Une révolution industrielle a toujours été précédée de progrès scientifiques, techniques et organisationnels. C’est encore le cas, aujourd’hui, avec l’adoption de la numérisation par des pans entiers de l’économie. Informatique et télécommunications associées portent ce phénomène qui annonce la 4e révolution industrielle. Petit rappel historique.
La 1ère révolution industrielle
La première révolution industrielle repose sur le charbon, la métallurgie, le textile et la machine à vapeur. Elle démarre en Grande-Bretagne à la fin du XVIIIe siècle, puis se propage en France au début du XIXe siècle avant de s’étendre en Allemagne, aux États-Unis, au Japon et à la Russie. Ce phénomène mondial est associé à d’autres bouleversements : démographique (très forte augmentation de la population), social (migrations et progression de la pauvreté), économique (progression importante de la richesse globale produite), politique (luttes pour la démocratie) et idéologique (triomphe du libéralisme). Mais l’industrie – au sens de production de masse avec des produits finis à faible coût – n’aurait jamais vu le jour sans progrès scientifiques et techniques.
Les événements marquants de cette période sont : les améliorations apportées en 1705 par Thomas Newcomen, à la machine à vapeur et l’extension de son utilisation à l’industrie ; la première utilisation du coke à la place du bois pour fondre le minerai de fer (Abraham Darby en 1709) ; la mise au point de la navette volante qui augmente la vitesse du tissage (John Kay en 1733) ; la première machine à tisser mécanique avec moteur hydraulique (Richard Arkwright en 1769) ; encore l’amélioration de la machine à vapeur (James Watt en 1769) ; le premier essai d’une locomotive à vapeur (1804)…
La 2e révolution industrielle
La deuxième, démarrée à la fin du XVIIIe siècle, trouve ses fondements dans l’électricité, la mécanique, le pétrole et la chimie. On peut ajouter l’apparition de moyens de communication (télégraphe et téléphone) et le succès du transport collectif grâce au développement des chemins de fer ou des bateaux à vapeur. Les moyens de communication et de transport favorisent les échanges internationaux.
On sait produire l’électricité depuis relativement longtemps, mais à l’aide de piles. L’invention du Belge Zénobe Gramme, la magnéto Gramme, présentée le 17 juillet 1871 à l’Académie des sciences de Paris, est majeure car la production de l’électricité devient mécanique. C’est une machine rotative mue par une manivelle. Ses perfectionnements ultérieurs ont en font une dynamo industrielle (1873) générant du courant continu et « sa réversibilité en moteur à courant continu, puis de l’alternateur générateur de courants alternatifs polyphasés au moteur à induction biphasé puis triphasé qui a pris place dans toutes les usines » (cf. Wikipédia). Associée à la distribution du courant, l’invention de Zénobe Gramme fait de l’industrie aujourd’hui une commodité incontournable.
En 1878, Thomas Edison met au point la lampe à incandescence. Fini les lampes à arc électrique, lampes à pétrole et gaz pour l’éclairage public. En 1881, un des ingénieurs de l’Edison Company, Lewis Howard Latimer, améliore le procédé en brevetant la première ampoule à incandescence avec filament de carbone.
À propos du moteur à explosion : Jean-Joseph Lenoir invente un nouveau type de moteur qu’il construit en 1859. Le brevet, déposé en 1860, porte sur un système de moteur à air dilaté par la combustion de gaz enflammé par l’électricité. Pierre Hugon fait breveter un moteur du même type, mais fonctionnant au gaz. L’Allemand Nicholaus Otto réalise en 1876 le premier moteur à combustion interne. Ce sera le départ des moteurs véritablement automobiles.
Parallèlement, l’ingénieur Frederick Winslow Taylor invente, en 1911, le taylorisme, une organisation scientifique du travail qui permet d’augmenter la productivité des salariés, et Henry Ford instaure le montage à la chaîne qui réduit le temps de construction de son modèle Ford T de 6 heures à 1 heure 30. L’ouvrier devient statique et assemble les pièces qui défilent devant lui.
La 3e révolution industrielle
Une troisième révolution se produit au milieu du XXe siècle, dont la dynamique vient de l’électronique, des télécommunications, de l’informatique, de l’audiovisuel et du nucléaire. Ils rendent possibles la production de matériels miniaturisés, de robots et l’automatisation poussée de la production, le développement des technologies spatiales et celui des biotechnologies. Partie des États-Unis, puis du Japon et de l’Union européenne, la troisième révolution industrielle a vu naître également Internet, au crépuscule du XXe siècle.
Le véritable démarrage de l’électronique miniature date de l’arrivée du transistor (et des circuits intégrés). Il est sorti des Bell Labs en 1948. Il est à l’origine du microprocesseur, pièce maîtresse de tous les produits électroniques dits intelligents, notamment les ordinateurs (Eniac, premier ordinateur tout électronique inventé en 1946 par Presper Eckert et John William Mauchly ; premier micro-ordinateur inventé en 1972 par le Français Henri Lilen de société R2E, société créée par André Truong, lui aussi français). Les télécommunications, de leur côté, firent de grands bonds avec l’autocommutation, le passage de la commutation de circuits à la commutation de paquets (à l’origine de Télétel et Internet) et de la mobilité. L’informatique en général et la commutation de paquets en particulier n’existerait pas sans l’invention du datagramme – bloc de données élémentaires – par le Français Louis Pouzin.
Deux produits ont particulièrement impacté la production industrielle : l’automate et le robot. Inventé en 1968 par l’Américain Richard Morley, l’automate programmable industriel (API), destiné au contrôle-commande d’une machine ou d’un processus, s’est imposé dans toutes les industries, puis au fil du temps aux transports, à la gestion technique des bâtiments, etc.
Le robot industriel, sorti de l’imagination de Georges Devol et le visionnaire Joseph Engelberger, fut d’abord destiné aux opérations de manutention, puis aux tâches de production : soudage, assemblage, etc. Unimate, le premier robot industriel fut installé en 1959 dans l’usine de General Motors de Trenton, dans le New Jersey.
La miniaturisation des instruments de mesure et de production, associée à l’informatique (et parfois au nucléaire) ont permis le développement des biotechnologies. De leur côté, les sciences du vivant ont également beaucoup progressé.
En termes d’organisation, signalons le Toyota Product System (TPS) qui a vu le jour au lendemain de la Seconde guerre mondiale, au Japon. C’est la recherche de la performance (productivité, qualité, délais, coûts) par l’amélioration continue et l’élimination des gaspillages. Cette méthode a fait des petits : Lean Manufacturing, Lean Management…
La 4e révolution industrielle
La dernière révolution industrielle est en train de prendre forme sous nos yeux, à l’aube de ce XXIe siècle. Elle sera mûre au plus tôt vers 2020. Toutes les briques technologiques sur lesquelles elle est bâtie sont là. On peut la résumer par la numérisation poussée à l’extrême des échanges économiques et productifs.
L’industrie 4.0 suppose une intégration horizontale. On réalise tout de A à Z en interaction entre les produits et les machines, et les machines entre elles. Nous sommes dans un système global interconnecté. Le produit fini, qui sera personnalisé, pourra aussi communiquer avec les machines dans sa phase de réalisation. On parle alors de « Smart Product ».
Source : Livre Blanc Numéro 1 du Gimelec
