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Ces sections décrivent le développement des centrales hydroélectriques, du transport de l'énergie et des sociétés privées dans le canton de Vaud
Dans le canton de Vaud aussi, l’avènement, puis l’extension progressive du machinisme devaient conférer une importance grandissante à la force motrice et, dès la seconde moitié du 19ème siècle, plus spécialement aux applications industrielles de la valeur et de l’électricité.
En 1850, l’industrie vaudoise ignorait encore l’usage de la machine à vapeur (Vuilliemin 1862, p203). Jusqu’à cette époque, la houille blanche constituait le principal agent moteur des établissements dont les installations ne s’actionnaient pas à bras. On connait cependant quelques cas isolés d’application de la force animale. Ainsi à Vallorbe (Valloton 1875, p42), le moteur des souffleries de plusieurs clouteries était un chien pédalant sur des planchettes à l’intérieur d’une grande roue !
Près de Bullet (Jaccard 1946), dès 1747, un moulin à vent avec scierie avait remplacé un ancien moulin à vent. Enfin dans la même localité, deux autres moulins à blé établis en 1785 étaient actionnés par un cheval tournant dans un manège. Mais il s’agissait là de cas exceptionnels. En effet, longtemps avant les applications industrielles de la vapeur et de l’électricité, Vaud disposait grâce à ses nombreux cours d’eau d’inépuisables réserves de forces hydrauliques. Toutefois, l’établissement de certaines industries à proximité des cours d’eau présentait aussi des inconvénients, que la construction des voies ferrées aggrava encore.
Car la force motrice ne se trouvant généralement pas dans le voisinage de ces dernières, il était rare qu’une industrie pût bénéficier à la fois de la houille blanche et de bonnes conditions de transport. D’où la nécessité de s’établir à proximité de stations de chemin de fer ou d’autres privées de houille blanche, comme les manufactures de Sainte-Croix, de recourir à la machine à vapeur et aux moteurs à pétrole ou à gaz.
Câble télédynamique
Vers 1850, un autre procédé inventé par le français Hirn met à disposition des industriels le système de transport de force hydraulique par câble télédynamique.
Le transport par câbles remplace la courroie motrice par un long câble en fil de fer toronné comme une corde. La première application par les frères Hirn en 1850 transportait 42 CV à 85 mètres. Devenu classique, on retrouve sa description technique avec calcul dans les manuels de mécanique de l’époque1 . Près d’une centaine de transports par câbles télédynamiques (ou télémécaniques) furent installé (1860-1880) surtout en Suisse, toujours à la pointe de l’exploitation de la Houille blanche. L’installation la plus importante a été celle de Schaffhouse, où 570 CV étaient transportés sur 650 m en 1867 ; l’équipement était réalisé par la société Rieter, l’un des grands constructeurs suisses de turbines. Son invention consiste à enrouler deux poulies à gorge tournant un câble continu à grande vitesse.
L’électricité industrielle débute avec l’invention de la pile en 1800 par Volta. La pile reste un moyen de production rudimentaire et de faible rendement.
C’est pourquoi les recherches entre dans une nouvelle phase avec la mise au point de la dynamo-électrique. Il s’agit de la mise en mouvement d’un aimant dans le voisinage d’un fil électrique. Sur la base de ce principe, une première génération de machines à induction, dites « machines magnéto-électriques » voit le jour.
La dynamo ouvre de nouveaux marchés
Finalement, ce sont avec les machines « dynamo-électriques » qu’une production satisfaisante est trouvée pour une production d’électricité à grande échelle. Dès les années 1870, aux Etats-Unis et en Europe plusieurs fabricants construisent leur propre dynamo. Ainsi l’industrie peut-elle disposer d’une machine productrice d’énergie électrique peu encombrante et relativement bon marché.
L’éclairage électrique avec des lampes à arc connait un premier boom commercial dans la décennie 1870, bien avant le système Edison (1880). Des places publiques, des entrepôts, des ports constituent le premier marché de l’éclairage. Il n’est pas encore question de l’éclairage privé, car la lampe à arc diffuse une lumière trop éblouissante.
Pour la force motrice, la possibilité d’utiliser la dynamo électrique comme moteur est découvert en 1873 à l’exposition de Vienne. En ce qui concerne les tramways, l’électricité comme système de traction va rapidement s’imposer. Le moteur à courant continu très souple, se prête bien aux fréquents arrêts. Les coûts sont très compétitifs par rapport à la traction animale, à vapeur ou encore à air comprimé.
Edison – le magicien de Menlo Park – ou les premiers réseaux
Thomas Edison est le premier à traiter une application de l’électricité comme une application>de l’électricité comme un système. Son objectif n’a pas considéré seulement à inventer la lampe à incandescence, mais à élaborer un système complet d’éclairage (comprenant des génératrices, des lignes de transport, un appareillage de distribution) capable de concurrencer l’éclairage par le gaz, solidement implanté. Pour ce faire, il se base sur le concept de production-transport-distribution du gaz. L’énergie devra être produite dans une station centrale, transportées par un réseau de conduites jusqu’aux immeubles d’habitation où elle sera distribuée dans les appartements. La lumière devra être douce. Le consommateur devra pouvoir allumer et éteindre ses lampes ; l’énergie consommée devra être enregistrée par des compteurs.
Après trois années de recherches intenses menées avec des dizaines de collaborateurs dans son laboratoire de Menlo Park. Edison réussit son pari. Son système triomphe lors de l’exposition à Paris en 1881.
En Suisse, les ressources hydrauliques sont abondantes et dès la période romaine les premiers moulins avec hydrauliques font leur apparition pour moudre le blé. Ne disposant pas de ressources charbonnières abondantes, c’est naturellement que la Suisse est conduite à utiliser son potentiel hydraulique. Dès les années 1806, la société zurichoise Escher Wyss entreprend la construction de roues hydrauliques métalliques qui supplantes rapidement celles construites par les artisans. Avec l’introduction des turbines dès les années 1840, un nouveau pas est franchi dans l’utilisation de l’eau en tant que force motrice. Techniquement supérieure aux roues, elle laissent envisager un emploi plus large des ressources hydrauliques. Entre 1844 et 1875, la société zurichoise en livre plus de 800 turbines !
En suisse romande, les ateliers B. Roy (Vevey) , prédécesseurs des Ateliers de constructions métalliques de Vevey, livrent leur première turbine en 1863. Jusqu’en 1890, la société vaudoise en construit 700.
Malgré l’introduction des turbines, l’utilisation hydraulique reste limitée car on manque d’expérience en matière de retenue d’eau ; on ne sait pas encore construire de barrages. Ensuite, la difficulté à transporter et de distribuer convenablement cette énergie limite son emploi. La technique traditionnelle consiste à transmettre la force mécanique depuis le lieu de production d’énergie jusqu’aux ateliers par un arbre de transmission.
Si la technique électrique va rencontrer un grand succès en Suisse, c’est pour répondre à une longue attente pour mettre au point un système énergétique secondaire efficient capable d’utiliser les ressources hydrauliques.