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Tesla: un nom qui en dehors de la marque de véhicules électriques et de l'unité de mesure du champ magnétique, n'est que rarement associé à l'inventeur américain d'origine serbe né au XIXème siècle et qui participa à l'essor du courant alternatif qui est aujourd'hui indispensable à notre monde.Vous découvrirez que beaucoup d'erreurs sont colportées à ce propos sur l'Internet mondial (inventeur de génie que le système a fait taire, l'homme qui fut capable de dompter l'énergie libre, celui qui pouvait parler aux autres planètes ou encore un vénusien qui était là pour aider l'humanité à grandir) et qu'en se basant sur la littérature sourcée et la science, nous arriverons à comprendre un peu mieux la première partie de sa vie. Ce dossier a été réalisé pour Podcastscience et a été présenté en premier lors du live du 14 juin 2016. Vous pourrez aussi le retrouver sur le site de podcastscience. Introduction On a tous entendu parler de Tesla, que ce soit pour des voitures électriques ou pour l’unité de mesure du champ magnétique. Mais on pense rarement à l’inventeur américain d’origine serbe, contemporain d’Edison, Einstein ou Marconi, qui participa à l’essor de l’industrie électrique et au développement de la radio. Le problème avec Tesla c’est qu’il fit aussi des déclarations fantasques qui font qu’aujourd’hui on entend plus souvent parler de lui comme le chantre du New Age, le maître de l’énergie libre ou pire, un vénusien venu sauver la Terre ...Mais qui est vraiment Nikola Tesla? Sur quoi a-t-il travaillé réellement ?Je vais tenter de démêler le vrai du faux en me basant sur un certain nombre d’ouvrages que j’ai pu lire sur lui directement, sur Edison, ou encore sur l’alterscience.Au cours de ce double épisode nous allons aborder sa jeunesse, son éducation, son voyage en Europe qui le mena à travailler pour Edison, leurs relations, ses travaux sur le courant alternatif et le moteur polyphasé, ceux sur le grand sujet de sa vie : la transmission d’énergie sans fil, ses idées “farfelues” et la fin de sa vie. Je prendrais enfin un peu de temps pour faire du debunking de quelques mythes qui peuvent exister à son propos.Petit disclaimer: les “faits” sur la vie de Tesla, il faut le dire franchement, c’est le bordel pour vérifier. J’ai tenté de donner une vision plus juste de Tesla et si vous pensez que j’ai pu dire quelque chose de faux malgré mes recherches, je suis totalement ouvert à recevoir vos remarques! La jeunesse de Tesla Les parents de Nikola Tesla, Milutin et Djuka, sont nés dans le premier tiers du XIXème siècle[1]. Après un court passage par Senj, sur la côte adriatique de la Croatie, où sont né trois des enfants Tesla[2], ils migrèrent dans une autre ville de Croatie, Smiljan, en 1852.C’est dans cette ville qu’est né Nikola Tesla dans la nuit du 9 au 10 juillet 1856. La légende veut que ce fut à minuit une nuit d’orage et d’éclairs. Un échange aurait eu lieu entre la sage-femme du village qui aurait dit de Nikola qu’il était un enfant de la tempête et Djuka aurait répondu “non, de la lumière”[3].Plusieurs évènements de sa jeunesse, vont marquer toute sa vie. Il découvrit l’électricité statique avec son chat, contracta une horreur pour les boucles d’oreilles, ou encore des troubles obsessionnels compulsifs (les fameux TOC) comme le fait de compter par trois toutes les choses par exemple[4]. Il développa aussi une capacité désormais fameuse à voir, aussi vrai que nature, tout ce qu’il pouvait imaginer[5].Pendant sa jeunesse Tesla fut aussi choqué par la mort de son frère Dane[6] et ses parents furent ensuite très protecteurs avec lui.Suite à cet évènement, ses parents migrèrent à Gospic, toujours en Croatie, où Tesla entra au collège et c’est au cours de cette période qu’il découvrit le principe des turbines et autres roues à aubes. Il prétend d’ailleurs qu’ayant entendu parler des chutes du Niagara il aurait dit à un de ses oncles qu’il maîtriserait leurs forces grâce à ces techniques, ce qu’il réalisa effectivement près de 30 ans plus tard[7].Après avoir fini son collège en 1870, il poursuivit ses études dans un lycée avant d’entrer en 1875 à la Joanneum Polytechnic School de Graz, en Autriche. Nikola entreprit un cursus orienté autour des mathématiques et de la physique. C’est pendant un cours de physique à propos des moteurs ou générateur/dynamo à courant continu que, remettant en cause l’usage du commutateur, son professeur, lui expliqua que l’enlever serait aussi impossible que le mouvement perpétuel[8]. Tesla, instinctivement sûr de son fait, poursuivit cette idée pendant de nombreuses années pour aboutir au moteur à courant alternatif polyphasé qui, aujourd’hui, fait rouler les TGV entre deux grèves notamment.Mais à quoi servait ce commutateur dans les moteurs à courant continu utilisés à l’époque? Prenons un peu de recul pour comprendre un peu ces histoires de courant continu/alternatif et de moteur/générateur d’abord.Le courant continu est celui qui sort d’une pile ou d’une batterie par exemple. Il circulera toujours dans le même sens sans changer d’amplitude au cours du temps. Le courant alternatif de son côté va aller dans un sens puis dans l’autre un certain nombre de fois par seconde (il s’agit de sa fréquence). C’est celui qui est produit par les centrales électriques et qui vous est délivré par les prises de courant de nos maisons.Afin de pouvoir faire fonctionner des rotatives ou des machines industrielles qui fonctionnent à l’électricité, il fallait disposer de générateurs qui produisent du courant, de fils pour le transmettre et de moteurs pour l’utiliser. Ces moteurs devaient, à l’époque, fonctionner sur les mêmes infrastructures électriques que celles utilisées pour la télégraphie qui fonctionnait par l’interruption d’un courant continu. Et il pouvait aussi être nécessaire de pouvoir faire fonctionner les machines sur batterie (qui délivre du courant continu donc).La recherche avait donc tenté d’aboutir à la création d’un couple générateur/moteur à courant continu. Les travaux de l’époque étaient basés sur l’induction magnétique découverte par Faraday en 1831. L’idée était de générer du courant lors du passage d’un aimant dans une bobine de fil (pour le générateur) ou inversement, de générer un champ magnétique lors du passage d’un courant dans une bobine (pour un moteur).By Abnormaal (Own work) [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) or CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)], via Wikimedia CommonsPour faire fonctionner un moteur il fallait tout d’abord pouvoir générer de l’électricité. Le principe était donc de faire tourner une bobine dans le champ magnétique d'un aimant pour produire un courant électrique dans les fils de la bobine. Comme dans une dynamo de vélo ou une roue à aube par exemple. Mais ce courant étant alternatif par nature, il fallait un moyen de le rendre continu. C’est un certain Hyppolite Pixii qui inventa en 1832[9] le fameux commutateur qui permettait de le faire en prenant le courant dans le bon sens à chaque rotation.Une fois le courant continu arrivé au moteur, le système de la dynamo était inversé et le courant passant dans la bobine générait un champ magnétique qui entre les aimants du stator, la partie aimantée fixe, faisait tourner l’axe.Le problème avec l’usage du commutateur c’était que des étincelles étaient générées quand le courant était récupéré dans un sens puis dans l’autre et cela avait tendance à provoquer des incendies[10].By Pulsar at French Wikipedia [Public domain], via Wikimedia CommonsPour en revenir à l’éducation de Tesla, et malgré un bon début à Graz, ses résultats scolaires périclitèrent au cours de ses trois années car il fut absorbé par le démon du jeu[11] et il fuit à Maribor (ville située dans l’actuelle Slovénie) pour travailler[12]. Son père le retrouva et lui proposa de reprendre ses études à Prague mais Nikola déclina l’offre.Peu de temps après cette altercation, son père mourut à Gospic en avril 1879. Nikola continua de jouer aux cartes et à perdre de l’argent. Sa mère craignant pour sa santé, le convainc d’arrêter et Nikola alla dans la famille d’un de ses oncles pour finir ses études[13]. Mais en 1881, son oncle ne pouvait le financer plus longtemps et Tesla dut se résoudre à aller à Budapest. Il comptait y travailler pour un certain Puskas, un ami de la famille, qui avait pour charge d’implanter en Europe le téléphone mis au point par Edison. Mais il fut finalement embauché dans le Bureau Central du Télégraphe en Hongrie[14] où il rencontra Anthony Szigeti qui le suivit un bout de temps.C’est en 1882[15], au cours d’une de leurs marches, que Tesla eut son moment Eureka. Il comprit comment se passer de commutateur. La solution : l’obtention d’un mouvement de rotation dans le rotor via des courants de Foucault générés par l’utilisation de champs magnétiques dans le stator grâce à différentes bobines déphasées dans lesquelles passent un courant alternatif.Si vous n’avez pas tout suivi, ce n’est pas grave. Il faut juste retenir que c’est une idée extraordinaire. Il fallait maintenant qu’il puisse le construire en vrai. Tesla et Edison Après un passage court à Budapest, Szigeti et lui furent envoyés à Paris par Puskas afin de travailler pour une division européenne de la société d’Edison dirigée par un de ses proches, Charles Bachelor[16].La réalisation de Tesla la plus notable pendant cette période chez Edison fut de travailler sur les systèmes installés à Strasbourg pour le gouvernement allemand et résoudre une situation complexe pour la société d’Edison. De retour à Paris, il voulut obtenir la prime promise pour ce travail, mais ses supérieurs se rejetaient la responsabilité et il n’obtint rien. Dégoûté par ces agissements, Tesla démissionna. Mais Charles Bachelor, ayant identifié en lui un inventeur de génie du niveau d’Edison, lui fit une lettre d’introduction pour aller à New York s’il souhaitait y travailler pour Edison. L’histoire retient que Bachelor aurait écrit : “I know two great men and you are one of them; the other is this young man”[17]. Ce qui se traduit à peu près en “Je connais deux grands hommes et vous êtes l’un d’entre eux. L’autre est ce jeune homme”.Tesla sauta sur l’occasion et prit le premier train et le premier bateau pour New-York, perdant au passage tous ses effets personnels[18]. Il y arrive néanmoins sûr de ses connaissances et de sa volonté de vouloir démontrer la supériorité de ses inventions.crédit : inventors.about.com : http://inventors.about.com/library/inventors/bledison.htmArrivé chez Edison, Tesla le trouva devant un gros dilemme: des dynamos avaient été installées à bord du SS Oregon - le paquebot transatlantique le plus rapide du monde - mais elles ne fonctionnaient pas. Ne disposant pas d’ingénieur qui puisse s’y rendre, il proposa à Tesla d’y aller. Celui-ci s’y rendit et traita le problème rapidement. Recroisant le lendemain matin Edison et Bachelor, Tesla leur annonça que le travail était fini. En partant, Tesla entendit Edison confier à Bachelor : This is a damned good man!”[19]. En français cela donnerait quelque chose comme “Il est sacrément bon!”.Mais la durée du travail de Tesla chez Edison ne dépassa pas les 6 mois et la raison de son départ est controversée. Edison aurait, selon certaines sources, promis à Tesla 50 000 dollars s’il arrivait à passer de continu à alternatif certaines de ses machines[20]. Ceci semble invraisemblable vu qu’Edison ne croyait pas du tout à l’intérêt du courant alternatif. D’autres expliquent qu’Edison avait des problèmes d’argent[21] et qu’il n’aurait jamais pu promettre une telle somme. D’autres racontent enfin que c’était plutôt pour des améliorations sur des machines[22], ou alors pour le non usage d’un système de lampe à arc qu’il aurait mis au point[23] … Tesla et le moteur à courant alternatif Toujours est-il qu’il partit fonder sa propre entreprise. Après une première création d’entreprise qui se finit en eau de boudin[24], Nikola Tesla se retrouva de nouveau à la rue sans le sou. Avec le peu d’argent qu’il arrivait à gagner il déposa néanmoins un brevet en 1886 pour un nouveau type de moteur. C’est le dépôt de ce brevet qui lui permit de rencontrer Alfred Brown. Cette rencontre allait changer sa vie[25].Coutumier de certaines inventions d’Edison pour le télégraphe, Brown, qui travaillait chez Western Union, vit en Tesla un inventeur à soutenir. Aidés par Peck, un homme d’affaires, ils décidèrent de créer Tesla Electric Company dont l’objectif serait de développer le moteur à courant alternatif.La stratégie de Brown et Peck était dite de “patent-promote-sell”. Breveter des inventions, les mettre en avant auprès d’industriels et vendre les brevets. Peck et Brown n’étaient pas convaincus par le courant alternatif, et pour eux le continu était plus établi dans l’industrie[26]. Tesla leur fit le coup de l’oeuf de Christophe Colomb, en version revisitée : S’il arrivait à faire tourner un oeuf sur lui-même sur sa base sans le toucher, Peck et Brown le soutiendraient avec son idée de courant alternatif. Il y arriva grâce au champ magnétique rotatif qu’il pouvait générer grâce au courant alternatif. Peck et Brown furent impressionnés et le soutinrent[27], tout comme Colomb fut soutenu par la reine d’Espagne grâce à son oeuf.Tesla déposa d’abord des brevets pour un système complet pour le courant alternatif incluant dynamo, transformateur, et moteur. Ensuite l’intérêt de l’invention fut mis en avant grâce à des experts du domaine et à travers plusieurs conférences que Tesla réalisa à propos de son moteur, mais aussi à propos du courant alternatif de manière plus générale[28].crédit : encyclopedia brittanica : http://global.britannica.com/biography/George-WestinghouseEnfin ils surent aussi attirer l’attention de George Westinghouse. Il s’agissait d’un homme d’affaires ayant fait fortune grâce à des inventions dans le domaine du ferroviaire et qui souhaitait se développer dans le domaine de l’électricité. Il était l’un des seuls à voir dans le courant alternatif de bonnes perspectives et dans ce but chercha à acquérir des brevets pour diverses technologies en lien avec ce type de courant. A côté l’achat de brevets pour des transformateurs développés eu Europe, les brevets que la Tesla Electric Company possédait étaient, même pour un prix important[29], un atout important pour disposer de dynamos et de moteurs afin de développer cette activité[30]. Enfin cela lui permettait de se différencier d’Edison qui ne misait que sur le courant continu.Tesla travailla avec les ingénieurs de Westinghouse à Pittsburgh pour industrialiser son moteur[31] de juillet 1888 jusqu’à son départ en août 1889. Ce travail continua sans lui car ce n’est pas avant début 1893[32] que Westinghouse eut la possibilité, autant technique que financière, de pouvoir pousser commercialement les résultats de ces travaux. La guerre des courants La période 1890-1891 fut très compliquée pour les sociétés de l’électricité. Entre la fusion des sociétés d’Edison et celle de Thompson Houston pour former General Electric d’un côté et Westinghouse qui tenta d’acheter de petites entreprises locales d’électricité de l’autre, le monde de l’industrie électrique était sous la pression du monde financier pour se structurer.Par ailleurs, la guerre des courants faisait rage entre Edison et Westinghouse. Edison était convaincu que le courant continu était supérieur au courant alternatif. Westinghouse, de son côté, avait fait, comme d’ailleurs Thompson-Houston, le pari du courant alternatif.Pour comprendre un peu cette bataille entre les deux systèmes, laissez moi juste vous expliquer les enjeux. Comme je l’ai expliqué avant, la télégraphie et l’usage régulier de batteries rendaient indispensable l’usage du continu. Un des problèmes que l’on rencontre quand on veut transmettre du courant, c’est la perte en ligne. L’idée étant que plus la tension est élevée, moins on perd par effet joule[33]. Le problè…
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