de l'électricité par la reproduction d'un PC en une sculpture en céramique ech:1/1).

En continuation du mouvement dans les arts plastiques du XXe siècle de l'expérimentation de la technologie (Experiments in Art and Technology (en)), des artistes utilisent la technologie électrique et électronique. Certaines de ces œuvres intègrent la personne et son intimité, certaines sont en phase avec le cadre de vie actuel et par là même en deviennent la mémoire à partir des œuvres auxquelles elles se réfèrent[note 42].

Extraits[modifier | modifier le code]

  1. a et b Melvin 2006, « Recherches, expérimentation et regain d'intérêt pour la culture classique [post-gothique] caractérisent les débuts de la "Renaissance" (étiquette appliquée rétrospectivement). Cet esprit d'invention contribue à modifier la perception de bâtiments [qui concrétisent et montrent la plus grande valeur de fortune acquise]... innovation, expérimentation, défi, nouveauté, construction artisanale... »
  2. a, b et c La Souchère 2009, ,p.19 « Refusant le surnaturel et les explications mythologiques des phénomènes (telles que ces serpents dévoreurs de Soleil pour justifier les éclipses...), Thalès posa le premier un certain nombre de questions fondamentales : « De quoi le Monde est-il fait? Comment l'Univers s'est-il formé? » »
  3. a et b Guthleben (et CNRS) 2011, p.30. « L'électroculture : ...Pour [percer] les secrets de la Nature, [la] curiosité désintéressée a cédé le pas à une préoccupation plus impérieuse : l'accroissement des rendements... En octobre 1746, le docteur Maimbray [en Écosse] se livre à la manipulation inédite [de soumettre] deux myrtes à l'influence d'une génératrice électrostatique...Les observations du savant exposées devant la Royal Society de Londres [sont que] les plantes ont poussé au-delà de la moyenne... [et encouragent des recherches dans toute l'Europe] ... En France... l'abbé Nollet [rédige] en 1749 un opuscule sur les « effets nuisibles ou avantageux » des phénomènes électriques, puis Pierre Bertholon de Saint-Lazare est l'auteur en 1783 d'un mémoire sur « L'électricité des végétaux ». [Il] conçoit l'« électrovégétomètre »...[perche verticale de 15 m apportant l'électricité de la foudre aux plantes]... ». p.28.
    « Premier Congrès international d'électroculture [France] octobre 1912...Electro-Culture-Commitee britannique 1918... [En France] Jules-Louis Breton [de Office de inventions, devenu le C.N.R.S..] et Lucien Plantefol de l'École normale supérieure en 1923 [obtiennent des choux des céleris et des poireaux de 18 à 50 % plus gros que ceux sur les parcelles témoins - photos p.31 & 33] ... [Actuellement] certains défendent les vertus de l’électroculture, en même temps que la radiesthésie, la musicothérapie agricole ... »
  4. a et b Saint-Simon [pour lui], le terme "industriel" a le même sens que "producteur", et c'est avec tous les "producteurs" qu'il faut construire une société nouvelle d'où seront absents les oisifs...[dans] « Lettres d'un habitant de Genève à ses contemporains » (1803), [il] élabore la doctrine de la « capacité », il souhaite la création d'un nouveau pouvoir spirituel au-dessus des États, une religion de la Science se substituant au catholicisme. L1 1979, p. 1259
  5. a et b « Newton… apparaît comme celui qui portera le plus loin les conceptions de Gassendi et de Boyle… le monde constitué par des corpuscules et du vide. La matière est constituée de particules solides, pesantes, dures, impénétrables et mobiles… Comme tous les chimistes mécanistes Newton fait dépendre les propriétés de la matière du mouvement des choses, des contacts, de la forme des particules. Il va ajouter un concept nouveau : l'attraction… par analogie avec l'attraction universelle… Newton va ainsi fournir aux chimistes une explication des réactions chimiques, de la cohésion des corps et de l'expansion des corps volatils… Dans la deuxième moitié du XVIIe siècle la chimie devient autonome et s'écarte de la philosophie alchimique… » Lécaille 2009, p. 199.
  6. a et b « La tendance historique de la physique est à la synthèse de phénomènes de plus en plus nombreux en un nombre de plus en plus restreint de théories... En 1873 James Clerk Maxwell fait la synthèse de ce qui est électrique, ce qui est magnétique et de la lumière...La théorie électronique démarre en 1900... En 1926 une « théorie apparement farfelue [... la] théorie quantique »... la théorie de Paul Dirac ne comporte pas d'interaction lumière-électron. » Feynman 1987, p. 16-19
  7. « L'électron n'est pas vraiment un corpuscule ni d'ailleurs une onde car ni la mécanique d'Isaac Newton ni une théorie purement ondulatoire ne sont capables de la décrire correctement...Sa description relève de la physique quantique, qui empêche de le représenter comme une minuscule bille véhiculant de l'électricité ou tournant autour du noyau des atomes. L'électron est certes un objet minuscule mais il n'y a guère de sens à parler d'une « taille » propre à l'électron...On ne sait pas très bien aujourd'hui pourquoi la charge électrique de l'électron - ou de toute autre particule élémentaire- a la valeur qu'elle se trouve avoir. » Serres et Farouki 1997, p. 312.
  8. « La vitesse de déplacement du courant continu est le plus souvent de quelques mètres par heure. »La Souchère 2011, p. 141
  9. « En France, à partir de 1987, sous la direction d'Ifremer, un centre de recherche de EDF restaure les canons des épaves maritimes historiques. »La Souchère 2011, p. 68
  10. « Le 9 janvier 1921 L'Académie des Sciences en France effectue une radiographie d'une peinture. En 1931 le Laboratoire du Louvre est créé, il travaille avec des moyens physiques et chimiques, c'est-à-dire l'électricité et ses effets directs et l'électricité activant des machines. En 1968 le Laboratoire de Recherche des Musées de France gère les moyens d'auscultation et de datation de œuvres d'art... Il acquiert des bancs d'auscultation à techniques de rayonnement primaire qui provoquent un déplacement d'électron au niveau atomique et qui utilise l'émission secondaire pour la détection. Il commande des auscultations au CEA. En particulier celles à partir de 2000 nécessitant un synchrotron (étude du sfumato) : la microfluorescence avec irradiations diverses, études comportant une modélisation informatique de la nature de la matière étudiée. »
    « [En 1999, le Centre de recherche et de restauration des musées de France absorbe le Service de restauration des musées de France et devient le Centre de recherche et de restauration des musées de France C2RMF ». La Souchère 2016, Chap. X Examen et analyse des œuvres d'art p.171-193
  11. « En 1902 une électrification du réseau ferré est faite en Italie. Mais en France par décret gouvernemental à partir de 1922 cette amélioration de la rapidité de circulation est cantonnée hors de la région du Nord, pour prévenir une répétition de l'envahissement du territoire par l'Allemagne comme en 1914. » La Souchère 2011, p. 183

Notes[modifier | modifier le code]

  1. a, b, c, d et e L'électricité a fait peu de débats dans les religions, elle fait partie des constatations.
    Dans les racines antiques de la religion grecque antique non dogmatique, de l'hindouisme comme dans celles des religions celtes, la foudre est présente. Dans la nouvelle religion occidentale, le christianisme on attribue encore la symbolique "éclair-lumière-feu du ciel" à la boule lumineuse de St-Elme opportunité d'une intercession par une prière. Dans l'Islam la foudre est présage d'infortune. Dans l'office catholique, par la lumière qu'il est possible d'obtenir avec l'énergie électrique de la période moderne on l'a utilisée pour la lumière symbolique de l'eucharistie . On substitue la veilleuse dans le tabernacle par ce moyen plus pratique.
    Côté pour affirmé dans la période moderne-contemporaine : Scientologie ...,
    Côté contre : Amish dans l'ensemble des moyens modernes, Juifs et Chabbat dans des circonstances théologiques affirmées sur le temps qui passe qui aboutissent la reprogrammation des systèmes électroniques ...
  2. a, b, c et d FEF, (Berthonnet), p.14. Tableau synchronique des grandes dates de l'Histoire de l'électricité et des techniques.
  3. électricité (en ligne) CNRTL, « En français électricité : 1720 « une des formes de l'énergie » (p. Coste, Trad. du Traité d'optique par Newton, p. 534-535 : Les corps agissent les uns sur les autres par des attractions de gravité, de magnétisme, et d'électricité). Empr. à l'angl.electricity (electric + -ity) cf. attest. supra, dep. 1646 »
  4. Volta avait étudié la « pile » dans la combinatoire de la mise en série et la mise en parallèle des sources unitaires de potentiel électrique, sources testées avec différentes matières.Lefrou Fabry Poigne 2013, p. 2
  5. Couronne électrique avec des pointes émoussées autour de la tête d'une personne, Bose y ayant dissimulé un fil électrique discrètement relié à une machine électrostatique, la décharge électrique provoquant une auréole lumineuse.Bose 1744
  6. Un notable fabricant anglais d'instrument : « Les noms de Jeremiah Sisson, de John Bird, de Jesse Ramsden, de John Dollond, de George Adams, de Edward Nairne, et de Edward Troughton, pour ne citer que les plus connus, étaient synonymes d’excellents (et très chers) instruments. » Breni 2010
  7. électricité (en ligne) CNRTL, « Électricité positive, vitrée (vieilli). Électricité accumulée dans le verre frotté : 3. Elle [la femme] en diffère [de l'homme] comme l'électricité négative et l'électricité positive, c'est-à-dire par le sens et la direction, non par l'essence. Renan, L'Avenir de la sc., 1890, p. 524. »
  8. Karl Friedrich Gauss...s'occupa d'optique, d'électricité et surtout de magnétisme, dont il formula la théorie mathématique dans sa « théorie générale du magnétisme terrestre »... en 1805 dans la théorie des nombres Disquisitiones arithmeticae il développe la congruence, convergence des séries et les formes quadratiques. Il contribue au développement de la Méthode des moindres carrés [pour la « science appliquée »].L1 1979, p. 608
  9. entropie (en ligne) CNRTL, « entropie énergie littéralement « action de se retourner » pris au sens de « action de se transformer », terme proposé en 1850 par Rudolf Clausius pour désigner à l'origine la quantité d'énergie qui ne peut se transformer en travail »
  10. Germa 1982, L'éther est une substance: Au milieu du XIXe siècle, la chaleur est une substance qui passe de la partie plus chaude à la partie plus froide dans un corps, en 1857 Rudolf Clausius pose que la chaleur est entropique.[note 9]
  11. Dans l'expression des modèles de pensée aboutis au XIXe siècle, la pensée cléricale et anticléricale sont déterminées en opposition (dogme). Ce qui continuera en fin de XIXe siècle (à travers l'herméneutique de Friedrich Nietzsche puis la conception de la personne humaine évoluant dans son espace environnant dans le mouvement de pensée incarné par Sigmund Freud) à la problématique de la conscience humaine et de la réalité naturelle… et à l'inversion de sens du mot cartésien réduit à « rationalisation » avec ou sans action fonctionnelle.
  12. En 1850 la mesure effective de la vitesse de propagation de l'influx nerveux par stimulation électrique est établie par des scientifiques allemands à 160 km/h.Bodanis 2006, p. 156
  13. Samuel Morse pour le télégraphe est profondément inspiré par les résultats pratiques des électroaimants et moteurs développés par Joseph Henry. La Souchère 2011, p. 91
  14. a et b En 1878 David Edward Hughes met au point le microphone à charbon en poudre. En 1900 Michael Idvorsky Pupin met en place sur les lignes des répétiteurs qui sont des bobines d'auto-induction.La Souchère 2011, p. 95
  15. Pour les bobines électriques il n'est pas fait usage dans le tournant du XIXe siècle au XXe siècle de l'aluminium comme conducteur d'électricité, par son coût de fabrication avec l'électrochimie. Il n'apparaîtra qu'au milieu du XXe siècle lorsque les contraintes de poids deviennent importante pour les "systèmes embarqués".
  16. Dans la deuxième moitié du XIXe siècle, les turbines hydrauliques Francis et Pelton sont mises en place pour la "houille blanche" [de basse ou haute chute]. La Souchère 2011, p. 128
  17. La ville industrielle.Merlin 2009, p. 21
  18. Publication dans Die Galvanishe Kette de la théorie résistive [dans l'esprit du contactisme] élaborée en 1826. La Souchère 2011, p. 79
  19. En 1861 Maxwell crée le "champ" après les travaux d'Oersted et Faraday. Le "champ" est une perturbation de l'espace où se trouvent les corps, condition de l'existence de forces. Elles sont des fonctions du temps et sont l'origine des ondes. Maxwell abandonne la notion de « fluide de particules » (éther)... Maxwell n'y voit plus une commodité mathématique mais une réalité physique... Le "champ" se propage à l'infini continûment, une propagation à vitesse limitée.Lombry 2005, p. 61-63
  20. En 1805 la galvanoplastie sert à dorer des objets. Le cuivrage des pièces en fonte est mis au point entre 1856 et 1860 (Léopold Oudry).La Souchère 2011, p. 61-62. [Voir aussi Les candélabres cuivrés de Paris ].
  21. En 1826 Antoine Becquerel découvre la polarisation des électrodes par l'hydrogène et donne la pile à deux compartiments.Lefrou Fabry Poigne 2013, p. 3
  22. Davy empile jusqu'à 2 000 éléments de la pile de Volta. Davy obtient le potassium en 1807. En 1827, il s'intéresse au zingage, le zinc étant un métal abondant utilisé dans le générateur chimique d'électricité.Lefrou Fabry Poigne 2013, p. 3
  23. La reconnaissance de Gaulard interviendra trop tardivement car, entre-temps, des brevets ont été pris aussi par d'autres. Le premier brevet de Gaulard en 1882 n'a même pas été délivré en son temps, sous prétexte que l'inventeur prétendait pouvoir faire « quelque chose de rien » ! Gaulard attaque, perd ses procès, il est ruiné et finit ses jours dans un asile d'aliénés.
  24. En 1887-1888, Charles Francis Brush aux États-Unis construit une éolienne de 12 KW connectée sur le réseau. En 1891, Poul La Cour au Danemark transforma un moulin à vent en éolienne. [Il envisagea déjà les circuits courts de distribution et stockage].La Souchère 2011, p. 143-144
  25. a et b L'électrodialyse permet d'obtenir de l'eau potable à partir d'eau contenant du sel. Elle permet dans l'agroalimentaire de traiter les liquides tels que le lait, le vin, les jus de fruits.Lefrou Fabry Poigne 2013, p. 201-213
  26. Cf. Emmy Noether.Klein 2008, p. 96
  27. Le Point 10 de l'ouvrage Mouy 1944 p.13 : La logique, « science normative » de la vérité. Avec citation (p.14) de André Lalande, Du parallélisme formel des Sciences normatives, dans la "Revue de méta-physique", 1911.
  28. Particules et forces, matière et interactions selon l'échelle de la vue prise (équilibre précaire et démonstration de théorie par le constat d'existence du Boson de Higgs).Klein 2008, p. 106
  29. En 1922 Jaroslav Heyrovský met au point la polarographie.Lefrou Fabry Poigne 2013, p. 4
  30. a et b En 1921 Otto Loewi constate le phénomène de chimie en dehors des effets des électrons et des ions (de l'électrochimie dans les membranes poreuses) entre les "failles synaptiques" qui constitue l'"électricité animale" [voir Électrocyte]. Chargés négativement les transmetteurs arrivent sur la cellule nerveuse chargée positivement puis sont décomposés. [Les récepteurs transmembranaires sont la base de recherche du premier et des autres neurotransmetteurs.]...Après 1970 les neurotransmetteurs sont utilisés dans les traitements psychiques. Bodanis 2006, p. 166-170
  31. Guthleben (et CNRS) 2011, p.59. Mis à disposition pour le centre de recherche de Meudon par Charles Beaudoin, industriel ingénieux et passionné.
  32. En France l'ensemble des sociétés productrices distributrices d'électricité est rassemblé en un service public tenu par un Établissement public à caractère industriel et commercial, EDF.
    Pour le Canada au Québec, une nationalisation est faite hors des motifs de reconstruction d'après guerre, Histoire de l'électricité au Québec.
  33. Guthleben (et CNRS) « Rêves de savants », Photo p.33 présente un dispositif électrique à câble torsadé aérien aux environs de 1920. Un « tableau électrique » (un panneau en bois) comportait les ampèremètres, les voltmètres, les rhéostats et des borniers vissants.
  34. Le Bahreïn a pour la première fois de son histoire utilisé de l'électricité en 1942 dans un édifice avec un petit groupe électrogène. En France la capacité à changer les lampes dans les parties communes des habitations résulte des directives élaborées après la deuxième guerre mondiale (la capacité d'une personne à changer des tubes au néon n'est pas subordonnée au métier d'électricien , alors que cette capacité est requise pour les autres lampes, une situation issue de l'usage établi dans l'industrie).
  35. En France, pendant la période de construction des grands ensembles débutée en 1960, la mise à disposition du téléphone pour un chantier de construction est prioritaire dans un environnement de réseau téléphonique insuffisant.
  36. Les essais au XIXe siècle d'utiliser une lumière très vive pouvant traverser par transparence les corps de très jeunes enfants aboutira de fait au XXe siècle par des médecins aux rayons X en changeant de longueur d'onde. Si Wilhelm Röntgen a choisi de ne pas breveter sa découverte pour le bienfait de l'humanité, la tomographie qui est un empilement de radiographies successives permettant d'établir un volume a été brevetée en 1915 par André Bocage. Mais elle n'a eu de réalité que lorsque l'algorithmique a été efficace sur les calculateurs électroniques. Sur encore l'expérimentation de l'effet des ondes apparaitra dans le même but l'échographie en utilisant cette fois du son produit avec l'effet piézoélectrique.
  37. Cf. Jack Kilby.Lombry 2005, p. 171
  38. La mécanisation avec le moyen de l'électricité est effective depuis le début du XXe siècle, elle est liée aux éléments d'une économie de cette période où la demande finale est supérieure à la production qui demande un délai de réalisation ( « à flux tiré »), aussi bien pour l'industrie civile que militaire. C'était un élément déjà très présent au XIXe siècle en Angleterre où cette période est celle des pensées théorisées qui fabrique le modèle (le "cadre") de vie occidental au début du XIXe siècle (Adam Smith et David Ricardo). Cette période par exemple celle de la banalisation de la tôle ondulée novatrice qui était au milieu du XIXe siècle un élément architectural recherché. Mais cette détermination est encore plus forte aux Etats-Unis qui avec son Fordisme et Taylorisme devient au tournant du XIXe siècle et XXe siècle le plus gros exportateur de machines. La mécanisation-automatisation est dans la deuxième partie du siècle déclarée être une « nécessité économique » de la mise en système de la production utilisant la gestion par machines informatiques, ( « à flux poussé » dont le débouché est « assuré » par la publicité).
  39. En 1839 William Grove découvre la réversibilité de l'électrolyse de l'eau et invente la première pile à combustible.
    Ce générateur est réellement développé par la NASA dans les années 1960 et il est mis en place au début du XXIe siècle une puissance de l'ordre de 10 kW.Lefrou Fabry Poigne 2013, p. 3 & 141
  40. En 1924, la cinétique de réaction électrochimique est posé par Butler et Volmer.
    La "supercapacité" [un stockage intermédiaire entre le condensateur et la batterie] qui a lieu à l'interface entre une électrode poreuse et l'électrolyte pour le transfert électronique rapide charge-décharge sert aux circuits embarqués des véhicules électriques. [Invention pratique au début du XXIe siècle].Lefrou Fabry Poigne 2013, p. 41 & 167
  41. L'influence des lignes à haute tension sous la fréquence de 50 Herz est étudiée comme facteur pour la leucémie, le cancer, la maladie d'Alzheimer par les Organismes de santé publique.La Souchère 2011, p. 174-175
  42. Des expositions rétrospectives du "cadre de vie" années 1960 fondateur de l'actualité artistique de l'art contemporain qui a absorbé le non-art sont faites sur La Monte Young, Henry Flynt, Simone Forti, Jasper Johns, George Maciunas, Robert Rauschenberg, Desmond Paul Henry (en), etc.

Sources[modifier | modifier le code]

Références[modifier | modifier le code]

  1. CNRTL foudre
  2. a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k et l Desit-Ricard 2009, p. 131-142
  3. a et b Desit-Ricard 2009, p. 116
  4. Desit-Ricard 2009, p. 132
  5. article Phosphore.L1 et 1979 1086
  6. La Souchère 2009, p. 26-32
  7. Zweiacker 2011, p. 225
  8. Salem 2006, p. 185
  9. Lefrou Fabry Poigne 2013, p. 2
  10. Lécaille 2009, p. 210
  11. L’histoire du vide, Pierre Marage, Physique des Particules élémentaires Université Libre de Bruxelles.
  12. a, b, c et d Petit 2013, p. 290
  13. Adler 1961, p. 12-14, 126, 134-136
  14. a et b Vallon 1989, p. 250-251
  15. Lécaille 2009, p. 180
  16. Desit-Ricard 2009, p. 137
  17. Desit-Ricard 2009, p. 140-141
  18. Site du Musée de l'électricité, Maison d'Ampère, Poleymieux-au-Mont-d'Or.
  19. a et b article Electricité ( §.histoire).L1L1 et 1979 477-478
  20. Convention télégraphique internationale de Paris (1865) et Règlement de service international (1865).
  21. Ploetz 1957, p. 181
  22. Un "pari" d'Hippolyte Fontaine et de Zénobe Gramme constitue la première transmission de la force électrique à plusieurs kilomètres.
  23. Dont les systèmes de protection des circuits électriques feront usage par les “fusibles[1].
  24. La Souchère 2009, p. 56-57
  25. chimie générale, ion
  26. a, b, c, d, e et f Lefrou Fabry Poigne 2013, p. 3
  27. Référence : CNRTL, chimisme.
  28. a et b Le Réseau à fil unique (en) est présent en Nouvelle-Zélande depuis 1925, plus en Australie, Canada, Brésil, États-Unis et certains pays d'Afrique.
    Au XIXe siècle, pour le système de « Terre comme conducteur » dans le circuit, Nikola Tesla a pour projet un système d'ondes stationnaires concurrençant le système de communication hertzien de Guglielmo Marconi (voir Tour de Tesla).
  29. L'expérience de Hans-Christian Œrsted (1820) (vidéo, documents historiques)
  30. Desit-Ricard 2009, p. 134
  31. Michel Liégeois, Dialogue sur la Religion naturelle, Philo plus, 2003.
  32. La Souchère 2011, p. 76
  33. Dans la vie pratique l'usage jusqu'à l'exagération de l'expérimentation est tenté comme le montre le livre de G. Flaubert Bouvard et Pécuchet. Ainsi en 1874, L’électricité contre le phylloxéra dans : La Nature. Revue des sciences et de leurs applications aux arts et à l’industrie. Source: Le Cnum.
  34. a et b Lefrou Fabry Poigne 2013, p. 6
  35. Émile Guimet
  36. Paul Héroult. La Souchère 2011, p. 60
  37. a et b Lefrou Fabry Poigne 2013, p. 4
  38. a et b Lefrou Fabry Poigne 2013, p. 5
  39. a, b, c, d et e Histoire de l'éclairage.
  40. La Souchère 2011, p. 130
  41. Exposition internationale d'électricité, sur le site cnum.cnam.fr
  42. La Souchère 2011, p. 164
  43. La Souchère 2011, p. 165
  44. La Souchère 2011, p. 58
  45. a et b électrochirurgie
  46. a et b Borvon 2009
  47. Le téléphone en France, Histoire du téléphone en France.
  48. La Souchère 2011, p. 181
  49. L’esprit pionnier dans l’histoire des remontées mécaniques.
  50. Guthleben (et CNRS) 2011, p.105.
  51. Guthleben (et CNRS) 2011, p.106.
  52. a et b Histoire de la voiture électrique.
  53. a et b La Souchère 2011, p. 120
  54. La Souchère 2011, p. 121
  55. Référence : CNRTL, rhéostat Nom de l'engin attesté en France.
  56. « Les rhéostats sont formés soit de fils en un métal très résistant, le maillechort par exemple, soit simplement d'un récipient plein d'eau rendue légèrement conductrice par du sel ou du carbonate de soude. » (soulier, Gdes applic. électr., 1916, p. 80). Source citation : CNRTL maillechort.
  57. La Souchère 2011, p. 90
  58. a et b Alain Beltran, Patrice Carré, in La Fée et la Servante, Belin, 1991, citent Marcel Proust: « un luxe charmant »... La fée est une est une représentation très « féminine » de l'électricité: l'éclairage renvoie à une vision domestiquée, pacifique du progrès... (interview Télérama no 3497 p. 38. 18/1/17).
  59. Source Persée : Flux /Année 1993 /Volume 9 /Numéro 12/ p. 55-57, auteur :Delphine Gardeysem; compte rendu de l'ouvrage : Histoire de l'électricité en France - Tome I, 1881-1918 (sous la direction de François Caron et Fabienne Cardot).
  60. Beugniez 2009, p. 581
  61. a et b Ploetz 1957, p. 203
  62. a et b Coupechoux et Beltran 1996, p. 41
  63. La Souchère 2011, p. 137
  64. a, b et c Coupechoux et Beltran 1996, p. 26, 29 et 32
  65. Cf. Bouchayet-Viallet et ses références [2]
  66. Source: Alain Beltran, chercheur au CNRS:...Sous la Révolution, Robespierre clamait que l'homme avait conquis la foudre et « conjuré celle du ciel »...Mais:...Incendie du Grand Café en 1890...Courts-circuits sur la chaussée qui provoquent des chocs électriques et font "danser" les chevaux...énergie chère jusqu'en 1950...[Changement d'échelle de risque]: parc électro-nucléaire civil qui est dans l'imaginaire associé à la bombe atomique militaire et serait une énergie..."démentielle"...(interview Télérama no 3497 p. 37-39. 18/1/17, propos référençant son livre La Fée et la Servante).
  67. a et b La Souchère 2009, p. 77
  68. a et b Desit-Ricard 2009, p. 151-167
  69. L'entente effective entre le trust d'économie libérale anglaise Compagnie Marconi et le cartel d'économie dirigée allemande Telefunken.
  70. a et b Ploetz 1957, p. 191
  71. a et b Une clôture expérimentale dans le Texas États-Unis en 1888, dans le but de réduire les blessures causées au bétail. Pour contraindre les personnes : en 1906, lors de la guerre russo-japonaise pour des prisonniers, en 1915 l'armée allemande a électrifié des clôtures le long de la frontière entre la Belgique et les Pays-Bas...Sources : via le "Guichet du Savoir"
  72. Qui ont suivi une vision pacifiste après 1950 Atoms for peace.
  73. Coupechoux et Beltran 1996, p. 44 et 105
  74. a et b « le communisme, c'est les Soviets plus l'électricité ». Lénine, "Les citations sur le socialisme et le communisme", L'Étudiant [3].
  75. a et b Klein 2008, p. 86-87
  76. La Souchère 2009, p. 66-68
  77. Klein 2008, p. 99
  78. a et b Klein 2008, p. 95
  79. article Corpuscule, mention (vx) (vieilli) pour la physique.L1 1979, p. 369
  80. article Quantum.L1L1 1979, p. 1164
  81. Klein 2008, p. 92-93
  82. Cf. Heisenberg et la Mécanique matricielle.
  83. Par exemple méthode de plus profonde descente, méthode de Monte-Carlo, générateur d'aléas, étreinte fatale, Convergence uniforme, Machine de Turing...Catégorie:Algorithmique.
  84. a, b, c et d Serres et Farouki 1997, p. 878-880
  85. a, b et c histoire du four électrique Source développée sur les métaux ferreux.
  86. Poids d'une particule projetée (source via : Guichet du savoir).
  87. Cf. Manuel du canonnier breveté : Guerre mondiale (1914-1918) -- Histoire des unités -- France -- Forces armées -- Règlements. -Neuvième partie du tome premier du règlement sur le service de l'artillerie à bord des bâtiments de la flotte (18e édition approuvée par décision ministérielle du , mise en service par circulaire du ) / Marine nationale, 1915. TITRE XI : NOTIONS D'ÉLECTRICITÉ.

     CHAPITRE 1. Gourant électrique. 165
     CHAPITRE II. Lampes à incandescence. 176
     CHAPITRE III. Electro-aimants. — Appareils électriques. 178
     CHAPITRE IV. Piles. 187

  88. NEI « Nuclear Energy, Clean Air Energy to Power the Word ».
  89. histoire de la géothermie (consulté le 07/11/2013).
  90. « Depuis quand ? » par Pierre Germa via le "Guichet du Savoir".
  91. La Souchère 2011, p. 134
  92. La Souchère 2011, p. 62
  93. a et b Germa 2014, récapitulatif fin ouvrage
  94. [4] (consulté le 17/08/2016).
  95. code-barres Germa 2014, p. 100
  96. Fabien Bonnet, « La mise en récit de la relation au client par l’entreprise Le cas de la communication d’EDF », Communication et organisation [En ligne], 39 | 2011, mis en ligne le , consulté le . [5].
  97. Reconnue comme peu sûre, l'utilisation du gaz pour s'éclairer est passée dans le langage courant avec ses idiotismes mais aussi dans la littérature (cf. Gas from a burner (de l'eau dans le gaz) (1912) de James Joyce).
  98. Ploetz 1957, p. 215
  99. Avec des techniques après 1970 de rabattement de nappes phréatiques.
  100. Fiell et Fiell 2003, p. 8
  101. La norme française NF réglemente les installations électriques en basse tension en France (Source via Guichet du savoir).
  102. aspirateur électrique inventeur : James Spangler, 1907. Germa 2014, p. 26
  103. Fiell et Fiell 2003, p. 12
  104. [6].
  105. CNRTL, électro-ménager Référence dans la langue française : 1949.
  106. Cette passion est une composante sociale mesurée (médiamétrie : [7])
  107. Règles de sécurité de base.
  108. a et b Conséquences pour la santé de l'usage des téléphones portables 12e législature Sénat en France 2002; Étude 2014 de l'OMS .
  109. Beugniez 2009, p. 529-530
  110. radiographie Germa 2014, p. 267
  111. électrocardiogramme Germa 2014, p. 134
  112. électroencéphalogramme Germa 2014, p. 134
  113. poumon d'acier inventeur : Cecil P. Drinker, (US). p.262.Germa 2014, p. 262
  114. Bodanis 2006, p. 158
  115. rein artificiel Germa 2014, p. 270
  116. a et b Lefrou Fabry Poigne 2013, p. 156-157
  117. [8].
  118. scanner Germa 2014, p. 284
  119. radioélectricité Germa 2014, p. 266
  120. CNRTL, électronique 1905 pour l'adjectif, 1922 pour le substantif, depuis l'adjectif anglais issu de la théorie de l'électricité des électrons à l'état libre. Dans le français officiel depuis 1932. « prob. introduit par l'électricien anglais J.-A. Fleming [1849-1945] cf. son ouvrage Electronic Theory of Electricity, 1902 ds NED Suppl. »
  121. Lombry 2005, p. 23
  122. quartz de synthèse, résonateur électronique.
  123. transistor à jonction Germa 2014, p. 323
  124. minitel Germa 2014, p. 273
  125. Lefrou Fabry Poigne 2013, p. 85
  126. Exemple urbain type : Le Tunnel de Fourvière à Lyon, France [9].
  127. (cf:Fig. 7]) Elektropolis
  128. Funiculaire Aérien de l'Aiguille du Midi-Mont Blanc
  129. Référence : Histoire de Yale-Fenwick-Linde [10].
  130. Guthleben (et CNRS) 2011, p.77.
  131. Le retour de la benne à ordures électrique
  132. Référence : INA [11].
  133. Guglielmo Marconi, le rival de Fessenden a établi le premier contact transatlantique en 1901, il n’a pu faire que des transmissions unidirectionnelles.
  134. La Souchère 2011, p. 96
  135. universalis
  136. Fiell et Fiell 2003, p. 10
  137. La musique spatiale découle de l'électricité-électronique étudiée par sa forme autant que par son contenu qui s'écarte de la « gamme » théorisée.
  138. Cf. les "mobiles" selon Marcel Duchamp qui démarrent par ceux d'Alexander Calder qui a utilisé la motorisation électrique et la sonorisation « Calder, LES ANNÉES PARISIENNES (1926-1933) » au Centre Pompidou, 2009
  139. hologramme Germa 2014, p. 172
  140. a et b Coupechoux et Beltran 1996, p. 95
  141. Exposition présentée par Frank Popper. Collection du FRAC Centre ombres et lumières).
  142. Cf. Jean Tinguely, Niki de Saint Phalle, Erró...
  143. [Cartel] Grame pour Ryoji Ikeda : "...genre minimaliste au tournant des années 2000, beauté plastique des mathématiques et informatiques, comportement humain...".
  144. De-la-contre-culture-la-cyberculture
  145. Effets sociaux de l'explosion des réseaux électroniques.
  146. Grâce à l'informatisation mondialisée du WEB, l'intelligence économique lobbyiste remplace l'espionnage industriel. Il s'appuie sur le droit effectif dans un état, la différence des droits et systèmes judiciaires associée à la différence de pouvoir des gouvernements et utilise l'appropriation possible de technologies, de sociétés que l'on déstabilise, sur le territoire et hors du territoire. Source :"LSD, La série documentaire" Perrine Kervran, France-Culture, 26/10/16. A la guerre économique comme à la guerre (consulté le 27/10/16)
  147. Cf. Fake news.
  148. Par la notion de « Corps Augmenté » [12].
  149. Documentaire Public Sénat « Made in France », Laboratoire R&D Dickson-constant, 2016.
  150. Pour la France, intention en 2017 de disposer de moyens pour communiquer avec les administrations; Discours de politique générale du Premier ministre 04/07/2017, 15h57 - Chaque citoyen disposerait d'un compte web pour faire le lien avec l'administration : « "Un compte citoyen en ligne sera le nouveau lien entre les Français et leur administration, comme en Estonie" » lcp en ligne (consulté le 02/01/2017).
  151. Bonhomme 2008, p. 9
  152. Transports-en-commun-le-retour-du-coussin-d'air, Erasmus en surface et sous terre Métro de Fukuoka.
  153. L'intelligence se comprend d'abord comme assistance technique mécanique débutée au XXe siècle puis comme intelligence artificielle à la place de l'homme en 2016. Référence C.N.R.S. : [13] [14]
  154. [15] Site d'information
  155. [16] Sur le site d'Orange
  156. [17] Sur le site de l'ARCEP
  157. Sources en ligne:« Notons que le terme d'énergie « fatale » est aujourd’hui couramment utilisé pour qualifier l’électricité produite par les énergies intermittentes (éolien, solaire) lorsqu’elle est inutilisable, faute de demande et de stockage. » CDE -Connaissance des énergies-, définition énergie fatale, (consulté le 5/11/16);
  158. Source: ENEA consulting le stockage d'énergie « ...La volatilité accrue des prix de l’électricité est un indicateur de ces tensions [du marché]. Le 8 février 2012, un pic de 102 GW de consommation atteint en France a porté ponctuellement à 2 000 € le prix du MWh sur les marchés. A l’inverse, des épisodes de prix négatifs à -500 €/MWh ont été observés en Allemagne en 2010, causés par des surplus de production éolienne. Face à ces tensions, différentes solutions dites compensatoires peuvent être mises en œuvre...
    Dans son article 6, la loi NOME (Nouvelle organisation du marché de l’électricité en France) prévoit la mise en place d’une obligation de capacité pour les producteurs d’électricité, leur imposant de justifier d'une capacité physique de production égale à la puissance nécessaire à la fourniture de leurs clients. Cette obligation devrait également s’assortir de la naissance d’un marché de capacité, ceci à horizon 2017. Une nouvelle valeur sera ainsi attribuée à la puissance rendue disponible par le stockage d’énergie, en procurant à ses détenteurs des certificats de capacité à valoriser sur un marché. Les modalités exactes ne sont pas encore connues, mais c’est une source de gains qui viendra s’ajouter aux revenus liés à la vente d’énergie. Un scénario de double valorisation de la capacité de stockage (puissance de charge et de décharge) aurait même un effet catalyseur pour la filière...
    Au-delà des intérêts techniques et économiques, le stockage d’énergie s’inscrit dans une stratégie globale pour parvenir à un mix énergétique décarboné. »
    (consulté le 17/11/16).
  159. En France, comme en Europe, l'obligation de fourniture correspond aussi à l'obligation de mise à disposition régulée (communiqué de risque de délestage 01/2017 de la Coopérative d'Électricité de Saint-Martin-de-Londres, [18] Société d'intérêt collectif agricole fondée en 1920 comme entreprise locale de distribution (consulté le 02/03/17)).
  160. L'énergie solaire en Chine se combine à l'éolien (Le Figaro, 12/01/2015 [19](consulté le 02/03/17)) et les nouveaux barrages (sur source EDF 2015: [20](consulté le 02/03/17)).
  161. La France subit une coupure d'électricité de grande ampleur l'article sur Wikinews.

Bibliographie[modifier | modifier le code]

Revues, magazines et journaux[modifier | modifier le code]

  1. Source BnF-Gallica : C-A Oppermann, Nouvelles annales de la construction : publication rapide et économique des documents les plus récents et les plus intéressants relatifs à la construction française et étrangère., V. Dalmont, Paris, 1876-1887 (lire en ligne).
  2. "Einstein avait raison" in The Economist, 13/2/2016, trad. Courrier international no 1320, 18/2/2016. Cf. Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory.
    « Les ondes gravitationnelles vont rejoindre les rayons Gamma, les rayons X et les ondes radio dans la "boite à outils" dont nous disposons pour comprendre l'Univers. » Ilya Mandel, physicien théoricien de l'université de Birmingham.
    « Ces observations étonnantes sont la confirmation de nombreux travaux théoriques, y compris la théorie de la relativité générale, qui postule les ondes gravitationnelles. » Stephen Hawking, directeur de recherche à l'Université de Cambridge.
  3. Le Journal de Physique et le Radium (articles de G. Ribaud dans no 6 et 8) (1re éd. 1923), Théorie du four à induction à haute fréquence, lire en ligne : [21] et [22]: Travaux de G. Ribaud sur les Courants de Foucault, calcul du rendement du four à haute fréquence en l’étendant aux fours alimentés par un courant sinusoïdal entretenu (alternateur) : « ...il existe une fréquence à partir de laquelle le rendement du four devient maximum et constant...[soit le] "skin effect" [effet de peau]... » .
  4. a, b et c Jean Bienfait, « L'industrie française de la machine-outil », Revue de géographie de Lyon, vol. 36, no 1,‎ , p. 11-49 (lire en ligne).
    [Rapporté dans une note historique de 1851, le gain de productivité dans la taille d'engrenage par l'emploi de machine outil à vapeur était de 121 heures à 16 heures et demie.] (p.13) ...De 1915 à 1921, 274 000 tonnes de machines entrent en France, où cette année on ne recense que 38 constructeurs employant 3 000 ouvriers. En Allemagne au contraire...les ateliers sont quatre fois plus nombreux. (p.15).
  5. (en) « Electric cars are charging ahead », The Connexion (connexionfrance.com), no 169,‎ , p. 3
    ...En France circule 100 000 automobiles électriques et le gouvernement incite avec fermeté pour stimuler le marché : avec des bonus à l'achat et la promesse de disposer d'un million de points de recharge d'ici trois ans...dont 100 000 bornes publiques en 2019... Aujourd'hui 1 % des véhicules vendus est électrique... La déclaration [de la ministre de l'Environnement] est faite alors que les députés en Allemagne ont voté la possibilité d'interdiction de fabrication des véhicules à combustion interne à l'horizon 2030. La barrière de l'autonomie de moins de 300 km des véhicules a été levée par BMW, VW, Opel... de même pour Tesla et Renault.
    ...Les accumulateurs fournissent environ 1 km pour 1 kg de poids (ref. Renault Zoe vendue aujourd'hui en 2016 hors bonus 23 600 euros, batteries en location et coût 69 euros mensuels)... [trad.]
  6. a et b (en) Ken Seaton, « Doctor will 'see' you now...via video link », The Connexion (connexionfrance.com), no 168,‎ , p. 1 & 4
    ...Dans le désert médical depuis 2007 par la chute de 8,4% par an des généralistes...Oberbruck a dépensé 45 000 pour monter un cabinet médical à distance...avec infirmière...pour 450 villageois et 2500 habitants à proximité...Et à Houston, Texas, 4500 'expat' sont connectés à "Hopi Médical" à Strasbourg avec leur carte vitale [trad].
    Lire aussi en ligne (en) Home robotics to help elderly (en Europe suivi du vieillissement).
  1. (en) Rosamond Daw (trad. n°1183, p.35, 4 juillet 2013), « Déjà dans l'Antiquité », The Guardian,‎ .
    ... Domaines d'application des nanotechnologies en 2009 : 38 % matériaux, 25 % électronique, 15 % matériel optique magnétique, 13 % biotechnologie, 9 % instrument pour étudier le nanométrique.
    ... Qui détient les brevets : 61 % entreprises, 20 % universités, 12 % états, 7 % autres.
  2. « (bandeau récapitulatif de bas de page) », Courrier international, no n°1183,‎ , p.37.
    Motorola.
  3. (en) Robert J. Samuelson (trad. n°1270, p.30, 5 mars 2015), « La vraie fausse révolution d'Internet », The Washington Post,‎ .
    ... Joseph Schumpeter en 1942 pose : « Le capitalisme [] révolutionne sans cesse la structure économique de l'intérieur en détruisant sans cesse ses éléments viellis et en créant sans cesse des éléments neufs »...Ces progrès ont toujours eu un coût humain...[ce qui a été le cas aux États-Unis] dans les années 1970 et 1980 [avec] les importations et les nouvelles technologies...Les nouveaux secteurs créaient de nouveaux emplois...le niveau n'a pas cessé de s'améliorer...Mais dans un essai [] John Komlos à l'Université de Munich affirme que la valeur économique des nouvelles technologies a reculé avec le temps...les technologies de l'information [n'ont pas l'ajout de valeur des apports de la sidérurgie, du téléphone, de la voiture, de l'avion, des antibiotiques, de la radio et télévision] « Si la constitution d'un réseau social, facilitée par Facebook, est une fonction particulièrement prisée d'Internet, elle ne fait que se substituer...sans ajouter grand chose à notre sentiment de bien-être... Facebook a simplement monétisé des activités qui, pour la plupart, étaient jusqu'alors hors de portée du marché ».
    Nouvelle vulnérabilité : ...Le piratage informatique est capable de semer la panique chez les particuliers comme dans la société...Nous sommes devenus dépendants...Et mêmes conclusions chez Robert Gordon à Northwestern University (Chicago)...La productivité du travail avait augmenté de 3% par an pendant [les deux décennies d'après guerre], 1% à partir de 2004, 0.5% 2010...avec les cyberperturbations.
  4. (en) - (trad. n°1276, p.31-32, 16 avril 2015), « Évolution bitcoin », The Wall Street Journal,‎ .
    ...Le bitcoin est bien plus qu'une devise. C'est un système décentralisé, inédit, de gestion des échanges de valeur. C'est tout simplement l'une des évolutions les plus marquantes de ces cinq cents dernières années dans le domaine de la finance...[Créée en 2009 et dont le symbole officiel a été accepté en 2015 elle prévoit l'usage de fixation de la valeur des échanges en désolidarisant complètement du système bancaire traditionnel et a mis celui-ci en question]
  5. (en) Rachel Emma Silverman (trad. n°1183, p.39, 4 juillet 2013), « (extraits) », The Wall Street Journal,‎ .
    Pistés par des capteurs : [ "Sociometric Solution" suit une cinquantaine d'entreprises clientes en leur ayant fait signer un contrat interdisant l'accès aux informations individuelles fondant les rapports de synthèse] Louis Maltby président du National Workrights Institute : « il n'est pas illégal de pister ses propres employés dans ses propres locaux. Le problème c'est que les entreprises vont réclamer des informations nominatives...ce qui n'est pas illégal. »
  6. (en) Dana Priest (trad. n°1191, p.22, 29 août 2013), « (extraits) », The Washington Post,‎ .
    ...Adam Harvey, designer : « Un étui en tissu métallisé protègera les téléphones portables de la curiosité de l'État...ce qui m'inquiète le plus, c'est la création d'une vaste base de données sur tous mes mouvements, sans que je sache à quoi elle sert... »
    ...Le "Electronic Privacy Information Center", une organisation de recherche et défense des citoyens à Washington en 2006 a distribué des "protecteurs de passeport électronique" qui comportent un microprocesseur intégré lisible à distance.
  7. (en) - (trad. n°1258, p.35, 11 décembre 2014), « Construction : Des architectes pionniers. », San Jose Mercury News,‎ .
    Dans le système « Du berceau au berceau » (sigle C2C officialisé en 2002), William McDonough affirme :« l'immeuble intelligent produit plus qu'il ne consomme d'électricité ».
  8. (en) - (trad. n°1279, p.16, 7 mai 2015), « Tanzanie. Passez directement en case solaire. », The Christian Science Monitor,‎ .
    ...Tanzanie: dans ce pays de l'Afrique de l'Est 81% de la population n'a pas accès à l'électricité....Richard Hosier [Manque mondiale] déclare : « En 1981...j'étais dans un village kényan. J'y ai bien trouvé des panneaux solaires, mais ils étaient coupés en tout petits morceaux pour en faire des colliers pour les femmes. » selon lui, les villages africains sont jonchés des restes de projets solaires d'organes gouvernementaux ou d'ONG qui ont échoué [faute de maintenance]...Construire des réseaux électriques dans de nombreuses régions pauvres et isolées ne justifie pas l'investissement de grande ampleur sans retour financier...Ayant attendu 10 ans le raccordement au réseau, une famille Maissaï non pauvre selon les standards locaux a choisi un installation solaire limitée à l'éclairage et à la recharge de téléphone mobile. Elle est payable après installation à 5€ en mensualités de 10€. Elle se substitue à une dépense de carburant de 17€...

Vidéos et audios[modifier | modifier le code]

  1. a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, l, m, n, o, p, q, r, s, t, u, v, w, x, y et z « L'histoire de l'électricité » Vidéo : -Coordinateur Jim Al-Khalili, prof. Univ. of Surrey, Guildford -Production : The Open University & BBC, 2011, diff. Arte, 11/2014.
  2. « L'histoire de l'électricité » Vidéo : -Coordinateur Jim Al-Khalili, prof. Univ. of Surrey, Guildford -Production : The Open University & BBC, 2011, diff. Arte, 11/2014. Samuel Morse, artiste, exprime son crédo dans le pacifisme à partir de 1845 : "le monde est plus petit, par le télégraphe et la communication à distance il n'y aura plus de guerre".
  3. a et b « Paris Berlin Destins croisés » Epoque contemporaine (4/4) Réalisateur : Frédéric Wilner, Producteur : Iliade Productions, Les films de l'Odyssée, diffusion Arte [23].
  4. a et b Le Sens des Choses #7 . "Le cerveau et l'intelligence artificielle" (entretien avec Laurent Alexandre, chirurgien-urologue, président de la société de séquençage de génome DNA Vision, en Belgique. "Passionné de génétique, il s'intéresse aux bouleversements qu'entraîneront pour l'humanité les progrès de la science, de la techno-médecine et des biotechnologies". Diff. France-culture 2014-08-23.
  5. La conversation scientifique "Peut-on bande dessiner le monde quantique" (entretien avec Thibault Damour), diff. France Culture, . « L'éloignement de la physique quantique hors du visuel et de l'intuitif en rend l'appropriation particulièrement délicate et risquée...La théorie définit son observable...à la façon de Hugh Everett. »
  6. La conversation scientifique "et si pour une fois osait parler du spin" (entretien avec Jacques Ball). Diff. France-Culture 2016-01-02.
  7. a et b Anna-Célia Kendall, "La cuisine de Francfort", Centre Musée G. Pompidou/Arte 2010 [24]. Architecture rationnelle de Margarete Schütte-Lihotzky disciple d'Adolf Loos pour une cuisine de 6,5 m2 avec modularité. Comporte une planche à repasser pour fer électrique, prise au dessus du plan de travail sous la fenêtre. "Montée sur rail [au milieu du plafond dans sa longueur], une balladeuse [lampe électrique] est partout disponible". 10 000 cuisines installées de 1926 à 1930. Hotte à extraction naturelle.

Expositions, conférences[modifier | modifier le code]

  1. a, b, c et d Exposition « Chambres des merveilles » [25] Musée des Confluences: ...Des hommes, fascinés par la complexité du monde, accumulent des objets émanant du génie humain, les Artificialia, et les plus prodigieuses créations de la nature, les Naturalia. Ils présentent alors leur propre vision du monde dans des chambres de merveilles.
    À partir de la Renaissance, ces « esprits curieux » récoltent des objets à la fois insolites, fascinants, extraordinaires ou mystérieux, qu’ils rassemblent et présentent à des visiteurs privilégiés. Dans ces cabinets de curiosités, ils font ainsi partager à leurs contemporains leur soif de connaissance. Animés d’un insatiable désir de découvertes, certains se feront aussi grands voyageurs.
    Au départ, les mises en scène et compositions devaient susciter admiration et émerveillement. Peu à peu, guidés par l’émergence d’un esprit scientifique, les collectionneurs se spécialisent et proposent de nouvelles classifications de leur collection. Des questionnements et d’importants débats émergent au sein d’un vaste réseau européen où, entre crédulité et scepticisme, la science va se construire. Les cabinets de curiosités jouent alors un rôle majeur dans la circulation du savoir et des idées de l’époque....Jusqu'au XVIIIe siècle les Universités en Europe dispensent un savoir qui retrace un savoir catalogué par le seul livre de science admis : La Bible. La classification apparaît nécessaire avec les échanges et découvertes, la mise en collection. La continuité du monde selon Georges-Louis Leclerc de Buffon et sa discontinuité selon Carl von Linné s'opposent en deux théories distinctes.
  2. a et b « La couleur dans la lumière, Le postimpressionnisme et Rhône-Alpes (1886-1914) », Musée Paul Dini Villefranche-sur-Saône, janvier 2016:
    "...L'année 1914 vit à Lyon s'ouvrir l'Exposition internationale des beaux-arts où la plupart d'entre eux fut présents. L'impact de cette manifestation qui mettait en avant le projet d'une cité moderne et originale servie par les arts, se dilua cependant dans les affres de la première guerre mondiale....[Toile en exposition : Albert Besnard, "La Vérité entraînant les Sciences à sa suite répand la lumière sur les hommes", 1890, fonds Petit-Palais Paris] ... Paysages mystiques et nuits baignées par la « fée électricité » : la lumière de la nuit est aussi celle de l'électricité qu'Albert Besnard a mis en scène dans un des plafonds du Salon des Sciences du nouvel Hôtel de ville de Paris [de 1882], qui permet de peindre des scènes de genre nocturne reflet d'un temps de « Bonheur et d'Abondance » (louis [Claude] Paviot). En intérieur, des réunions de personnages apparaissent au milieu desquelles l'électricité fait naître des lumières et des ombres nouvelles..."[cartels]. "Le symbolisme de "la main d'ombre" [toile en exposition de Charles Lacoste, 1896, fonds Musée d'Orsay Paris] montre la fatigue des ouvriers en foule voûtée éclairée sur la jetée dans la nuit avec au loin la ville. Cela montre en symbole ce qui s'écarte des conventions, avec une expression allant de l'affinité avec les groupes anarchistes jusqu'à celle avec le dandysme." [guide].
  3. « Laboratoire espace cerveau, retour sur Gianni Colombo (it) & Paul Sharits en amorce de la station (1)0 ». Institut d'art contemporain de Villeurbanne, exposition du 24 juin au .
    "Gianni Colombo : Spazio Elastico,1967-68 : ...Dans l'obscurité, formant un volume virtuel de 4m par 4m, des fils extensibles blancs traversent l'espace, en permanence animés d'un mouvement déformant qu'insufflent des moteurs cachés...L'œuvre génère une instabilité comportementale et soumet le visiteur à des stimuli que l'on a pu rapprocher de la psychologie expérimentale...[interaction] de tout son corps avec l'espace..."
    "Gianni Colombo : 0-220 Volt, 1976 : ...Installation cinétique, cette structure lumineuse repose sur les multiples possibilités de modulation d'intensité avec -comme son nom l'indique- un éclairage incandescent allant de 0 à 220 volts. L'alignement des caissons produit un signal pulsatile à l'intensité lumineuse changeante, tantôt vif, tantôt vacillant comme une lueur de bougie qui lui confère une dimension organique..." [cartel].

Livres[modifier | modifier le code]

  • Georges Barthélémy (dir.), Histoire des sciences, Éllipses, 2009, 745 p. (ISBN 978-2-7298-5000-5)
    • Marie Christine de La Souchère, « Astronomie », dans Georges Barthélémy, Histoire des sciences, , p. 9-90
    • Isabelle Desit-Ricard, « Physique », dans Georges Barthélémy, Histoire des sciences, , p. 91-168
    • Claude Lécaille, « Chimie », dans Georges Barthélémy, Histoire des sciences, , p. 162-249
    • Michel Beugniez, « Prix Nobel », dans Georges Barthélémy, Histoire des sciences, , p. 503-588
    • Jean-Pierre Belna, « Logique », dans Georges Barthélémy, Histoire des sciences, , p. 589-669
    • Georges Barthélémy, « Mathématiques », dans Georges Barthélémy, Histoire des sciences, , p. 669-744
  • Michel Serres et Nayla Farouki, Le Trésor : Dictionnaire des Sciences, Flammarion, , 1092 p. (ISBN 2-08-035108-7)
  • Irving Adler (trad. de l'anglais par D. Meunier, préf. Henri Cartan, littérature enfantine), Découverte des Mathématiques, Édition des deux coqs d'or, , 140 p.
  • Denis Guthleben, CNRS, Rêves de savants, Armand Colin, , 160 p. (ISBN 978-2-200-25760-6)
  • Jacqueline Vallon (dir.), Le Livre des Religions, Gallimard, coll. « découverte cadet », , 261 p. (ISBN 2070508668)
  • K. Ploetz, Calendrier de l'histoire universelle, Marabout, coll. « marabout-université », , 350 p.
  • P. Coupechoux et A. Beltran, 1946-1996 Chroniques de nos années lumière, Textuel et EDF, , 110 p.
  • Charlotte Fiell et Peter Fiell, Design industriel a-z, Taschen, , 190 p. (ISBN 3-8228-2425-9)
  • Jeremy Melvin (trad. de l'anglais par Catherine Bricout), Découvrir l'architecture, Eyrolles, , 160 p. (ISBN 2708134396)
  • Dictionnaire encyclopédique Larousse : L1, Larousse, 1979, 1515 p. (ISBN 2-03-020127-8)
  • Paul Mouy, Logique et philosophie des sciences, Librairie Hachette, 1955 (1re éd. 1944) (notice BnF no FRBNF41636066), « Logique et psychologie »
  • Axel Petit, Histoire du concept d'ion au XIXe siècle (thèse d'histoire), (lire en ligne)
  • Gérard Borvon, Histoire de l'électricité : de l'ambre à l'électron, Vuibert, coll. « Va savoir ! », 2009, 272 p. (ISBN 978-2-7117-2492-5, lire en ligne)
  • Pierre Germa, Depuis quand ça existe?, Belin, , 355 p. (ISBN 978-2-7011-9082-2)
  • Pierre Germa, Depuis quand? : les origines des choses de la vie quotidienne, Berger-Levrault, , 373 p. (ISBN 2-7013-0487-3)
  • Christine Lefrou, Pierre Fabry et Jean-Claude Poignet, Electrochimie : concepts fondamentaux illustrés, EDP sciences, 2013, 400 p. (ISBN 9782759809660)
  • (de) Georg Matthias Bose, Die Electricität nach ihrer Entdeckung und Fortgang mit poetischer Feder entworffen, Ahlfeld (réimpr. 2011) (1re éd. 1744) (ISBN 978-1272227524)
  • Pierre Zweiacker, Sacrée foudre ! Ou la scandaleuse invention de Benjamin F., PPUR, 2011 (ISBN 9782880749439)
  • (en) Science And Scientist, Salem Press, 2006, 1189 p. (ISBN 9781587653025)
  • Pierre Merlin, L'Urbanisme, puf, coll. « Que sais-je », 2009, 127 p.
  • Davis Bodanis (trad. Bella Arman), La surprenante histoire de la fée électricité, Dunod, 2006, 245 p. (ISBN 2-10-049311-6)
  • Richard Feynman (trad. Françoise Balibar et Alain Laverne), Lumière et matière : une étrange histoire, Points, 1987, 206 p. (ISBN 978-2-02-014758-3)
  • Etienne Klein, Les secrets de la matière, Plon, coll. « Raconté en famille », 2008, 122 p. (ISBN 978-2-259-20533-7)
  • Marie-Christine de La Souchère, Histoire de l'électricité : lumières d'hier et d'aujourd'hui, Ellipses, 2011, 272 p. (ISBN 978-2-7298-6279-4)
  • Sous la direction d’Arnaud BERTHONNET, Guide du chercheur en Histoire de l'électricité, Éditions La Mandragore et Fondation Électricité de France (EDF) (ISBN 2-912468-11-6, lire en ligne)
  • Sylvain Bonhomme, Méthodologie et outils pour la conception d'un habitat intelligent. Micro et nanotechnologies/Microélectronique (thèse de Méthodologie), (lire en ligne)
  • Thierry Lombry, Un siècle de physique; 1- La physique quantique, AEGEUS, 2005, 333 p. (ISBN 2-9522491-3-X)
  • Marie Christine de La Souchère, Les sciences et l'art, Éllipses, 2016, 206 p. (ISBN 978-2-340-01173-1)
  • Paolo Brenni, La science française au Crystal Palace, dht.revues.org, 2011 (lire en ligne), « Chap. L’industrie des instruments scientifiques en France et en Grande-Bretagne (1750-1850) »

Annexes[modifier | modifier le code]

Lectures approfondies[modifier | modifier le code]

  • (en) Joseph Priestley, The History and present state of electricity, with original experiments, 1767.
  • Colin Ronan (trad. de l'anglais par Claude Bonnafont), Histoire mondiale des sciences, Seuil, coll. « Points », , 696 p. (ISBN 2-02-010045-2).
  • M. Banal, A. Beltran et S. Benoit (sous la direction de François Caron et de Fabienne Cardot; préface de Marcel Boiteux), Histoire générale de l'électricité en France : Espoirs et conquêtes : 1881-1918, Fayard, , 999 p. (ISBN 2-213-02780-3).
  • Alain Beltran, La fée électricité, Paris, Gallimard, coll. « Découvertes / Sciences et Techniques », , 176 p. (ISBN 2070531465, OCLC 27027322).
  • Christine Blondel, Histoire de l'électricité, Paris, Pocket, , 127 p. (ISBN 9782266050142 et 2266050141).

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]