George Westinghouse
Né le 6 octobre 1846
Central Bridge, New York
Décédé le 12 mars 1914
New York, New York
Nikola Tesla
Né le 10 juillet, 1856
Smiljan, Croatie
Décédé le 7 janvier 1943
New York, New York
Inventeurs américains
« George Westinghouse était un homme doté d’une formidable énergie potentielle dont une partie seulement avait pris une forme cinétique (en mouvement)…. Quand d’autres abandonnaient en désespoir de cause, il triomphait. »
-Nikola Tesla à propos de George Westinghouse.
George Westinghouse et Nikola Tesla étaient des inventeurs très intelligents qui, ensemble, ont été responsables d’un tournant majeur de la révolution industrielle, une période de changements économiques rapides qui a débuté en Grande-Bretagne au milieu du XVIIIe siècle. Tesla a mis au point un générateur, une machine qui convertit l’énergie mécanique en énergie électrique, permettant d’alimenter des moteurs en courant alternatif (CA). Westinghouse, qui avait déjà fait fortune en inventant le frein à air, a acheté le brevet que Tesla avait obtenu pour son moteur à courant alternatif, puis l’a embauché pour travailler dans son usine de fabrication en Pennsylvanie.
Westinghouse se distinguait à la fois comme un grand inventeur et un homme d’affaires avisé. À une époque où les chemins de fer se développaient rapidement et où il était essentiel de trouver un moyen d’arrêter les longs trains de marchandises, ses freins à air comprimé étaient très demandés. Plus tard, il a apporté une contribution encore plus profonde en rendant possible la généralisation de l’électricité utilisée pour l’éclairage, les moteurs et les appareils ménagers.
Tesla était sans aucun doute l’un des plus grands génies inventifs de la révolution industrielle. En plus de se faire le champion du courant alternatif et de mettre au point le générateur, il a inventé un compteur de vitesse précoce et des appareils radiocommandés. On peut même dire qu’il a inventé la radio. Avant sa mort en 1943, Tesla avait acquis plus de cent brevets. Sa célèbre bobine Tesla et d’autres inventions font depuis partie intégrante de la technologie moderne.
Le génie de Westinghouse
George Westinghouse était le fils d’un fabricant de machines agricoles au succès modeste. Enfant, George préférait de loin travailler dans l’atelier de son père plutôt que d’aller à l’école. À l’âge de dix ans, sa famille déménage à Schenectady, dans l’État de New York, où George établit son propre atelier dans le grenier de la maison familiale.
L’histoire raconte que son père accepta de payer George cinquante cents par jour pour qu’il coupe des tuyaux à des longueurs précises. Le jeune George accepta et, en quelques heures seulement, il inventa une machine pour effectuer la coupe. Ce n’est que la première des nombreuses inventions utiles de George Westinghouse. À l’âge de quinze ans, il développa une forme de moteur à vapeur rotatif (qui effectuait un mouvement circulaire, plutôt que le mouvement établi de haut en bas des pistons).
Pendant la guerre civile américaine (1861-65), Westinghouse servit d’abord dans la cavalerie de l’Union (celle des États du Nord), puis dans la marine américaine en tant qu’assistant ingénieur. Plus tard, il s’inscrit à l’Union College, mais abandonne au bout d’un an pour travailler sur ses inventions. En 1865, il fait breveter un dispositif permettant de remettre sur les rails des wagons déraillés.
Westinghouse l’inventeur
Westinghouse a vingt-trois ans lorsqu’il met au point le dispositif qui lui vaudra sa première fortune : les freins à air des chemins de fer, qu’il fait breveter en 1869. Les chemins de fer se développent rapidement comme moyen de transporter de lourdes charges de minerai, de charbon et de produits manufacturés sur de longues distances, mais ils présentent un gros inconvénient : pour arrêter un train, il faut actionner les freins à la main sur chaque wagon, ainsi que sur la locomotive. Cet inconvénient limitait la vitesse et la longueur des trains, et contribuait également à de fréquents accidents. L’invention de Westinghouse permettait au mécanicien de locomotive d’appliquer des freins puissants sur toute la longueur du train, ce qui rendait les trains plus sûrs et plus maniables, et leur permettait également de rouler à des vitesses plus élevées.
Armé de son brevet, Westinghouse passa à l’étape suivante et créa la Westinghouse Air Brake Company. Son invention a permis à la société de faire fortune, mais il est typique de Westinghouse qu’il ne s’est pas arrêté là ; ce n’était que la première des nombreuses sociétés qu’il a formées pour fabriquer et vendre des inventions, les siennes ou celles des autres.
La vie de George Westinghouse en un coup d’œil
1846 :
Naissance à Central Bridge, New York.
1865 :
Reçoit son premier brevet pour un moteur à vapeur rotatif.
1869 :
Présentation du brevet du frein pneumatique ; création de la Westinghouse Air Brake Company.
1881 : orme la Westinghouse Machine Company. 1882 :
Organise la Union Switch and Signal Company.
1886 :
Forme la Westinghouse Electric Company, appelée plus tard Westinghouse Electric and Manufacturing Company.
1890 :
Commence à fabriquer des moteurs électriques pour les chemins de fer.
1893 :
La Westinghouse Electric company éclaire l’exposition (Fair) Columbian à Chicago.
1895 : tilise les chutes du Niagara pour produire de l’électricité. 1898-1903 :
Organise des filiales en Russie, en Grande-Bretagne, en France, en Allemagne et au Canada.
1905 :
Convertit les métros et les trains surélevés de la ville de New York à l’énergie électrique.
1907 :
La panique financière (krach boursier et ruée sur les banques) fait perdre à Westinghouse le contrôle de ses entreprises.
1914 :
Décès à New York.
1918 :
Reçoit son dernier brevet, quatre ans après sa mort.
Westinghouse avait été capable de voir la « grande image » du fonctionnement des choses. Il s’est rendu compte que son frein à air n’était pas seulement un frein, mais un système de contrôle des trains. Cela l’a conduit à son invention suivante : un système de signalisation ferroviaire qui utilise l’électricité pour indiquer aux mécaniciens de locomotive quand s’arrêter et quand partir. À l’époque du développement des chemins de fer, de nombreux tronçons n’avaient qu’une seule paire de rails, de sorte que les trains devaient s’arrêter à des endroits désignés pour permettre le passage des trains venant en sens inverse. Comme le frein à air, le système de signalisation de Westinghouse a connu un succès presque immédiat. Il lui a également fait découvrir le potentiel de l’électricité.
Westinghouse l’homme d’affaires
Westinghouse n’était pas seulement un grand inventeur. L’histoire de la révolution industrielle est remplie d’histoires d’inventeurs qui n’ont jamais pu tirer de l’argent de leurs idées, ce qui prouve que l’ingéniosité dans la conception ou l’ingénierie n’est que la moitié de la formule du succès. L’autre moitié consiste à établir et à gérer des entreprises commerciales prospères, ce que Westinghouse a fait.
La clé du succès pour Westinghouse était de créer une nouvelle société juste après avoir breveté une nouvelle invention, afin de s’assurer qu’il bénéficierait de l’idée. Il a appliqué ce principe non seulement aux États-Unis, mais aussi à l’étranger, en créant des sociétés dans les principaux pays européens pour fabriquer et vendre son système de freins pneumatiques automatiques pour les chemins de fer.
Le génie inventif de Westinghouse ne l’empêchait pas de reconnaître l’importance des contributions des autres inventeurs. En 1888, Westinghouse a acquis les droits détenus par un autre inventeur, Nikola Tesla, pour développer et utiliser le courant alternatif (CA) au lieu du courant continu (CC), privilégié par le déjà célèbre Thomas Edison (1847-1931). Westinghouse a invité Tesla à venir travailler pour lui et lui a fourni des installations de recherche sophistiquées.
Nikola Tesla et l’âge de l’électricité
Nikola Tesla pourrait facilement remplir le rôle d’un scientifique fou classique. Il imaginait des choses que les autres hommes ne pouvaient pas imaginer, comme la possibilité de transmettre des voix par les airs (ce qui a finalement conduit à l’invention de la radio). Tesla était sûr d’avoir reçu des communications de créatures intelligentes d’autres planètes, et il se vantait de pouvoir fendre la Terre en deux comme une pomme. Il avait peur des femmes portant des boucles d’oreilles en perles, et son idée de la façon de se comporter lors d’un dîner incluait le calcul du volume cubique de la nourriture dans son assiette.
Ce serait une erreur, cependant, de laisser une discussion sur son comportement étrange éclipser les inventions profondément utiles et pratiques que Tesla a créées. C’est une chance pour le monde, et peut-être aussi pour Nikola Tesla, que George Westinghouse ait apporté un sens pratique à l’esprit unique de Tesla.
Tesla est né en 1856 dans la petite ville de Smiljan, qui est aujourd’hui située dans le pays de Croatie mais faisait alors partie de l’empire d’Autriche-Hongrie. Son père était ministre, et sa mère avait la réputation d’être inventive. Tesla a fréquenté les écoles de sa ville natale et de la ville voisine de Gospic, puis il a étudié dans des universités européennes. En 1881, il trouve un emploi à l’Office central des télégraphes de Budapest, en Hongrie, et y invente un amplificateur téléphonique (qui intensifie un faible courant électrique). L’année suivante, il s’installe à Paris, en France, pour travailler comme ingénieur pour la Continental Edison Company, propriété de Thomas Edison.
Travailler pour Edison
En 1884, Tesla quitte l’Europe pour les États-Unis, muni de quatre cents et d’une offre d’emploi de Thomas Edison, qui était déjà largement reconnu comme un inventeur américain de premier plan, responsable de la diffusion de l’électricité dans tout le pays. Mais cet immigrant croate de vingt-huit ans a une divergence d’opinion avec Edison concernant la distribution des courants électriques : le sujet est le courant continu (CC) par rapport au courant alternatif (CA). Tesla explique à Edison ses plans pour un moteur basé sur le courant alternatif, qu’il trouve moins problématique que le courant continu et capable d’une tension plus élevée. Edison a insisté sur le fait que les plans de Tesla pour ce nouveau moteur étaient peu pratiques et dangereux.
Malgré les différences d’opinion, le nouvel immigrant a travaillé pour Edison pendant un an, concevant des moteurs à courant continu pour l’Edison Machine Works à New York. Les deux inventeurs avaient également des approches radicalement différentes de leur travail : Edison était célèbre pour inventer en bricolant et en testant, tandis que l’approche de Tesla consistait à imaginer des solutions dans sa tête, puis à les construire.
Tesla a finalement été licencié des laboratoires d’Edison. Les différences de style étaient trop importantes, et l’insistance de Tesla sur le courant alternatif menaçait la croyance profonde d’Edison dans le courant continu.
L’association avec Westinghouse
Presque immédiatement, George Westinghouse a acheté les droits de brevet de Tesla sur les moteurs et les transformateurs utilisant le courant alternatif. Westinghouse offrit à Tesla un emploi dans les laboratoires de Westinghouse ainsi que des redevances futures (un pourcentage des revenus ou des bénéfices réalisés à l’avenir) pour l’utilisation de ses idées.
Westinghouse et son nouvel employé lancèrent une énorme lutte avec Edison sur la question de savoir si le courant continu ou alternatif dominerait. Finalement, le courant alternatif l’emporta, principalement pour deux raisons : en utilisant le courant alternatif, il était possible d’envoyer de l’énergie électrique sur des fils sur plusieurs kilomètres, alors que le courant continu ne pouvait parcourir qu’environ deux kilomètres. Deuxièmement, le courant alternatif, contrairement au courant continu, pouvait être envoyé dans une grande concentration, puis être mis hors tension à l’extrémité la plus éloignée.
Westinghouse et Edison se sont âprement disputés sur la question du courant alternatif par rapport au courant continu. Edison a essayé de convaincre les autorités gouvernementales que le courant alternatif était dangereux et devait être interdit. (À un moment donné, les opposants au courant alternatif ont utilisé un générateur CA de Westinghouse pour électrocuter un prisonnier condamné dans l’État de New York afin de démontrer son danger). Mais le caractère plus pratique du courant alternatif, notamment la possibilité de le distribuer sur de longues distances à partir d’un générateur centralisé, s’est imposé. Le courant alternatif reste la norme mondiale au XXIe siècle. La fin symbolique de la lutte a lieu en 1917, lorsque Tesla remporte la plus haute distinction décernée par l’American Institute of Electric Engineers. Ironiquement, elle s’appelle la médaille Edison.
Plus d’idées originales
Le développement du courant alternatif par Tesla n’est que le début d’une longue série d’inventions. Son partenariat avec Westinghouse lui a donné l’occasion de concevoir ce qui pourrait être la plus grande réalisation de Tesla : la première centrale hydroélectrique du monde. Achevée en 1895 et située à Niagara Falls, dans l’État de New York, la centrale distribue du courant électrique aux chutes du Niagara et à Buffalo, dans l’État de New York, à quelque vingt-trois kilomètres de là. En 1897, Westinghouse et Tesla ont stupéfié les personnes présentes à l’Exposition universelle de Chicago en utilisant un générateur de courant alternatif pour allumer les lumières dans tout le parc des expositions.
Les bases de l’électricité
Ce que nous appelons l’électricité est le flux d’électrons, des particules plus petites que les atomes. Les électrons qui circulent sont si petits qu’ils peuvent se faufiler entre les atomes et ainsi circuler dans une longueur de fil. Ce flux d’électrons est appelé le courant, et il va en cercle – de son point de départ à son retour – dans ce qu’on appelle un circuit électrique.
Les électrons ont plus de facilité à circuler entre les atomes de certains matériaux que d’autres. Avec le cuivre, par exemple, il est assez facile pour les électrons de se faufiler entre les atomes – c’est la raison pour laquelle le cuivre est le plus souvent utilisé dans les fils électriques.
Le degré de difficulté à pousser à travers les atomes est appelé résistance. Pensez à essayer de pousser à travers une foule de personnes. De grands et lourds adultes coincés dans un petit espace seraient plus difficiles à traverser qu’un groupe d’enfants jouant sur un terrain de jeu. Lorsqu’il est difficile de traverser la foule d’atomes, les électrons créent de la chaleur (de la même manière que la friction crée de la chaleur lorsque deux objets sont frottés l’un contre l’autre). Plus il y a de résistance au flux d’électrons, plus la chaleur est générée. En fait, les fils qui génèrent beaucoup de résistance deviennent si chauds qu’ils brillent. Dans une ampoule électrique, par exemple, le circuit comprend un fil très fin appelé filament. Lorsqu’un grand nombre d’électrons tentent de le traverser en même temps, le filament s’illumine, et c’est ainsi que les ampoules donnent de la lumière. Lorsque le filament fin finit par se rompre (à force d’être chauffé et refroidi plusieurs fois), le circuit est interrompu. L’ampoule a « brûlé ». Le flux d’électricité peut être utilisé pour créer de la chaleur en augmentant la résistance au flux – le principe utilisé dans un grille-pain ou un four électrique.
Il existe une autre caractéristique du courant électrique qui est également très utile. Si l’on enroule un fil autour d’un clou et que l’on envoie de l’électricité dans le fil (à partir d’une pile de lampe de poche, par exemple), le clou devient un aimant. Les aimants peuvent être utilisés pour pousser ou tirer des objets en métal. C’est le principe de base du moteur électrique : une bobine de fil est magnétisée et le magnétisme est utilisé pour déplacer les pièces du moteur et créer un mouvement de rotation. Cela peut se faire avec de minuscules moteurs, mais aussi avec d’énormes moteurs (comme ceux utilisés dans les locomotives des trains électriques).
Contrairement aux moteurs à vapeur ou aux moteurs fonctionnant à l’essence, les moteurs électriques peuvent prendre de l’électricité à partir de fils, comme ceux qui se trouvent à l’intérieur des bâtiments, ainsi que des fils suspendus le long des voies ferrées. Un train électrique n’a donc pas besoin de transporter son propre carburant – il peut être envoyé au train par les fils.
Tesla a commencé à travailler en augmentant le courant électrique qui changeait de direction plus fréquemment, appelé haute fréquence. Cela a abouti à la création d’ondes qui pouvaient transmettre de l’énergie dans l’air, ce qui est le principe de base de la radio et de la télévision. Il a inventé un dispositif appelé bobine de Tesla, encore utilisé un siècle plus tard dans les radios et autres appareils. (Ces travaux sont à l’origine de l’affirmation selon laquelle c’est Tesla, et non l’inventeur italien Guglielmo Marconi, qui a inventé la radio. En 1943, la Cour suprême des États-Unis a rejeté un brevet clé de Marconi pour la technologie radio, reconnaissant les travaux antérieurs de Tesla). Tesla a également travaillé sur le principe des rayons X en même temps que le scientifique allemand Wilhelm Conrad Röntgen (1845-1923), qui est généralement reconnu comme le découvreur des rayons X. Tesla a utilisé la capacité de transmettre de l’énergie à travers l’air pour développer la première version d’une télécommande.
En 1899, Tesla a établi un laboratoire de recherche dans la ville de Colorado Springs, Colorado, à environ soixante miles au sud de Denver (en partie, pensait-on, pour éviter de détruire la ville de New York avec ses expériences sur la haute tension). Grâce aux fonds investis par le banquier new-yorkais J. P. Morgan (1837-1913 ; voir l’article), Tesla travaille à la transmission de l’énergie libre dans l’air à l’échelle mondiale. Lorsque Morgan a entendu parler des expériences de Tesla, il aurait demandé : « Si tout le monde peut puiser de l’énergie, où met-on le compteur ? ». (En d’autres termes, comment faire en sorte que les gens paient pour cela ?) Ce fut la fin du soutien financier de Morgan.
Pendant son séjour à Colorado Springs, où il expérimentait des transmetteurs sans fil (c’est-à-dire la radio), Tesla a insisté sur le fait qu’il avait
reçu un message d’une autre planète ou galaxie. Si la transmission sans fil de messages sur Terre pouvait être démontrée, les communications interplanétaires étaient difficiles à croire. En plus de certaines de ses habitudes personnelles – comme le fait de montrer une forte peur des microbes – Tesla a acquis la réputation d’un excentrique extrême, alors même que ses inventions éclairaient le monde.
Apportant des changements majeurs au XXe siècle
George Westinghouse avait obtenu une licence pour une quarantaine de brevets de Tesla, et il a ensuite construit l’un des grands empires industriels des États-Unis. Les redevances versées par Westinghouse ont contribué à financer les expériences continues de Tesla.
Au tournant du XXe siècle, Westinghouse aurait employé cinquante mille personnes dans quinze entreprises aux États-Unis, au Canada et en Europe. La valeur de ses entreprises était d’environ 120 millions de dollars (environ 6,4 milliards de dollars en prix de 2000), soit plusieurs fois le montant de la fortune personnelle de Tesla.
Les activités de Westinghouse étaient loin de se limiter aux inventions de Tesla. Westinghouse était actif dans plusieurs domaines, de la construction d’énormes générateurs pour créer de l’électricité à la fabrication d’appareils électriques domestiques. C’est Westinghouse qui a construit les puissants moteurs électriques qui ont remplacé la vapeur et le pétrole pour alimenter les locomotives de chemin de fer, combinant ainsi les activités de mise en mouvement (moteurs) et d’arrêt (freins à air) des trains avec le système de signalisation qui indiquait au mécanicien de locomotive quand faire l’un ou l’autre. Et c’est Westinghouse qui a mis au point le système utilisé aujourd’hui pour distribuer l’électricité en combinant les idées de Tesla et un dispositif basé sur les travaux du Français Lucient Gaulard et du Britannique John Gibbs et perfectionné par William Stanley (1858-1916), un ingénieur électricien américain employé par Westinghouse.
Panique et déclin
En 1907, une panique financière a frappé la Bourse de New York. Les investisseurs ont perdu confiance en l’avenir et ont commencé à vendre des actions. Les gens craignaient également que leur monnaie papier ne perde toute valeur si les banques ne pouvaient pas la convertir en or, et ils ont commencé à se précipiter à la banque pour obtenir de l’or pendant qu’ils le pouvaient. La panique de 1907 a marqué une transformation majeure de la révolution industrielle. À partir de ce moment-là, la finance est devenue encore plus importante que l’ingénierie (conception de nouvelles machines) ou la fabrication. Sans de grosses sommes d’argent, les entreprises ne pouvaient pas se permettre de continuer à fonctionner, quelle que soit l’ingéniosité de leurs machines ou l’efficacité de leur fabrication.
Bien que Westinghouse était célèbre pour avoir créé une nouvelle entreprise pour chaque nouvelle invention qu’il faisait ou qu’il concédait sous licence à d’autres, les nouvelles entreprises avaient besoin de capitaux (investissements monétaires ou prêts). À la suite de la crise financière de New York, Westinghouse devait soudainement rembourser ses prêts. Incapable de trouver les fonds nécessaires, Westinghouse est contraint de céder ses actions, perdant ainsi le contrôle de son empire industriel. En 1911, Westinghouse cessa de jouer un rôle actif dans les entreprises qu’il avait fondées.
Sa fortune commerciale déclinante n’éteignit pas pour autant sa lumière inventive. En 1910, il fonda une autre société, sa dernière, pour exploiter un nouveau type de ressort destiné à supprimer les secousses des automobiles. Cette invention a fini par être appelée l’amortisseur de chocs.
Dans les deux dernières années de sa vie, la santé de Westinghouse a décliné, et il a été contraint d’utiliser un fauteuil roulant ; il a réagi en travaillant sur une invention pour une version à moteur électrique. Westinghouse est mort le 12 mars 1914. Quatre ans après sa mort, un brevet qu’il avait demandé a finalement été accordé, portant le nombre total de brevets qu’il a reçus à 361.
La fin de Tesla
Les malheurs commerciaux de Westinghouse ont également affecté Nikola Tesla. Westinghouse ne pouvait pas se permettre de payer les généreuses redevances dont les partenaires avaient convenu auparavant. Entre-temps, Tesla s’était tourné vers des projets qui se sont avérés beaucoup moins pratiques que ses travaux antérieurs. Il vivait dans une suite d’hôtel de deux pièces à New York, continuant à mener des recherches et à écrire des articles de magazine, mais affichant un comportement de plus en plus excentrique et sombrant progressivement dans l’obscurité.
Tesla est mort à New York en janvier 1943 à l’âge de quatre-vingt-six ans. Il avait peu d’amis et peu d’argent, bien qu’il ait reçu des centaines de brevets au cours de sa vie.
Pour en savoir plus
Livres
Aaseng, Nathan. The Problem Solvers. Minneapolis, MN : Lerner Publications, 1989.
Cheney, Margaret. Tesla : Man Out of Time. New York : Simon and Schuster, 2001.
Hunt, Inez, et Wanetta W. Draper. La foudre dans sa main : L’histoire de la vie de Nikola Tesla. Hawthorne, CA : Omni Publications, 1981.
Levine, I. E. Inventive Wizard : George Westinghouse. New York : J. Messner, 1962.
O’Neill, John J. Génie prodigue : la vie de Nikola Tesla. Hollywood, CA : Angriff Press, 1981.
Seifer, Marc J. Wizard : La vie et l’époque de Nikola Tesla : Biographie d’un génie. Secaucus, NJ : Carol Pub., 1996.
Thomas, Henry. George Westinghouse. New York : G. P. Putnam’s Sons, 1960.
Périodiques
D’Alto, Nick. « Edison, Tesla, et la bataille des courants : L’électricité doit-elle être en courant alternatif ou en courant continu ? » Odyssée, février 2002, p. 20.
Johnson, Jeff. » La « science extraordinaire » et l’étrange héritage de Nikola Tesla « . Skeptical Inquirer, été 1994, p. 366.
Johnson, Jeff. « Nikola Tesla : Genius, Visionary, and Eccentric ». Skeptical Inquirer, été 1994, p. 368.
Johnson, Jeff. « Les inventions de Tesla : A Critique. » Skeptical Inquirer, été 1994, p. 372.
Leone, Marie, et al. « Edison et Tesla : The Founding Fathers of Electricity ». Electrical World, janvier-février 2000, p. 41.
Usselman, Steven W. « From Novelty to Utility : George Westinghouse et le commerce de l’innovation à l’époque d’Edison ». Business History Review, été 1992, p. 251.
Sites Internet
Musée virtuel George Westinghouse.http://www.georgewestinghouse.com/museum.html (consulté le 18 février 2003).
« Tesla : Master of Lightning ». Public Broadcasting Service.http://www.pbs.org/tesla/ (consulté le 18 février 2003).