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Ces pages décrivent le développement des centrales hydroélectriques, du transport de l’énergie et des sociétés privées
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.
Cinq étapes caractérisent l’électrification de la Suisse. La période de 1880 à 1895 consacre l’emploi de diverses techniques et de plusieurs sources d’énergie primaires. L’électricité se développe soit par le biais d’installations particulières, soit par de petites stations centrales (d’environ 300 cv) – (1cv = 0,736 kW). On en compte une vingtaine vers 1890 donc cinq à courant monophasé. A partir de 1895, s’implantent les premières grandes stations centrales à courant polyphasé (plus de 10’000 cv). L’exploitation à grande échelle des ressources hydraulique devient une réalité.
Depuis le tournant du siècle jusque vers 1914, les réseaux électriques se développent rapidement à travers tout le pays, si bien que vers 1914, environ 90 % de la population est desservie par une société distributrice. L’extension du marché de l’éclairage ainsi que la diffusion des usages mécaniques de l’électricité (moteurs dans l’artisanat et l’industrie, l’extension et la création de lignes de chemins de fers électriques locaux) constituent des débouchés. L’industrie électrochimique construit d’imposantes usines, en 1900, la moitié de l’énergie électrique est utilisée par ce secteur !
Etant donné les difficultés du pays à s’approvisionner en charbon, en temps de guerre, on cherche à substituer de l’énergie d’origine hydraulique à l’énergie d’origine thermique produite par des usines de réserve. L’égoïsme des sociétés électriques locales est dénoncé. La collaboration entre les sociétés productrices-distributrices, jusque-là autonomes, s’impose.
Les années de l’entre-deux-guerres sont celles de la difficile croissance coordonnée de l’infrastructure électrique. A la fin de la première guerre mondiale, des sociétés régionales regroupant plusieurs producteurs-distributeurs sont fondées. Elles veulent construire des réseaux interconnectés à très haute tension. On observe la construction de grands ouvrages à accumulation. Ils sont l’œuvre, soit de groupements régionaux, soit de sociétés à partenaires constituées spécifiquement pour la construction et l’exploitation de ces réseaux.
Les sociétés privées
Son histoire commence en 1890 pour régulariser les eaux du lac de Joux et d’utiliser la force des eaux du lac. Mais selon l’ingénieur Adrien Palaz, cette force est insuffisante qu’il s’agit de compléter. Vu qu’il n’y a pas d’autres concessions disponibles sur le parcours de l’Orbe, il en découle des débats passionnés au sein de l’Etat de Vaud, de la ville de Lausanne ainsi que des communes riveraines de l’Orbe. Le 13 mai 1901, le Grand Conseil décide par décret de créer une société anonyme contrôlée par l’Etat, la Compagnie vaudoise des Forces motrices des lacs de Joux et de l’Orbe.
La compagnie a pour but de régulariser le niveau des lacs de Joux et d’utiliser les forces motrices desdits lacs, de l’Orbe et de ses affluents ainsi que de distribuer l’énergie obtenue.
Dès 1902, on entreprend la construction de l’usine de La Dernier sur la rive droite de l’Orbe avec une mise en exploitation en 1904. Le réseau alimente le courant dans 212 communes, depuis Nyon jusqu’au Val-de-Travers. Autour de 1905, on compte 600 km de lignes à haute tension.
Une deuxième usine d’une puissance de 8000 CV est construite entre 1905 et 1908 à Montcherand reçoit l’eau dérivée du cours de l’Orbe par un barrage aménagé à l’endroit dit « Les Clées ». Une conduite forcée de 780 mètres de longueur procure une chute de 98 mètres avec 4 groupes produisant l’énergie à 13’500 volts.
En 1916, comme la consommation d’électricité allait en augmentant, la situation devenait précaire quant aux capacités de production et une loi fédérale sur les forces hydrauliques fait craindre une main mise de la Confédération sur les forces hydrauliques du pays. D’où l’idée de fusion à réaliser sous l’égide de l’Etat des trois principales sociétés privées : Compagnie de Joux, SRE et Usine des Clées. A noter que les Services Industriels de Lausanne sont écartés.
Dans le but de déterminer la valeur économique des sociétés, une commission est nommée par le Conseil d’Etat. Les travaux durent plus de deux ans. Finalement, les difficultés liées au délicat problème de l’évaluation économique des sociétés, la fin imminente de la guerre, l’éloignement du risque d’étatisation par la Confédération provoque l’échec du projet vaudois de fusion.
Le Conseil d’Administration de la Compagne de Joux, effectue en 1917 une tentative de rapprochement avec deux sociétés vaudoises. Au début du premier conflit mondial en 1914, en raison des difficultés à s’approvisionner en charbon, la Compagnie de Joux propose aux Services industriels de Lausanne de substituer de l’énergie d’origine thermique de son usine de Pierre-de-Plan par de l’énergie d’origine hydraulique. La ville de Lausanne refuse la proposition.
En 1917, la Compagnie de Joux réitère sa proposition. Cette fois, très certainement en raison de la hausse continue du coût du charbon, la proposition est acceptée par Lausanne. Les lignes de transport ne sont encore suffisantes pour satisfaire à la demande d’énergie de Lausanne. La ligne Bussigny-Crissier est sous-dimensionnée (maximum 840 cv), la construction de la ligne Eclépens-Cossonay améliore la puissance à 1’260 cv.
La SRE alimente Lausanne dès 1918 depuis son usine de Vouvry par la ligne aérienne Vouvry-Roche-Lausanne avec une puissance de 200 kW (1cv = 0,736 kW).
Les conditions climatiques défavorables de l’année 1921 – un hiver sans neige suivi d’une sécheresse – affecte défavorablement les usines hydroélectriques de la Compagne de Joux. Pour satisfaire les besoins de ses abonnés, la compagnie achète de l’énergie aux Services industriels de Lausanne ainsi qu’à la SRE.
Ces liaisons ne peuvent être considérées comme une réelle interconnexion électrique romande ; néanmoins ce sont les prémices à la création du futur super-réseau vaudois.
En Suisse, l’année 1918 est celle des projets de super-réseaux. Deux des plus puissances sociétés alémaniques, les FMB et NOK unissent leurs efforts pour fondé la Société Suisse pour le Transport et la distribution d’Electricité. Le but de cette société est de construire des lignes à haute tension traversant tout le pays.
En Suisse romande, l’ingénieur Jean Landry convoque en 1918 les producteurs-distributeurs romands pour expliquer son projet de réseau interconnecté romand. En mars 1919, les principales sociétés romandes adhérent au projet et fondent la S.A. l’Energie de l’Ouest-Suisse (EOS) à l’exception de la Compagnie de Joux pour un refus au conseil d’administration.
La collaboration d’abord compromise finit par se réaliser en 1927 par la souscription de 500’000 francs au capital-actions de EOS. La collaboration prend forme avec l’utilisation réciproque des lignes.
La SRE et les SI de Lausanne participent activement au réseau interconnecté romand d’EOS. Il s’agit de relier Lausanne à Genève par une ligne à très haute tension. Les capacités de l’usine genevoise des Chèvres ne suffisent plus à la demande croissance d’énergie, car en plus le prix du charbon n’a pas baissé après la guerre.