Antiquité et machine à vapeur

[DanielH]

Bonjour à tous,

je ne sais pas trop où poster cette question, mais dans l'esprit je pense que c'est bien là...

Voilà, dans l'antiquité ce sont développées des civilisations florissantes (Egyptienne, Grèque, Romaine mais aussi Chinoise, Maya, Inca etc...). Toutes ces civilisations ont su utiliser la force du vent ou de l'eau en plus de la force animale ou humaine. Or malgrès leur science indéniable et leur milliers d'années d'existance, aucune n'a su inventer la machine à vapeur (à l'exception de l'éolipyle d'heron d'alexandrie) .

Seulement quelques centaines d'année après la sortie du moyen age cette invention est apparue presque naturellement (j'ai même l'impression que Papin et Savery ne se connaissaient même pas ?)

Ma question est donc: qui avait-il de si différent à la fin du XVIIème siècle pour que cette invention viennent déclencher la révolution industriel et pourquoi ça n'a pas eu lieu plus tôt ?

Merci de me faire part de vos réflexion sur le sujet

[Narduccio]

Pour utiliser de la vapeur, il faut de bons joints, puisqu'il faut pouvoir suporter une certaine pression et une température relativement élevée. sans joints, il n'y a pas beaucoups d'usages pour la vapeur produite. Ensuite, il faut faire travailler cette vapeur, or avant l'invention de la turbine par Watt, on ne savait pas bien convertir la force contenue dans la vapeur en travail.

[Lambda0]

Une interprétation est que les systèmes économiques de l'antiquité, fondés sur l'esclavage, n'incitait pas beaucoup au développement de ce type d'innovation. Cette interprétation m'a toujours semblé un peu forcée, mais il est quand même vrai que le développement d'une idée dépend aussi de contextes sociaux, politiques, etc.
Même avec l'invention de la machine à vapeur, il n'y aurait peut-être pas eu de révolution industrielle sans un certain contexte.
Sinon, une révolution industrielle aurait aussi bien pu se produire en Chine, des siècles plus tôt, basée sur l'hydraulique (par exemple) plutôt que la machine à vapeur. Mais d'autres facteurs n'ont pas permis celà.

Sur l'histoire de Héron d'Alexandrie :
http://www.yannminh.com/english/TxtR...020.html#HERON

[sterfil]

Envoyé par Lambda0

Une interprétation est que les systèmes économiques de l'antiquité, fondés sur l'esclavage, n'incitait pas beaucoup au développement de ce type d'innovation. Cette interprétation m'a toujours semblé un peu forcée, mais il est quand même vrai que le développement d'une idée dépend aussi de contextes sociaux, politiques, etc.
Même avec l'invention de la machine à vapeur, il n'y aurait peut-être pas eu de révolution industrielle sans un certain contexte.
Sinon, une révolution industrielle aurait aussi bien pu se produire en Chine, des siècles plus tôt, basée sur l'hydraulique (par exemple) plutôt que la machine à vapeur. Mais d'autres facteurs n'ont pas permis celà.

Sur l'histoire de Héron d'Alexandrie :
http://www.yannminh.com/english/TxtR...020.html#HERON

lLes historiens estiment que le développement des moulins à vent et à eau a commencé au 3ème siècle de notre ère, lorsque les invasions de l'empire romain par diverses vagues venant d'Asie ont contribué à faire fuir les esclaves de chez leurs "propriétaires". Ne disposant plus de cette main d'oeuvre pour moudre le grains, scier le bois et fragmenter les minerais, les ingénieurs romains ont couvert l'empire de moulins à vent et à eau.

[DanielH]

sterfil:
lLes historiens estiment que le développement des moulins à vent et à eau a commencé au 3ème siècle de notre ère

Celà plaide très fortement en faveur de l'explication de Lambda0. J'avais déjà lu cette interprétation qui semble tout de même très contreversée. Ca m'ammène à une autre question: est-ce que l'esclavage était de mise dans toutes les civilisations antiques, même en amérique du sud ou en chine ?

[Narduccio]

Je parlerais plutot de co-facteurs: on avait les moyens de s'en passer (les esclaves) et il y avait des difficultées techniques qui paraissaient insurmontables. Malgré l'absence des esclaves, on va quand même mettre 13 siècles pour passer des moulins à vent aux premières machines à vapeur. De plus, la présence d'une nombreuse main d'oeuvre constitué d'esclave n'empèchait pas la présence de machines mécaniques dans les plantations de cannes à sucre (moulins pour broyer la canne) car cela permettait une augmentation très appréciable du rendement. C'est aussi le cas dans les mines du Nouveau Monde ou des esclaves indigènes (puis noirs) extraient le minérais, le trient et l'amènent à des broyeurs mécanique pour améliorer le rendement de l'extraction de métaux. Les esclaves ou une main d'oeuvre bon-marché n'empêchent pas la présence de machines. d'ailleurs souvent, dans le cas de la main d'oeuvre bon marché, il y a eu une lutte des ouvriers visant à empêcher la mise en place des machines. ce sera notamment le cas de l'une des premières machines à vapeur; il s'agit d'une pompe installée dans une mine en Angleterre. Elle faisait (ou plutot, elle fait car elle est toujours fonctionnelle, même si la mine est devenue un musée) le travail de plusieurs dizaines d'hommes qui à l'aide de pompes à main et avec un travail harassant luttaient sans relache contre l'envahissement des galeries par l'eau souterraine.

[sterfil]

Envoyé par DanielH

Celà plaide très fortement en faveur de l'explication de Lambda0. J'avais déjà lu cette interprétation qui semble tout de même très contreversée. Ca m'ammène à une autre question: est-ce que l'esclavage était de mise dans toutes les civilisations antiques, même en amérique du sud ou en chine ?

Je n'ai pas connaissance qu'une quelconque civilisation antique n'ait pas pratiqué l'esclavage.

peut être les faibles population de quelques iles ce qui reste à vérifier.
Même les peuples du nord de l'europe comme les vikings, allaient razzier des prisonniers qui assuraient le travail domestique pendant qu'ils faisaient leur raids sur les cotes européennes.

[Jeanpaul]

Envoyé par DanielH

Ma question est donc: qui avait-il de si différent à la fin du XVIIème siècle pour que cette invention vienne déclencher la révolution industrielle et pourquoi ça n'a pas eu lieu plus tôt ?

Une des raisons était la disponibilité d'acier suffisamment solide et léger pour résister à la pression de la vapeur. Au XIXème siècle, il y a eu des explosions de chaudières avec pas mal de morts.
Pour faire de l'acier de bonne qualité et en quantité, il faut du charbon, ce qui pose le problème de l'assèchement des mines, qui a besoin de machines à vapeur.
Cela se mord un peu la queue et la révolution industrielle a justement été la rupture de ce cercle vicieux.

[Narduccio]

Merci Jean-Paul, j'avais oublié aussi les contraintes dus aux qualitées de métal nécéssaires. Un exemple, dans la pompe que j'ai évoquée tout à l'heure, les personnes qui l'on vu dans les divers documentaires ou elle a été présentée on surement noté 2 choses (ce n'est pas dit à chaque fois), l'étanchéïté est faite par presence d'eau à l'endroit ou l'axe sort. Mais l'essentiel de l'étanchéïté est du à un système mécanique qui casse la pression de vapeur et qui demande un usinage qui à l'époque était considéré de précision.
Pour réaliser les premières machines à vapeur, il faut: le métal adéquat (solide, usinable, résistant à la pression), il faut les connaissances techniques adéquates et pouvoir les mettres en oeuvre, il faut des capitaux assez conséquents.
Quand, je dit: il faut les connaissances techniques adéquates et pouvoir les mettres en oeuvre, si l'on reprend l'histoire des joints, la première idée est la mise en place d'un joint statique, il s'agit de mettre dans un logement un matériau qui frottera sur l'arbre et empèchera à la vapeur de s'échapper. Nous connaissons actuellement plusieurs matières qui seraient tout à fait capables de remplir ce rôle dans une machine à vapeur du type de celle citée tout à l'heure. Aucuns n'était connu, il y a 100 ans. Notre connaissance technologique actuelle nous permet de résoudre simplement et efficacement ce problème, mais ce n'était pas le cas lors des premiers essais de Watt en 1700 et quelque. Pour plusieurs des ingénieurs de l'époque c'était un problème quasi-insurmontable. Mais la plupart des solutions qu'ils trouvérent sont encore d'applications aujourd'hui.

[Lambda0]

Assez d'accord avec Narduccio sur le fait que les facteurs sont multiples.
Comme je ne suis pas historien, la différence entre esclavage et servage ne m'a jamais semblé bien claire (toute explication par un historien est bienvenue). Le servage a bien perduré en Europe jusqu'au 19ème siècle. L'esclavage était encore pratiqué aux Etats-Unis jusqu'à la guerre de Sécession.
J'ai bien l'impression que toutes les civilisations ont pratiqué une forme d'esclavage et que c'est bien un facteur qui a pu freiner le progrès technique, mais ce n'est sûrement pas le seul, et je comprends que cette thèse puisse être un peu controversée.

L'empire des Qin n'était pas plus esclavagiste que l'Europe à la même époque, les chinois n'étaient pas moins inventifs que les européens, et avaient même plutôt une avance technologique dans beaucoup de domaines, de l'hydraulique à la métallurgie (voir à ce sujet le travail monumental de Joseph Needham).
Et pourtant, il ne s'est pas produit l'équivalent de notre Révolution Industrielle. Bien qu'à la fin du 18ème siècle, les fourneaux chinois produisaient toujours plus de fonte que les fourneaux européens, par exemple.
Ce fait est justement connu sous le nom de "paradoxe de Needham".
On pourrait éventuellement avancer comme explication que c'est justement parce qu'ils n'ont pas inventé la machine à vapeur, mais ce serait assez réducteur. Ils ont produit bien d'autres innovations fondamentales, souvent avant l'Europe, comme l'imprimerie, et beaucoup sont restées à l'état embryonnaire.
Parce que le contexte social et politique ne se prêtait pas au développement.

Pour résumer, la pratique de l'esclavage/servage est un facteur parmi d'autres ayant pu contribuer à freiner le progrès technique dans différentes civilisations, et en particulier le développement de la machine à vapeur, mais il me semble abusif de dire que c'est le seul, ni même que c'est le facteur prépondérant, et qu'il aurait suffit que l'esclavage disparaisse pour que la technique se développe, par nécessité. On doit bien trouver autant d'exemples que de contre-exemples, et l'exemple des moulins à la fin de l'empire Romain ne vaut pas démonstration d'une loi générale.
C'était le sens de ma réserve dans ma réponse précédente.

Au final, je ne saurais pas dire, à ce stade de la discussion, si c'est la machine à vapeur qui a engendré la Révolution Industrielle, ou la Révolution Industrielle qui a poussé le développement et le perfectionnement d'une invention qui existait depuis des siècles à l'état embryonnaire. Il faudrait voir dans quelles conditions James Watt a créé ses machines : un travail d'inventeur isolé et visionnaire, ou plutôt un ingénieur ancré dans son époque, qui a inventé justement pour répondre aux besoins de la révolution naissante.

En ce qui concerne les problèmes purement techniques évoqués par Jeanpaul et Narduccio, il n'y a auncune raisons de penser que si les conditions du développement avaient été favorables en Chine, les chinois ne les auraient pas également résolu.

[Narduccio]

Envoyé par Lambda0

En ce qui concerne les problèmes purement techniques évoqués par Jeanpaul et Narduccio, il n'y a auncune raisons de penser que si les conditions du développement avaient été favorables en Chine, les chinois ne les auraient pas également résolu.

On a parlé de ce problème dans une discussion sur les inventions. Il apparait que dans certains cas pendant des siècles les technologies néccéssaires étaient disponibles, or personne n'a eu l'idée de le réunir pour créer cette invention. L'un des exemple les plus célèbre est la photographie, on peut très bien envisager qu'un génial précurseur eut inventé la photo 50 ou même 100 ans avant. On aurait pu avoir des photos du couronnement de Louis XVI ou de son éxécution. Or, personne n'a pensé à "sauter le pas". Il y a bien entendu des exemples inverses, l'aviation en est un, les progrès théoriques et pratiques ont lieu de manière quasi simultané; l'un se nourrissant de l'autre et inversement. Dans le cas spécifiques des achines à vapeur, il semblent que les gens n'en aient pas éprouvés le besoin pendant plusieurs siècles (pour diverses raisons), comme dans le même temps, toute la technologie néccesaire n'est pas disponible, il est assez difficile de dire si dans d'autres conditions, on aurait pu inventer les machines à vapeur 1 ou 2 siècles avant. Il est assez difficile de définir ce qui rend "néccésaire" une invention et pourquoi ce qui semblait inutile hier devient d'un coup indispensable. Car ce qui peut sembler extra-ordinaire, c'est que tout d'un coup pendant la fin deu XVIII ème et le début du XIX ème on va chercher à mécaniser quasiment tout ce qu'il est possible. Des gens vont s'ingénier à inventer des machines pour remplacer partout ou cela est possible la force animale, il y a de nombreux exemples d'ingénieurs qui vont consacrer 10, 20 ans ou même toute une vie au développement d'une idée, courant dérrière les investisseurs, certains se retrouvant régulièrement en prison pour dettes. Je crois que c'est là un des points essentiels de la mécanisation de la société l'émergence de ces "prédicateurs de la mécanisation" et d'une classe de capitaliste prêts à mettre dans l'aventure l'argent néccesaire.

[Lambda0]

Rep Narduccio

Nous sommes donc parfaitement d'accord.
Le développement de la machine à vapeur résulte de progrès techniques étalés sur des siècles, mais aussi de facteurs socio-économiques, particuliers à l'Europe : émergence de l'Etat de droit (au sens où on l'entend maintenant), surtout en Grande-Bretagne au 18ème siècle, conceptualisation du capitalisme (Adams Smith), etc.

Et tous ces processus sont bien toujours à l'oeuvre...

A+

[DanielH]

Je commence à y voir un peu plus claire. Merci pour tous ces commentaires. Je me demandais aussi si la notion de publications scientifiques n'avait pas pris plus d'importance avec la renaissance. Je suis nul en histoire alors peut-être quelqu'un peut m'éclairer....

[Lambda0]

Je pense que la recherche académique a joué un rôle important dans le progrès technique surtout à partir du 19ème siècle. Les premiers succès spectaculaires de la science appliquée à la technique découlent de l'unification de l'électromagnétisme, et je ne crois pas que des ingénieurs auraient pensé aux ondes hertziennes par exemple. Les moteurs thermiques (Diesel, Beau de Rochas, Brayton, etc.) se sont également développé à partir du moment où on a unifié la thermodynamique.
Mais en ce qui concerne la machine à vapeur, il en va autrement : il y a bien eu quelques précurseurs (Boyle, Mariotte), mais il s'agit assez largement d'un progrès technique indépendant de la science académique, même si Denis Papin et James Watt ont été à un moment ou à un autre en contact avec les savants de l'époque.
D'ailleurs, au moment où James Watt construisait ses machines, les savants débattaient toujours de la théorie, fausse, du phlogistique, et on n'avait pas inventé la thermodynamique. En fait, on a pratiquement inventé la thermodynamique pour expliquer le fonctionnement de la machine à vapeur.
A la fin du 18ème siècle, la seule science académique qui avait atteint un niveau suffisant pour être utilisable était la mécanique (et plus marginalement l'optique), mais on construisait bien déjà des machines depuis des siècles, avec un savoir-faire empirique (les machines de Léonard de Vinci, les horloges du Moyen-Age), et les chinois construisaient également des machines élaborées sans connaitre la mécanique de Newton (souvent des dispositifs hydrauliques).

La science, au sens où l'entend maintenant, peut être datée de la Renaissance (un peu avant si on remonte à Occam), la diffusion des idées par l'imprimerie a certainement joué un rôle, mais je pense que sa contribution au progrès technique est resté marginale jusqu'au début du 19ème siècle, et que tout ce qui a été inventé jusqu'en 1800 aurait pu l'être par une autre civilisation disposant d'un savoir-faire technique, même sans réelles bases scientifiques, si le contexte socio-économique s'y était prêté.

Mais bon, c'est assez difficile de déméler tout celà, il faudrait un peu plus d'érudition, et étudier au cas par cas la genèse des inventions, en tenant compte non seulement des aspects scientifiques et techniques, mais du contexte historique.

A+

[sterfil]

Envoyé par Lambda0

Je pense que la recherche académique a joué un rôle important dans le progrès technique surtout à partir du 19ème siècle. Les premiers succès spectaculaires de la science appliquée à la technique découlent de l'unification de l'électromagnétisme, et je ne crois pas que des ingénieurs auraient pensé aux ondes hertziennes par exemple. Les moteurs thermiques (Diesel, Beau de Rochas, Brayton, etc.) se sont également développé à partir du moment où on a unifié la thermodynamique.
Mais en ce qui concerne la machine à vapeur, il en va autrement : il y a bien eu quelques précurseurs (Boyle, Mariotte), mais il s'agit assez largement d'un progrès technique indépendant de la science académique, même si Denis Papin et James Watt ont été à un moment ou à un autre en contact avec les savants de l'époque.
D'ailleurs, au moment où James Watt construisait ses machines, les savants débattaient toujours de la théorie, fausse, du phlogistique, et on n'avait pas inventé la thermodynamique. En fait, on a pratiquement inventé la thermodynamique pour expliquer le fonctionnement de la machine à vapeur.
A la fin du 18ème siècle, la seule science académique qui avait atteint un niveau suffisant pour être utilisable était la mécanique (et plus marginalement l'optique), mais on construisait bien déjà des machines depuis des siècles, avec un savoir-faire empirique (les machines de Léonard de Vinci, les horloges du Moyen-Age), et les chinois construisaient également des machines élaborées sans connaitre la mécanique de Newton (souvent des dispositifs hydrauliques).

La science, au sens où l'entend maintenant, peut être datée de la Renaissance (un peu avant si on remonte à Occam), la diffusion des idées par l'imprimerie a certainement joué un rôle, mais je pense que sa contribution au progrès technique est resté marginale jusqu'au début du 19ème siècle, et que tout ce qui a été inventé jusqu'en 1800 aurait pu l'être par une autre civilisation disposant d'un savoir-faire technique, même sans réelles bases scientifiques, si le contexte socio-économique s'y était prêté.

Mais bon, c'est assez difficile de déméler tout celà, il faudrait un peu plus d'érudition, et étudier au cas par cas la genèse des inventions, en tenant compte non seulement des aspects scientifiques et techniques, mais du contexte historique.

A+

Les bouilleurs des premières "machines à vapeur" étaient en cuivre tout comme les premiers alambics, car on ne savait pas à cette époque faire des toles d'acier suffisamment grandes de structure très homogène, et on ne savait les assembler que par rivetage. alors qu'on savait souder le cuivre à l'étain.
La soudure autogène n'est apparue qu'au début du XIXème quand on a su distiller l'air et mettre l'oxygène en bouteilles, quand à la soudure à arc, elle n'a commencé à être utilisée dans les chantiers de construction metallique et navale que très tard. La tour Eiffel est entièrement assemblée par des rivets mais le Normandie lancé dans les années 1930 aussi.

[Narduccio]

Envoyé par sterfil

quand à la soudure à arc, elle n'a commencé à être utilisée dans les chantiers de construction metallique et navale que très tard. La tour Eiffel est entièrement assemblée par des rivets mais le Normandie lancé dans les années 1930 aussi.

Il faut aussi tenir compte de la qualité des aciers, certains aciers fortements alliés étaient encore réputés difficilement soudables, il y a 50 à 60 ans.

[le_troll]

ma fois une petite recherche sur google permet quand même de tomber sur ça
http://users.swing.be/stefan.paitoni.../histoire.html

ici http://www.empereurs-romains.net/empret16.htm#techno on peut lire ça
On a beaucoup fantasmé sur les découvertes des mécaniciens grecs. Ainsi l'éolipyle décrite par Héron d'Alexandrie dans ses Pneumatica, qui, développée, aurait pu faire des Grecs les inventeurs de la machine à vapeur. Dans sa bande dessinée L'île maudite ("Alix"), Jacques Martin n'hésite pas à l'affirmer.

Je résume à l'intention de vos lecteurs ce qu'en a écrit un historien des techniques, Bertrand Gille (Les mécaniciens grecs. La naissance de la technologie, Seuil, coll. Science ouverte, 1980, pp. 191-195). Selon cet auteur, l'Antiquité grecque atteignit l'extrême limite de ses possibilités scientifiques et, si elle ne sut aller plus loin dans leur développement, ce ne fut pas en raison de "blocages psychologiques" (du genre : pas besoin de machines, puisqu'on a des esclaves) mais, plus prosaïquement, à cause d'"obstacles épistémologiques". Les Grecs seraient passés à côté de la machine à vapeur puisqu'ils ne surent pas perfectionner l'éolipyle, machine consistant en une chaudière emplie d'eau et communiquant par ses axes creux avec une sphère munie de deux tuyères; en soumettant la chaudière à une forte source de chaleur, la vapeur qui sortait par les tuyères placées en opposition faisait tourner la sphère sur son axe, "comme une turbine". Or, fait d'abord remarquer B. Gille, au sens où nous l'entendons, une machine à vapeur classique, alternative, n'est pas une turbine : elle fonctionne avec une bielle-manivelle actionnée par des pistons. Si les Grecs connurent bien l'arbre à came, ils ignorèrent toujours la bielle : premier obstacle épistémologique - et il y en aura d'autres. Les Grecs ignoraient certains principes physiques comme le vide, la condensation, la pression atmosphérique, tout un pan de la métallurgie tel la fonte (dont on se sert pour le fond des cylindres) et n'avaient pas la capacité de fabriquer de grandes plaques de tôle (pour les cylindres eux-mêmes) ; enfin, ils ne possédaient que très peu de charbon de terre et trop peu de forêts régénérables pour produire en quantités suffisantes le charbon de bois nécessaire pour faire tourner de telles machines. En fait, l'invention de la machine à vapeur était tout simplement inconcevable dans le bassin oriental de la Méditerranée - c'est pourquoi elle fut inventée en Europe septentrionale. Voilà les raisons pour lesquelles les Grecs ne purent (et non "ne surent") développer l'éolipyle pour arriver à la machine à vapeur.

il semble donc que les grecs connaissaient principe et la puissance potentiel mais n'ont pas eu les moyens de la devellopper plus avant

Moi je me souvient d'un il était une fois l'histoire ou on vois un philosophe grec devant la boulloire tournante et aussi d'une histoire de porte souvrant à la force de la vapeur.

[DanielH]

Tout celà est très interessant mais ne me satisfait pas vraiment. OK les civilisations antiques ne possédaient pas les technologies nécéssaire à l'invention de la machine à vapeur, mais pourquoi ?

Les égyptiens ont eu 3 millénaires pour les mettre en place, ils ne l'on pas fait. Or, après 1000 ans de herrement notre civilisation renée de ses cendres (c'est la renaissance) et très rapidement toutes ces technologies font leur apparition !!! Qu'est-ce qui a bien pu changer ?

Je pense que tout tourne autour de la diffusion de l'information et de la démocratisation du savoir.

Au XVème siècle Gutenberg invente l'imprimerie et permet donc une diffusion beaucoup plus large de l'information. Bien avant Charlemagne rend l'école obligatoire (pour la noblesse seulement) et ça permet au plus grand nombre d'accéder à la lecture et à l'écriture. Il me semble qu'en Egypte seuls les scribs pouvaient écrire et ils étaient d'ailleurs vénérés pour ça.

Du côté des Grècs, des Chinois ou des peuples d'amérique du sud je ne sais pas ce qu'il en était...