Aperçu
Il y avait de nombreuses sources d’énergie utilisées avant la révolution industrielle du XVIIIe siècle. L’utilisation du travail des esclaves a été la première source d’énergie à grande échelle. Cela a été suivi par les progrès de la puissance animale qui ont été rendus possibles par l’invention d’outils tels que le collier de cheval. Le succès de la technologie médiévale dans l’exploitation de l’énergie hydraulique et éolienne est encore plus significatif. La roue à aubes est l’une des plus anciennes sources d’énergie connues de l’homme. C’était le premier type d’énergie exploité par l’homme qui n’était pas généré par des animaux ou des humains. Associée à l’équipement approprié pour former un moulin, la roue à aubes était utilisée pour moudre le grain, actionner des scieries, des tours, des pompes, des soufflets de forge, des huiles végétales et des usines textiles. Elles constituaient la principale source d’énergie de l’Europe médiévale et la plupart des villes devaient être situées près de l’eau pour pouvoir utiliser ce type de source d’énergie. Selon le Domesday Book (un livre basé sur l’enquête menée par Guillaume Ier en Angleterre en 1086), il y avait près de 6 000 moulins à eau en Angleterre à cette époque, et de nombreuses sources estiment que ce nombre a plus que doublé au cours des deux cents années suivantes. Le moulin à eau a servi de source d’énergie primaire jusqu’à l’avènement du moteur à vapeur pendant la révolution industrielle.
D’un point de vue moderne, les principes de fonctionnement du moulin à eau sont assez simples. Pour générer de l’énergie, l’eau est dirigée vers une roue et la propulse dans un mouvement circulaire. La roue qui tourne transfère l’énergie à un arbre d’entraînement qui peut être utilisé pour déplacer de nombreuses pièces d’équipement. À l’origine, ces machines étaient utilisées pour faire tourner les meules et moudre le grain. Plus tard, cette puissance générée a été exploitée pour entraîner d’autres types d’outils.
Contexte
Il existe des preuves que la puissance hydraulique est utilisée depuis au moins 300 av. J.-C. en Égypte. Il est possible que cette technologie ait été adaptée de cultures telles que les Perses ou les Chinois. Les premiers exemples connus de moulins à eau utilisaient des exemples antérieurs d’énergie hydraulique pour utiliser des roues qui étaient plates sur l’eau et fixées directement à l’arbre d’entraînement dans une conception horizontale. Lorsque la roue tournait, l’arbre d’entraînement faisait de même. Comme ce type d’installation était inefficace, des roues à aubes de conception verticale ont rapidement été fabriquées. Ces types nécessitaient une ingénierie différente, car il fallait des engrenages et des roues dentées pour transférer l’énergie aux moulins. Deux types de roues à aubes verticales ont été utilisés à cette époque. La roue à bascule repose directement dans le cours d’eau et dépend de la force de l’eau pour pousser la roue. Par conséquent, sans un niveau et un débit d’eau constants, la roue ne peut pas générer beaucoup de force, et elle est inutile en période de faible débit d’eau. Le modèle à déversoir est beaucoup plus efficace et dépend beaucoup moins de la quantité et de la force de l’eau, car il utilise la force de gravité pour entraîner la roue. L’eau est acheminée vers la roue par un canal ou un tuyau et tombe directement sur la pale de la roue. La roue tourne et entraîne l’arbre, ce qui permet à l’utilisateur d’exploiter la puissance comme bon lui semble. Au fur et à mesure que la technologie s’est développée vers la fin du Moyen Âge, les opérations de mouture sont devenues de plus en plus complexes.
La forme la plus ancienne de mouture du grain entre deux pierres a été adaptée pour être utilisée dans un moulin à eau. Le grain était pilé entre deux meules jusqu’à ce qu’il devienne de la farine. La meule inférieure était fixe, tandis que la meule supérieure, actionnée par la roue à aubes, pouvait être séparée pour contrôler la grosseur de la farine. Les deux meules étaient ondulées pour que le mouvement de broyage de la meule supérieure écrase la farine jusqu’à la consistance souhaitée. Le blé supplémentaire à moudre pouvait être ajouté au moulin par une ouverture dans la pierre supérieure. La farine était ensuite passée au tamis pour obtenir de la farine.
Un groupe d’individus qui a pleinement profité de la technologie du moulin à eau au Moyen Âge était les moines cisterciens. Cet ordre monastique a été fondé en l’an 1098, juste après que la roue à aubes ait révolutionné l’Europe occidentale. Au début du XIIe siècle, Saint-Bernard (1090-1153) a pris la tête de l’ordre et a tenté de gagner en liberté sociale en utilisant des moulins à eau pour assurer son indépendance financière. En l’espace de 50 ans, les cisterciens sont à la pointe de l’énergie hydraulique et de la technologie agricole. Les monastères étaient construits sur des canaux artificiels qui traversaient le complexe. Cette source d’eau courante fournissait de l’énergie pour des activités telles que la meunerie, la coupe du bois, la forge des métaux et la fabrication de l’huile d’olive. Elle constituait également une source d’eau douce pour les besoins quotidiens et répondait aux besoins d’évacuation des eaux usées. Les monastères cisterciens étaient de grands exemples de fabriques organisées qui se sont avérées importantes dans le commerce de l’époque.
Les autres sources d’énergie apparues au Moyen Âge sont le moulin à vent et le moulin à marée. Le moulin à vent est apparu avant la fin du douzième siècle. Bien qu’il ne soit pas efficace en raison de sa dépendance à la quantité de vent dominant pour son alimentation, les moulins à vent pouvaient moudre le grain et effectuer d’autres tâches similaires aux moulins à eau. Au fur et à mesure que la technologie a progressé, des moulins à vent plus efficaces ont été développés. Ils ont permis d’utiliser l’énergie dans des régions éloignées des sources d’eau, à condition qu’il y ait une quantité fiable de vent. Le moulin à marée, apparu à peu près à la même époque, tentait d’utiliser la puissance de la marée changeante pour fournir de l’énergie au moulin. Bien que leur utilisation ne semble pas être répandue, le moulin à marée a plus que probablement eu un impact favorable significatif sur les populations locales qui les utilisaient.
Impact
Les moulins à eau ont contribué à changer le mode de vie dans l’Europe médiévale, et ont affecté tous les niveaux de la société, de chaque individu à des pays entiers. Il est certain que les moulins à eau ont eu un impact immédiat et direct sur les personnes qui les exploitaient. Cette influence positive s’est principalement traduite par un gain de temps et d’argent. Les gens pouvaient effectuer une plus grande quantité de travail en moins de temps et à moindre coût grâce à un moulin à eau. Bien qu’il ne soit généralement pas considéré comme faisant partie de la révolution industrielle, le moulin était un précurseur de cette ère. Le prix de la main-d’œuvre humaine étant assez élevé, il était très rentable de confier la majorité du travail à un moulin. Grâce à l’énergie générée par la roue à aubes, une seule personne pouvait désormais effectuer le même travail que plusieurs autres. Il ne semble pas, cependant, que beaucoup de gens aient utilisé cette technologie pour augmenter leur temps libre. Il semble plutôt que cette avancée technologique ait été utilisée pour augmenter considérablement la fabrication de certains biens et matériaux destinés à la vente et au profit.
Le moulin a souvent servi à déplacer l’organisation industrielle et le pouvoir des centres urbains vers des zones plus rurales, plus proches des sources d’eau. Ainsi, les villes sont devenues plus puissantes, souvent au détriment des villes. Un bon exemple de ce phénomène est l’application de la force hydraulique au processus industriel connu sous le nom de foulage. Le foulage était le processus de rétrécissement et d’épaississement des tissus. Avant son utilisation dans les moulins à eau au XIIIe siècle, le foulage était effectué par des personnes qui piétinaient le tissu ou le frappaient avec une batte. Il s’agissait évidemment d’un processus très long et exigeant en main-d’œuvre. Le moulin à foulon permettait d’effectuer ce travail à l’aide de marteaux en bois actionnés par l’eau. Désormais, un seul homme était nécessaire pour s’assurer que le tissu passait correctement dans les machines. Ce procédé a révolutionné l’industrie et initié une réforme. La majorité du travail était maintenant centrée dans les zones rurales plutôt que dans les centres urbains.
L’effet que cette mécanisation a eu sur l’établissement de marchés nationaux ne peut être négligé. Maintenant que les biens étaient produits à un rythme plus rapide, en plus grande quantité et à moindre coût, de nouvelles frontières économiques pouvaient être explorées. De grands marchés nationaux ont été créés pour trouver des débouchés à la disponibilité accrue des marchandises. Les moulins à eau réduisent en grande partie le coût du travail humain en fournissant l’énergie nécessaire pour moudre les céréales et d’autres produits, tanner les peaux, presser les légumes pour en extraire l’huile, scier le bois, forger les métaux, polir les armures, pulvériser la roche, actionner les soufflets des hauts fourneaux et écraser la bouillie pour la bière. Le moulin à eau était la principale source d’énergie avant l’invention de la machine à vapeur. Sa technologie a été constamment améliorée et de nouvelles utilisations ont été trouvées pour l’énergie générée.
Ces avancées technologiques qui ont conduit à l’amélioration du moulin à eau ont finalement été appliquées dans d’autres domaines. Par exemple, le passage de la roue hydraulique horizontale à la verticale a nécessité l’utilisation d’engrenages sur le train d’entraînement pour transférer la puissance. Ce processus mécanisé est devenu assez complexe avec les améliorations successives et ces idées ont ensuite été adaptées à plus petite échelle pour fabriquer des horloges et d’autres dispositifs mécaniques similaires.
Les moulins à eau ont également servi à modifier l’équilibre du pouvoir, tant au niveau local que national. Au niveau local, celui qui exploitait et contrôlait le moulin avait le plus de pouvoir. Avec un moulin en activité, la ville pouvait prospérer grâce à l’augmentation du commerce. L’augmentation de la production de biens intensifiait la demande de matières premières, à laquelle répondaient en grande partie les marchands locaux. Comme les revenus augmentaient, la ville pouvait s’offrir une plus grande protection et était donc plus sûre. Ces mêmes idées pouvaient être appliquées à plus grande échelle, à l’échelle d’un pays. L’utilisation de moulins à eau a permis à des pays comme l’Angleterre d’ouvrir de nouveaux marchés et de tirer un profit considérable de ce commerce. Le moulin à eau a eu une influence significative sur la société médiévale et a laissé sa marque à de nombreux niveaux.
JAMES J. HOFFMANN
Lectures complémentaires
Gies, F., et J. Gies. Cathédrale, forge et roue à aubes : Technologie et invention au Moyen Âge. Londres : HarperTrade, 1995.
Holt, R. The Mills of Medieval England. Londres : Longman, 1988.