Histoire de la civilisation occidentale II

25.2.2 : Développements technologiques dans les textiles

Durant la seconde moitié du XVIIe siècle, les usines nouvellement établies de la Compagnie des Indes orientales en Asie du Sud ont commencé à produire des produits finis en coton en quantité pour le marché britannique. Les vêtements importés en calicot et en chintz faisaient concurrence aux produits indigènes en laine et en lin, auxquels ils se substituaient. Les tisserands, fileurs, teinturiers, bergers et agriculteurs locaux ont donc adressé une pétition au Parlement pour demander l’interdiction de l’importation, puis de la vente, d’articles en coton tissé. Ils ont finalement atteint leur objectif grâce aux Calico Acts de 1700 et 1721. Ces lois interdisaient l’importation et plus tard la vente de produits finis en pur coton, mais ne restreignaient pas l’importation de coton brut ni la vente ou la production de fustian (un tissu avec une chaîne en lin et une trame en coton).

L’exemption du coton brut de la loi sur le calicot de 1721 a vu 2 000 balles de coton importées chaque année d’Asie et des Amériques et formant la base d’une nouvelle industrie indigène, produisant initialement du fustian pour le marché intérieur. Mais surtout, elle a déclenché le développement d’une série de technologies mécanisées de filage et de tissage pour traiter le matériau. Cette production mécanisée était concentrée dans de nouvelles usines de coton, qui se sont lentement développées. Au début des années 1770, 7 000 balles de coton étaient importées chaque année. Les nouveaux propriétaires d’usines firent pression sur le Parlement pour qu’il lève l’interdiction de produire et de vendre des tissus en pur coton, car ils pouvaient désormais concurrencer le coton importé.

Puisqu’une grande partie du coton importé provenait de la Nouvelle-Angleterre, les ports de la côte ouest de la Grande-Bretagne, comme Liverpool, Bristol et Glasgow, étaient cruciaux pour déterminer les sites de l’industrie du coton. Le Lancashire est devenu un centre pour l’industrie naissante du coton car le climat humide était plus propice au filage du fil. Comme le fil de coton n’était pas assez solide pour être utilisé comme chaîne, il fallait utiliser de la laine, du lin ou du fustian et le Lancashire était un centre de laine existant.

Inventions clés

L’industrie textile a conduit des innovations scientifiques révolutionnaires. La navette volante a été brevetée en 1733 par John Kay et a connu un certain nombre d’améliorations ultérieures, y compris une importante en 1747 qui a doublé le rendement d’un tisserand Elle est devenue largement utilisée autour du Lancashire après 1760 lorsque le fils de John, Robert, a conçu une méthode pour déployer plusieurs navettes simultanément, permettant l’utilisation de trames de plus d’une couleur et facilitant la production de tissu à rayures croisées pour le tisserand. Ces navettes étaient logées sur le côté du métier à tisser dans ce que l’on a appelé la boîte de dépôt. Lewis Paul a breveté le métier à filer à rouleaux et le système de mouchette et de bobine pour tirer la laine à une épaisseur plus régulière. Cette technologie a été développée avec l’aide de John Wyatt de Birmingham. Paul et Wyatt ont ouvert une usine à Birmingham, qui utilisait leur nouvelle machine à rouleaux actionnée par un âne. En 1743, une usine a été ouverte à Northampton avec 50 fuseaux sur chacune des cinq machines de Paul et Wyatt. Elle a fonctionné jusqu’à environ 1764. Une usine similaire a été construite par Daniel Bourn à Leominster, mais elle a brûlé. Paul et Bourn ont tous deux fait breveter des machines à carder en 1748. Basées sur deux jeux de rouleaux se déplaçant à des vitesses différentes, elles ont été utilisées plus tard dans la première filature de coton. L’invention de Lewis a été avancée et améliorée par Richard Arkwright dans son cadre à eau et par Samuel Crompton dans sa mule à filer.

En 1764 dans le village de Stanhill, dans le Lancashire, James Hargreaves a inventé le spinning jenny, qu’il a breveté en 1770. C’était le premier métier à filer pratique avec plusieurs fuseaux. Le jenny fonctionnait de la même manière que le rouet en serrant d’abord les fibres, puis en les étirant, et enfin en les tordant. Il s’agissait d’une machine simple, avec un cadre en bois, qui ne coûtait qu’environ 6 £ pour un modèle à 40 fuseaux en 1792 et était utilisée principalement par les fileuses à domicile. La jenny produisait un fil légèrement torsadé qui ne convenait qu’à la trame, et non à la chaîne.

Modèle de jenny de filature au Musée des débuts de l’industrialisation, Wuppertal

L’appareil réduisait la quantité de travail nécessaire pour produire du fil, un ouvrier pouvant travailler huit bobines ou plus à la fois. Ce nombre est passé à 120 au fur et à mesure que la technologie progressait.

Le métier à filer ou cadre à eau a été développé par Richard Arkwright qui, avec deux partenaires, l’a breveté en 1769. La conception était en partie basée sur une machine à filer construite pour Thomas High par l’horloger John Kay, qui avait été engagé par Arkwright. Pour chaque broche, le cadre à eau utilisait une série de quatre paires de rouleaux, chacun fonctionnant à une vitesse de rotation successivement plus élevée pour extraire la fibre, qui était ensuite tordue par la broche. L’espacement des rouleaux était légèrement supérieur à la longueur de la fibre. Un espacement plus étroit entraînait la rupture des fibres, tandis qu’un espacement plus important provoquait un fil irrégulier. Les rouleaux supérieurs étaient recouverts de cuir et leur charge était appliquée par un poids qui empêchait la torsion de reculer devant les rouleaux. Les rouleaux inférieurs étaient en bois et en métal, avec des cannelures sur toute leur longueur. Le métier à eau était capable de produire un fil dur, de compte moyen, adapté à la chaîne, permettant enfin la fabrication de tissu 100% coton en Grande-Bretagne. Un cheval actionnait la première usine à utiliser le métier à filer. Arkwright et ses partenaires ont utilisé l’énergie hydraulique dans une usine à Cromford, dans le Derbyshire, en 1771, donnant son nom à l’invention.

Modèle d’un cadre à eau au musée historique de Wuppertal

Richard Arkwright est crédité d’une liste d’inventions, mais celles-ci ont en fait été développées par des personnes telles que Thomas Highs et John Kay. Arkwright a encouragé les inventeurs, breveté les idées, financé les initiatives et protégé les machines. Il créa la filature de coton, qui rassemblait les processus de production dans une usine, et il développa l’utilisation de la puissance – d’abord celle des chevaux, puis celle de l’eau – qui fit de la fabrication du coton une industrie mécanisée.

La mule à filer de Samuel Crompton, introduite en 1779, était une combinaison de la jenny à filer et du cadre à eau. Les broches étaient placées sur un chariot qui passait par une séquence opérationnelle pendant laquelle les rouleaux s’arrêtaient tandis que le chariot s’éloignait du rouleau d’étirage pour finir d’étirer les fibres alors que les broches commençaient à tourner. La mule de Crompton était capable de produire un fil plus fin que le filage à la main à un coût moindre. Le fil filé par la mule était d’une résistance appropriée pour être utilisé comme chaîne et a finalement permis à la Grande-Bretagne de produire du tissu calicot de bonne qualité.

Le seul exemple survivant d’une mule de filature construite par l’inventeur Samuel Crompton La mule de filature file les fibres textiles en fil par un processus intermittent. Lors de la course d’étirage, la mèche est tirée à travers des rouleaux et torsadée. Au retour, elle est enroulée sur le fuseau.

Réalisant que l’expiration du brevet Arkwright augmenterait considérablement l’offre de coton filé et entraînerait une pénurie de tisserands, Edmund Cartwright a développé un métier à tisser électrique vertical qu’il a breveté en 1785. La conception du métier à tisser de Cartwright présentait plusieurs défauts, notamment la rupture des fils. Samuel Horrocks a breveté un métier à tisser assez réussi en 1813 ; il a été amélioré par Richard Roberts en 1822, et ceux-ci ont été produits en grand nombre par Roberts, Hill & Co.

L’industrie textile devait également bénéficier d’autres développements de la période. Dès 1691, Thomas Savery a fabriqué une machine à vapeur à vide. Sa conception, qui n’était pas sûre, a été améliorée par Thomas Newcomen en 1698. En 1765, James Watt a encore modifié le moteur de Newcomen pour concevoir un moteur à vapeur à condenseur externe. Watt a continué à apporter des améliorations à sa conception, produisant un moteur à condenseur séparé en 1774 et un moteur à condenseur séparé rotatif en 1781. Watt a formé un partenariat avec un homme d’affaires Matthew Boulton et ensemble ils ont fabriqué des moteurs à vapeur qui pourraient être utilisés par l’industrie.

Mécanisation de l’industrie textile

Avec le métier à tisser de Cartwright, la mule de filature, et le moteur à vapeur de Boulton et Watt, les pièces étaient en place pour construire une industrie textile mécanisée. À partir de ce moment, il n’y a pas eu de nouvelles inventions, mais une amélioration continue de la technologie, les propriétaires d’usines s’efforçant de réduire les coûts et d’améliorer la qualité. Le développement des infrastructures de transport, comme les canaux et, après 1830, les chemins de fer, a facilité l’importation de matières premières et l’exportation de tissus finis.

L’utilisation de la force hydraulique pour actionner les moulins a été complétée par des pompes à eau actionnées par la vapeur, puis complètement supplantée par les moteurs à vapeur. Par exemple, Samuel Greg a rejoint la société de marchands de textiles de son oncle et, en prenant la direction de l’entreprise en 1782, a cherché un site pour établir un moulin. Quarry Bank Mill a été construit sur la rivière Bollin à Styal dans le Cheshire. Il était initialement alimenté par une roue à eau, mais a installé des moteurs à vapeur en 1810. En 1830, la puissance moyenne d’un moteur de moulin était de 48 chevaux-vapeur (hp), mais le moulin de Quarry Bank a installé une nouvelle roue à eau de 100 hp. Cela allait changer en 1836, lorsque Horrocks & Nuttall, Preston prit livraison d’un double moteur de 160 ch. William Fairbairn s’est attaqué au problème de l’arbre de ligne et a été chargé d’améliorer l’efficacité du moulin. En 1815, il remplaça les arbres tournants en bois qui entraînaient les machines par des arbres en fer forgé, qui pesaient un tiers du poids et absorbaient moins de puissance. Le moulin a fonctionné jusqu’en 1959.

En 1830, utilisant un brevet de 1822, Richard Roberts a fabriqué le premier métier à tisser avec un cadre en fonte, le métier Roberts. En 1842, James Bullough et William Kenworthy ont fabriqué un métier à tisser électrique semi-automatique connu sous le nom de Lancashire Loom. Bien qu’il soit à action automatique, il devait être arrêté pour recharger les navettes vides. Il fut le pilier de l’industrie cotonnière du Lancashire pendant un siècle, lorsque le métier à tisser Northrop inventé en 1894 et doté d’une fonction de réapprovisionnement automatique de la trame prit l’ascendant.

La grève des fileurs de mule de Stalybridge de 1824 stimula la recherche sur le problème de l’application de la puissance à la course de bobinage de la mule. En 1830, Richard Roberts a breveté la première mule à action automatique. La traction pendant le filage avait été assistée par la puissance, mais la poussée du vent était effectuée manuellement par le fileur. Avant 1830, le fileur faisait fonctionner une mule partiellement motorisée avec un maximum de 400 fuseaux. Après 1830, on pouvait construire des mulets à actionnement automatique avec jusqu’à 1 300 fuseaux. Les économies réalisées grâce à cette technologie étaient considérables. Au XVIIIe siècle, un ouvrier filant du coton sur un rouet à main mettait plus de 50 000 heures pour filer 100 livres de coton. Dans les années 1790, la même quantité pouvait être filée en 300 heures par une mule, et avec une mule à action automatique, elle pouvait être filée par un ouvrier en seulement 135 heures.

Technologie d’exportation

Tout en profitant de l’expertise arrivant d’outre-mer, la Grande-Bretagne était très protectrice de la technologie produite sur place. En particulier, les ingénieurs ayant des compétences dans la construction des usines et des machines textiles n’étaient pas autorisés à émigrer – notamment vers l’Amérique naissante. Cependant, Samuel Slater, un ingénieur qui avait travaillé comme apprenti chez Jedediah Strutt, le partenaire d’Arkwright, a échappé à cette interdiction. En 1789, il a apporté ses compétences en matière de conception et de construction d’usines en Nouvelle-Angleterre et s’est rapidement attelé à la reproduction des usines textiles qui ont aidé l’Amérique à mener sa propre révolution industrielle. Des inventions locales ont suivi. En 1793, Eli Whitney a inventé et breveté l’égreneuse à coton, qui a accéléré de plus de 50 fois le traitement du coton brut. Avec une égreneuse à coton, un homme pouvait enlever les graines d’autant de coton des hautes terres en un jour que ce qu’il aurait fallu auparavant à une femme travaillant deux mois pour traiter une livre par jour.

Attributions

• Développements technologiques dans les textiles
  • « Spinning jenny. » https://en.wikipedia.org/wiki/Spinning_jenny. Wikipédia CC BY-SA 3.0.
  • « Cadre à eau. » https://en.wikipedia.org/wiki/Water_frame. Wikipedia CC BY-SA 3.0.
  • « Actes de Calico. » https://en.wikipedia.org/wiki/Calico_Acts. Wikipédia CC BY-SA 3.0.
  • « La fabrication du textile pendant la révolution industrielle. » https://en.wikipedia.org/wiki/Textile_manufacture_during_the_Industrial_Revolution. Wikipédia CC BY-SA 3.0.
  • « Robert Kay (inventeur). » https://en.wikipedia.org/wiki/Robert_Kay_(inventor). Wikipédia CC BY-SA 3.0.
  • « Révolution industrielle. » https://en.wikipedia.org/wiki/Industrial_Revolution. Wikipédia CC BY-SA 3.0.
  • « Navette volante. » https://en.wikipedia.org/wiki/Flying_shuttle. Wikipédia CC BY-SA 3.0.
  • « Mule à filer ». https://en.wikipedia.org/wiki/Spinning_mule. Wikipedia CC BY-SA 3.0.
  • « Mule-jenny.jpg. » https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Mule-jenny.jpg. Wikimedia Commons GNU FDL 1.2.
  • « Waterframe.jpg. » https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Waterframe.jpg. Wikimedia Commons GNU FDL 1.2.
  • « Spinning_jenny.jpg. » https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Spinning_jenny.jpg. Wikimedia Commons GNU FDL 1.2.