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De l’énergie musculaire au charbon

Pendant des millénaires, l’énergie mécanique utilisée par l’homme se limite à celle de… ses muscles ou celle de ses animaux. Au XIXe siècle naît une civilisation nouvelle fondée sur l’exploitation des ressources énergétiques fossiles.

La première forme d’énergie dont a disposé l’homme est celle de ses muscles, qui lui permettait de poursuivre ses proies et… d’échapper à ses prédateurs. Une énergie tirée de la nutrition, comme chez tous les êtres vivants. Animal à sang chaud, son métabolisme permet à l’être humain de rester actif même par temps froid.
En se vêtant de peaux de bêtes, l’homme préhistorique découvre l’isolation thermique. Mais c’est la maîtrise du feu qui l’extrait peu à peu de sa condition animale primitive. En Chine, à Chou-Kou-Tien, on a découvert les vestiges d’un foyer qui a été alimenté en continu pendant plusieurs dizaines d’années par des générations successives.
Le feu chauffe, éclaire, repousse les bêtes sauvages, cuit sa viande… Il rend possible l’invention de la céramique, au néolithique, et celle de la métallurgie à l’âge du bronze et à l’âge du fer. Les premiers échanges commerciaux – minerais de cuivre et d’étain principalement – se développent en même temps que la navigation et l’exploitation de l’énergie du vent au moyen des premières voiles.

Des trirèmes à l’Alcyone

A cette époque charnière, la chasse, la pêche et la cueillette ne suffisent plus à alimenter une population en expansion. Avec la naissance de l’agriculture, les formes d’énergie se diversifient. L’homme constate que le soleil, qui l’éclaire, le chauffe et fait pousser les plantes, joue dans sa vie un rôle irremplaçable. Il n’est pas étonnant que tant de civilisations, des Egyptiens aux Incas, aient vénéré l’astre du jour.
Dans le travail des champs, l’énergie musculaire de l’homme laisse peu à peu la place à celle des animaux domestiques : cheval, âne, bœuf, buffle, zébu, dromadaire... Sur l’eau, on passe de la voile carrée aux voiles modernes, des lourdes trirèmes romaines aux fins clippers du début du XXe siècle, puis aux trimarans, aux hydroptères ou à l’Alcyone du commandant Cousteau, mu par une « turbo-voile ».

Premiers engrenages

Avec l’invention de la roue et du chariot, visibles sur les peintures de l’Egypte ancienne, les récoltes deviennent plus faciles à transporter. La Grèce, du VIe au IIIe siècle avant notre ère, voit éclore nombre d’inventions importantes : poulies et norias, pour remonter l’eau des puits, meules circulaires, actionnées par des esclaves ou des animaux, pour écraser les grains et les fruits oléagineux.
Grâce aux premiers engrenages et au renvoi d’angle, les meules tirent un meilleur parti du courant des rivières. On construit alors des barrages et des biefs pour en améliorer la puissance hydraulique. L’apport technologique des Romains est essentiel et… nous sert encore.
Dès le Moyen Age, l’énergie hydraulique actionne les machines les plus diverses : scies, piles à maillets des moulins à papier… Plus tard viendra le tour des filatures et les métiers à tisser. Afin de faire tourner des meules loin des cours d’eau, on construit des moulins à vent.
Le bois est resté longtemps le seul combustible disponible, et le favori dans les campagnes haut-normandes jusque dans les années 1970. Encore à cette époque, les familles les plus modestes de la banlieue rouennaise allaient chercher, avec des carrioles, du bois mort en forêt, comme le permettait le droit d’affouage édicté au Moyen Age. Bas-fourneaux, forges, verreries, faïenceries… furent de gros consommateurs de charbons de bois, ce qui causa une surexploitation des chênaies.

« Charbon de terre »

Si la première révolution énergétique était basée sur l’exploitation de ressources renouvelables, la seconde révolution énergétique s’est fondée sur des combustibles fossiles, ainsi que sur différents principes de conversion de l’énergie mis en lumière par les lois de la thermodynamique. Il s’agit là d’une véritable rupture sur le plan technologique, mais aussi sur le plan écologique : pour la première fois dans son histoire, l’humanité va interférer avec le climat planétaire, du fait de ses rejets de CO2, et puiser massivement dans des réserves.

Le charbon et le pétrole sont connus, mais d’usage confidentiel, depuis la plus haute antiquité. Au XVIe siècle, débute l’extraction du charbon pour alimenter une industrie naissante, là où le bois commence à manquer. En Normandie, les mines du Molay-Littry (Calvados) sont exploitées à partir du XVIIe siècle.

C’est l’invention de la machine à vapeur qui va bouleverser la production industrielle. A la fin du XVIIIe siècle, la Révolution industrielle démarre en Grande-Bretagne, avant de gagner la France à partir de 1830.
La houille, ou « charbon de terre », va non seulement présider à la production de vapeur pour actionner les pistons, mais participer à un essor sidérurgique sans précédent. De la combinaison de ces progrès naîtra notamment l’industrie des transports, avec les chemins de fer et les navires à coque en fer, propulsés par des chaudières à vapeur. En produisant du gaz d’éclairage, le charbon permet également d’éclairer les villes, grâce aux becs de-gaz, et quelques appartements. L’usage de la vapeur dans la mécanisation agricole, l’automobile ou l’aviation (la « chauve-souris » de Clément Ader) restera en revanche anecdotique. Le charbon servira également, mais plus tardivement, au chauffage domestique.

La « fée Electricité »

Découverte au XVIIIe siècle, l’électricité ne trouva guère d’utilisation jusqu’aux inventions décisives de la seconde moitié du XIXe. La production reposait sur de petits barrages hydroélectriques et quelques centrales thermiques au charbon. Pour acheminer l’électricité, le territoire se couvrit lentement de réseaux aériens, les villes étant les premières équipées.
Les possibilités immenses de la « fée Electricité », dues à une grande souplesse d’utilisation, furent données à voir au cours de l’exposition universelle de Paris en 1900. On leur doit l’essor des transports en commun en ville – métropolitain et tramway.