Une brève histoire de l'électrotechnique

Diaporama sur l'histoire de l'électrotechnique au format ppt (2,9 Mo)

1819 Hans-Christian Oersted ( ) découvre accidentellement la déviation d'une aiguille aimantée en présence d'un courant électrique.

1820 Jean-Baptiste Biot et Félix Savart étudient les propriétés de la force subie par un des "pôles magnétiques" d'une aiguille aimantée. A partir de ces travaux, Pierre-Simon de Laplace (1742-1827) établit la loi permettant de calculer le champ magnétique produit par un élément de courant à une distance donnée de cet élément de courant. Cette loi porte le nom de Biot et Savart.

1822 Peter Barlow (1776-1862) construit ce qui peut être considéré comme le premier moteur électrique de l'histoire : la "roue de Barlow" qui 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.

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

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 électro-aimant fixe. C'est un générateur de courant alternatif qui permet d'obtenir du courant continu grâce à un commutateur d'Ampère c'est-à-dire 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.

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

1834 Le professeur russe Hermann von Jacobi construit un moteur d'une puissance de un cheval vapeur qui propulsera un bateau à roue à aubes sur la Neva, à Saint Petersbourg. 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 Jacobi la notion de "force contre-électromotrice".

1935 Charles Grafton Page expérimente un auto-transformateur. Thomas Davenport, forgeron à Brandon dans le Vermont aux U.S.A., construit un des premiers véhicules électriques. Le moteur électrique était vraisemblablement un moteur du genre « piston simple effet de locomotive ».

1837 Nicholas Joseph Callan (1799 – 1864) réalise le premier transformateur composé d'un primaire et d'un secondaire.

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

1840 Moteur électrique de Bourbouze. Les pistons d'une machine à vapeur sont remplacés par des électroaimants excités alternativement grâce à des contacts commandés par un tiroir "distributeur".

1845 Gustave Froment (1815-1865) construit la première machine à réluctance variable. Il s'agit d'un moteur rotatif comportant une couronne d'électro-aimants fixes qui attirent des barres de fer portées par une roue.

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

1864 Travaux du professeur Pacinotti (1841-1912) sur les machines électriques cinq ans avant Gramme, il publie dans Nuovo Cimento une communication sur un anneau tournant dans un champ magnétique, qui 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.

1868 L'anglais Wilde réalise la première machine dynamoélectrique ou dynamo. Il remplace, à la suite des travaux de Ernst Siemens, l'aimant permanent par un électro-aimant alimenté par une machine auxiliaire.

1869 L'inventeur belge Zénobe Gramme (1826-1901) né à Jehay-Bodegnée (province de Liège), rend possible la réalisation des génératrices à courant continu en imaginant le collecteur. Il améliore les premières versions archaïques d'alternateurs (1867) et devient célèbre en retrouvant le principe de l'induit en anneau de Pacinotti. En 1871, il présentera à l'Académie des Sciences de Paris la première génératrice industrielle de courant continu, que l'on appela machine de Gramme et qui était en fait une magnéto.

1878 Thomas Alva Edison, inventeur américain, fonde l'Edison Electric Light Co. à New York.

1879 Edison présente sa première lampe électrique à incandescence (avec filaments de carbone) qui reste allumée 45 heures.

1879 Une centrale hydraulique de 7 kW est construite à St-Moritz.

1881 La France organise, entre le 1^er août et le 15 novembre une Exposition internationale de l'Electricité qui consacre la naissance de l'Electrotechnique, soulignée par un Congrès international des Electriciens qui siège à Paris du 15 septembre au 19 octobre. La grande nouveauté est l'emploi industriel de la dynamo Gramme.

1882 Edison inaugure les premières "usines électriques" (production de tensions continues) construites à Londres (Holborn Viaduct) et New York (Pearl Street : 110 V, 30 kW). Première ligne de transport d'énergie électrique en Allemagne en courant continu : 2400 V, 59 km.

1884 Lucien Gaulard (1850-1888), jeune électricien français, chimiste de formation, présente à la Société française des Electriciens un "générateur secondaire", dénommé depuis transformateur. Devant le scepticisme de ses compatriotes, il s'adresse à l'anglais Gibbs et démontre le bien-fondé de son intervention à Londres. En 1883, Lucien Gaulard et John Dixon Gibbs réussissent à transmettre pour la première fois, sur une distance de 40 km, du courant alternatif sous une tension de 2000 volts à l'aide de transformateurs avec un noyau en forme de barres.
En 1884 Lucien Gaulard met en service une liaison bouclée de démonstration (133 Hz) alimentée par du courant alternatif sous 2000 volts et allant de Turin à Lanzo et retour (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. La reconnaissance de Gaulard interviendra trop tardivement.
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, est ruiné, et finit ses jours dans un asile d'aliénés. Le transformateur de Gaulard de 1886 n'a pas grand chose à envier aux transformateurs actuels, son circuit magnétique fermé (le prototype de 1884 comportait un circuit magnétique ouvert, d'où un bien médiocre rendement) est constitué d'une multitude de fils de fer annonçant le circuit feuilleté à tôles isolées.

Ainsi, en 1885, les Hongrois Károly Zipernowsky, Miksá Déry et Otto Titus Bláthy mettent au point un transformateur avec un noyau annulaire commercialisé dans le monde entier par la firme Ganz à Budapest. Aux USA, W. Stanley développe des transformateurs.

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

1886 Georges Westinghouse (1846-1914), inventeur et industriel américain né à Central Bridge (Etat de New York), fonde la Westinghouse Electric Corporation. Il s'intéresse à l'électricité industrielle et fonde la Westinghouse Electric Corporation. Ce groupe américain producteur de matériel électrique et électronique est devenu le numéro deux américain du secteur, derrière General Electric. Il fabrique également des appareils ménagers et des postes de télévision, et a développé ses activités dans le nucléaire : le groupe a détenu le procédé PWR (Pressured Water Reactor) de production d'énergie nucléaire, qui est l'ancêtre du procédé mis en oeuvre en France par EDF.
Après avoir obtenu en 1887 un brevet pour un transformateur, il réalise à Buffalo un premier réseau à courant alternatif pour l'éclairage.
 

1887 Nikola Tesla (1856-1943), ingénieur en électronique yougoslave né à Smiljan, en Croatie, fonde une société pour la construction des alternateurs. Grâce à ses travaux, le courant alternatif va gagner la bataille du transport à distance et de l'utilisation du courant alternatif.
Tesla préconise d'abord l'utilisation des courants polyphasés (1882) et réussit à créer un champ magnétique tournant qui permet d'entraîner en rotation une armature mobile tournante. La première expérience pour le transport d'énergie à grande échelle est faite en Allemagne. C'est la réalisation d'une ligne longue de 175 kilomètres entre Lauffen-sur-le-Neckar et Francfort-sur-le-Main. Et le rendement atteint est déjà de 75 % !
Il imagine en 1890 le premier montage produisant un courant à haute fréquence. Tesla poursuit des travaux de recherches. On lui doit le fameux montage Tesla dans le domaine de la radioélectricité mais cela n'empêche pas, comme pour d'autres inventions qu'il peut faire, qu'il ne finisse lui aussi ses jours dans la misère. On a donné son nom à l'unité d'induction magnétique dans le système SI, le tesla (symbole T).

1887 François Borel, ingénieur constructeur suisse, conçoit le premier compteur à induction à courant triphasé.

1888 Friedrich Wilhelm Schindler-Jenny résidant en Autriche conçoit le premier fer à repasser électrique.

1889 Michail Ossipowitsch Doliwo-Doborwolski, électricien russe, invente le premier moteur asynchrone à courant triphasé à cage d'écureil (construit industriellement à partir de 1891). En fait le moteur asynchrone était "dans l'air". Qui fut réellement sont inventeur ? Tesla, Ferraris ou Doliwo-Doborwolski ? Première ligne de transport en courant alternatif aux USA : Oregon city - Portland, 21 km, sous 4 kV.

1890 Mise en service de la première locomotive électrique de métro à Londres.

1891 Suisse : 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 %). Première ligne de transport triphasé en Allemagne : 12 kV, 179 km.

1893 Friedrich Wilhelm Schindler-Jenny présente la première cuisinière électrique à l'exposition mondiale de Chicago. Première ligne de transport triphasé aux USA en Californie, 12 km, sous 2,3 kV.

1894 Electrification des trams zurichois.

1896 Les entreprises électriques installent les premiers compteurs à tarif unique chez leurs clients.

1899 Premier chemin de fer d'Europe entièrement électrifié des Chemins de fer Berthoud-Thoune (40 km; 750 V; 40 Hz).

1903 La firme Landis & Gyr fabrique le premier compteur à double tarif.

1906 Le premier aspirateur électrique est commercialisé sous le nom de "pompe à dépoussiérage".

1920 Les machines à laver sont équipées d'un moteur électrique.

1923 Une ligne aérienne à 220 kV est mise en service pour la première fois aux Etats-Unis.

1924 Début de la construction d'une ligne aérienne nord-sud à 110 kV reliant les centrales allemandes à charbon situées près du Rhin aux centrales hydrauliques alpines. Le premier tronçon de Neuenahr à Rheinau est équipé de pylônes à 380 kV - une augmentation ultérieure de la puissance étant ainsi garantie (mise en service partielle en 1929 avec 110 kV et en 1930 avec 220 kV).

1937 Le premier turbo-alternateur refroidi à l'hydrogène est mis en service aux Etats-Unis (puissance de 100 MVA).

1955 En Angleterre, mise en exploitation commerciale de la première centrale nucléaire (9 MW) à Calder Hall.

1965 Plus grand "black-out" jamais enregistré dans l'approvisionnement en électricité: le 9 novembre, New York est restée 13 heures sans électricité après que la foudre fût tombée sur une ligne à 345 kV.

1966 Mise en service de la première ligne aérienne (380 kV) vers l'Allemagne, de Beznau à Tiengen.

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 Laufenbourg.

1972 Felix Blaschke pose les bases du contrôle vectoriel des machines synchrones et asynchrones en publiant ses travaux ("The Principle of Field Orientation as Applied to the New Transvektor Closed-Loop Control System for Rotating-Field Machines," Siemens Review, vol. XXXIX, No. 5, pp. 217-220, (1972)). Il faudra attendre une quinzaine d'années pour que ses travaux théoriques soient mis en application dans l'industrie. Le temps pour que les microcontrôleurs et les microprocesseurs deviennent suffisamment rapides pour qu'ils puissent effectuer les calculs nécessaires en "temps réel".

1978 Un grave incident survient dans la centrale nucléaire de Three Mile Island près de Harrisburg/USA (sans conséquences pour l'environnement).

1983 Mise en service de la première grande installation éolienne à Growian près Brunsbüttel (Allemagne) (rotor de 100 m de diamètre; arrêt en 1986 à la suite de problèmes de matériau).

1986 Un accident très lourd de conséquences survient dans la centrale nucléaire de Tchernobyl (République d'Ukraine).

2003 14 août 2003 : lors de la plus grande panne de courant de l'histoire américaine, environ 50 millions de personnes sont restées sont électricité durant deux jours. Le 28 septembre 2003 : 57 millions d'Italiens sans électricité.