Thomas Edison, pionnier de l'électricité

Thomas Alva Edison, né le 11 février 1847 à Milan dans l'Ohio et mort le 18 octobre 1931 à West Orange dans le New Jersey , est un inventeur, un scientifique et un industriel américain. Fondateur de la General Electric, l'une des premières puissances industrielles mondiales, il est un inventeur prolifique (plus de 1 000 brevets) et controversé. Pionnier de l'électricité, diffuseur, vulgarisateur, il est également l'un des inventeurs du cinéma  et de l'enregistrement du son. Il est parfois surnommé « le sorcier de Menlo Park », ville rebaptisée Edison en son honneur en 1954...

Enfance autodidacte
Thomas Alva  Edison est le septième et dernier fils  de Samuel Edison (1804-1896), Canadien d'origine néerlandaise, qui dut fuir le Canada pour avoir participé aux rébellions de 1837-1838  et qui fut tour à tour brocanteur, épicier, agent immobilier, charpentier. Sa mère, Nancy Elliot (1810-1871), ancienne institutrice, était également Canadienne mais d'origine écossaise. Le père de Nancy était un héros de la guerre d'indépendance des États-Unis. Thomas Alva Edison est le cadet d'une famille modeste qui le stimule intellectuellement et politiquement.

En 1854, alors qu'il est âgé de 7 ans, sa famille s'installe à Port Huron dans le Michigan où son père obtient un emploi de charpentier. Son professeur, le révérend Engle, le considère comme un hyperactif stupide car il se montre trop curieux, pose trop de questions et n'apprend pas assez rapidement. Après trois mois de cours, il est renvoyé par son établissement scolaire. Aidé par sa mère qui lui donne des cours à la maison, il complète alors sa formation de base en parfait autodidacte, lisant des grands auteurs comme Charles Dickens ou Shakespeare, et dévorant tous les livres de science que sa mère lui apporte, notamment l'ouvrage de physique expérimentale School of Natural Philosophy de Richard Green Parker. Il fréquente assidûment la bibliothèque de Détroit : « Si mes souvenirs sont exacts, je commençai par le premier livre du rayon du bas pour dévorer ensuite tout le reste, l'un après l'autre. Je n'ai pas lu quelques livres ; j'ai lu la bibliothèque entière  ».

En 1857, âgé de 10 ans, Thomas possède déjà un vrai petit laboratoire de chimie dans le sous-sol de la maison de ses parents pour développer son intelligence et ses capacités, en reproduisant les expériences de School of Natural Philosophy.

En 1859, âgé de 12 ans, Thomas obtient la concession exclusive de vendeur de journaux, boissons, cigares, cigarettes, bonbons, dans le train de la « Grand Trunk Railway » qui fait l'aller-retour quotidien Port Huron-Detroit, en utilisant ses premières économies pour acheter des produits chimiques à la pharmacie locale. Il en profite pour vendre dans les gares des fruits et légumes. Avec l'argent gagné et l'aide de quatre assistants, il s'achète vers 1862 une presse d'imprimerie d'occasion qu'il installe dans un wagon à bagages pour la rédaction et l'impression (durant les trajets) de son propre mini-journal hebdomadaire le Weekly Herald, premier à paraître à bord d'un train, tiré à 400 exemplaires. Le 6 avril 1862, Edison annonce à ses voyageurs lecteurs, grâce à un ami télégraphiste de Détroit, les nouvelles de la bataille de Shiloh. La même année, il s'intéresse également au télégraphe du train, inventé en 1838 par Samuel Morse. Il est autorisé à aménager son laboratoire de chimie dans son wagon à bagages-imprimerie. Il poursuit ses expériences durant les haltes de 5 heures à Détroit. Une embardée du train renverse un flacon de phosphore et provoque un incendie, ce qui lui vaut son renvoi immédiat avec cependant ses premiers 2 000 dollars de gain commercial, fièrement gagnés.

Âgé de 13 ans, il attrape la scarlatine dont il ressort pratiquement sourd, même si Edison forge sa légende en racontant qu'il eut une surdité partielle de l'oreille gauche après qu'un cheminot l'eut empoigné par les oreilles (autre version qu'il donne : l'eut giflé) alors que son laboratoire de chimie prenait feu. Dès lors, ce handicap influence fortement son caractère, comme il l'explique lui-même : « J'étais exclu de cette forme particulière des relations sociales qu'on appelle le bavardage. Et j'en suis fort heureux... Comme ma surdité me dispensait de participer à ces bavardages, j'avais le temps et la possibilité de réfléchir aux problèmes qui me préoccupaient  ». Ce comportement renfermé sur la pensée et la réflexion influence aussi l'orientation de ses recherches. Son désir d'améliorer le sort de l'humanité décuple son avidité pour la lecture, en particulier pour les ouvrages de chimie, d'électricité, de physique et de mécanique. « Ma surdité m'avait appris que presque n'importe quel livre peut être agréable ou instructif  ».

Employé télégraphiste
Toujours en 1862, Thomas sauve héroïquement Jimmie MacKenzie, un enfant de trois ans qui manque se faire écraser par un train, Jimmie étant le fils de J.U. MacKenzie, chef de gare à Port Huron. Pour le remercier, l'officier accepte de lui apprendre l'alphabet morse et l'utilisation de son télégraphe durant deux mois de formation. Cette nouvelle compétence-passion lui permet de trouver un emploi de télégraphiste à Memphis. Son directeur remarque qu'Edison lit ou dort pendant son travail, il lui ordonne d'envoyer toutes les demi-heures un message morse pour attester qu'il travaille. Un jour, ce directeur se présente à la cabine de télégraphie pour constater qu'Edison l'a dupé en automatisant le transmetteur.

En 1869, il tente sa chance à New York, où il trouve une chambre de bonne dans les sous-sols de la chaufferie de la Bourse de New York à Wall Street. Il dort à côté du téléscripteur qui transmet les cours de l'or sur les marchés financiers, et étudie cette machine de près. Il aide un jour le télégraphiste de la Western Union à résoudre une panne importante et se voit proposer une confortable place d'assistant de l'ingénieur en chef de la Western Union de New York, aux appointements de 300 dollars, avec pour mission d'améliorer le téléscripteur de la Bourse de New York. Parallèlement, il étudie à la Cooper Union qui lui permet, grâce à des cours gratuits, d'augmenter ses connaissances en chimie.

Patron d'entreprise
En 1874 avec les 40 000 dollars récoltés de son télégraphe multiplexé, il fonde son entreprise industrielle de « Menlo Park », avec des laboratoires de recherche à Newark dans le New Jersey près de New York. Il est précurseur de la recherche industrielle moderne appliquée, avec deux associés et une équipe de 60 chercheurs salariés (au lieu de chercheurs isolés). Il supervise jusqu'à 40 projets en même temps, et dépose jusqu'à 400 brevets par an  (et au total 1 074). Thomas Edison vit dans son laboratoire et ne dort que quatre heures. Il dit être capable de travailler 48 heures, voire 72 heures d'affilée.

En 1887, Edison s'installe à West Orange dans le New Jersey près de New York, pour multiplier par neuf la taille de ses laboratoires de recherche, sur un immense complexe industriel comportant 14 bâtiments, dont 6 consacrés à la recherche et au développement, une usine de fabrique d'ampoules, une centrale de production électrique, une bibliothèque et plus de 5 000 employés sur le site.

Son entreprise deviendra en 1889 l'Edison General Electric Company », puis la General Electric en 1892 qui deviendra l’une des plus grandes entreprises mondiale.

Inventions

Phonographe 

Le Français Édouard-Léon Scott de Martinville avait déjà enregistré des sons sur papier en 1857, inventant ainsi la phonautographie, enregistrement visuel sans possibilité de reproduction. En avril 1877, un autre inventeur français, Charles Cros, adresse à l'Académie des sciences, un mémoire décrivant le principe d'un appareil de reproduction des sons, qu'il nomme paléophone, et réussit un enregistrement, mais bute à son tour sur le problème de la reproduction de ces sons, visiblement enregistrés mais que l'on ne peut écouter. Les deux chercheurs n'ont pas trouvé le moyen adéquat pour résoudre ce problème, il leur manque ce qui ferait d'eux les inventeurs de l'enregistrement sonore ; ils n'en sont que les précurseurs.

Au même moment, alors que Charles Cros et Thomas Edison ne sont pas au courant de leurs recherches respectives, l'Américain achève la mise au point de son phonographe, capable non seulement d'enregistrer mais aussi de restituer toute forme de sons dont la voix humaine. Les premiers phonographes sont munis d'un cylindre phonographiqued'acier en rotation, couvert d'une feuille d'étain, et la gravure est effectuée par une aiguille d'acier transformant les sons reçus en vibrations verticales qui tracent un sillon continu, le porte-aiguille se déplaçant horizontalement le long du cylindre.

L'enregistrement, limité au début à une ou deux minutes, est lu par la même aiguille dont les vibrations sur un diaphragme mince sont amplifiées par un cornet acoustique. Le cylindre est remplacé plus tard par une galette de cire durcie après enregistrement. Mais en 1889, lors de ses essais de prises de vues photographiques animées, Edison installera côte à côte, sur le même cylindre tournant, un graveur de sons et un appareil de prise de vues sur une feuille de papier enduite de bromure d'argent. Il pensera ainsi — à tort — avoir trouvé la solution des prises de vues animées sonores (sans désynchronisation). Les versions suivantes du phonographe sont à la base de l'Industrie de la musiqueenregistrée.

Kinétographe et kinétoscope

Dès 1888, Edison se consacre également à la recherche sur l'image photographique animée, dont les aboutissements ultimes seront en 1891 les premiers « films » Edison et en 1895 les premières projections de « vues photographiques animées » des frères Lumière, en passant par les premières projections sur grand écran des dessins animés qu'Émile Reynaud a inventés en 1892 et qu'il a nommés pantomimes lumineuses.

Avec son ingénieur électricien William Kennedy Laurie Dickson, Thomas Edison travaille d'abord sur un modèle de caméra qui utilise un cylindre tournant, selon une technique bien rodée avec le phonographe, directement enduit de bromure d’argent, enfermé dans une boîte. Un objectif se déplace sur une vis sans fin, recevant la lumière du sujet visé et la dirigeant sur le cylindre en rotation. Un obturateur à pales provoque l’enregistrement espacé des instantanés selon le procédé du stroboscope. Le cylindre est ensuite plongé dans les bains de traitement successifs et en ressort sous forme de négatif aux valeurs inversées : noir pour blanc, blanc pour noir. Pour obtenir un rétablissement de ces valeurs et permettre la manipulation des clichés, une feuille de papier photosensible est enroulée autour du cylindre que l’on éclaire de l’intérieur. Selon la technique du tirage contact, les différents photogrammes sont ainsi reportés sur cette feuille qui peut ensuite être découpée. Ses essais sont visibles à l’œil nu, image par image, mais comme les essais à la même époque de Louis Aimé Augustin Le Prince, le procédé sur papier ne permet pas de visionner les images photographiques en mouvement, le support étant opaque et fragile. Dickson tourne ainsi trois essais : Monkeyshines, No. 1, No. 2 et No. 3. « Des silhouettes blanches s'agitent sur un fond noir et sont généralement aussi inhumaines que des pantins. On peut les comparer à des ombres chinoises en négatif. », écrit l'historien du cinéma Georges Sadoul.

En 1889, Edison se procure le film souple en celluloïd (nitrate de cellulose), inventé par John Carbutt, et commercialisé par l'industriel George Eastman sous la forme de rouleaux de 70 mm de large, sans perforations. Avec Dickson, il découpe le film en trois rouleaux de 19 mm de large qu'il dote d'une seule rangée de perforations rectangulaires arrondies, dont il dépose plusieurs brevets internationaux.

Selon les directives et croquis d'Edison, Laurie Dickson et son aide, William Heise, développent un nouveau modèle de caméra, le kinétographe, dont il dépose de nombreux brevets internationaux. C'est la première caméra de l'histoire, munie d'une seule optique, et entraînée par un moteur électrique. On la charge avec un bobineau de pellicule 19 mm à défilement horizontal d'environ 17 mètres de longueur, dont le passage se fait dans l'appareil en moins d'une minute. L'unique rangée de perforations est située en bas des photogrammes, à raison de six perforations par image. Les photogrammes sont circulaires, dernier rappel des jouets optiques, et ont un diamètre d’environ 12 mm. Les premiers essais sont ensuite visionnés sur le kinétoscope, une machine de visionnement individuel, développée par Dickson, dont Edison dépose un brevet valable seulement aux États-Unis, la machine lui paraissant n'être qu'un premier pas vers une autre invention qui en découlerait, alliant à l'image un son enregistré, un projet qui lui tient particulièrement à cœur. Il rêve en effet de coupler au phonographe une machine qui permettrait d’enregistrer l’image d’un chanteur ou d’un orchestre interprétant une chanson ou un air d’opéra. Son rêve va dans le sens d'un besoin général à la fin du XIX siècle de transporter la voix et l'image : il existe des salles de téléphonie, les parlors (parloirs) dans le monde anglo-saxon, où l'on diffuse, avant que la T.S.F. n'existe, des journaux parlés mais aussi des opéras en direct hors-salle au moyen de « téléphones » à cornet non électriques, des systèmes à tubes, identiques aux systèmes de communication embarqués entre ponts sur les navires. « On pourrait ainsi assister à un concert du Metropolitan Opera cinquante ans plus tard alors que tous les interprètes auraient disparu depuis longtemps. »

En 1891, Edison organise devant un public exclusivement féminin, des militantes de la Federation of Women’s Clubs le visionnement de l'un des essais, Le Salut de Dickson (Dickson Greeting). Cet essai dure moins de dix secondes mais comme il est disposé en boucle dans la machine, il peut être vu et revu indéfiniment. L'accueil de ce premier public du cinéma, qui consacre Le salut de Dickson comme premier film du cinéma présenté au public, est enthousiaste, ainsi que les éloges de la presse. C'est Edison qui a l'idée d'adopter le mot anglais film pour désigner les bobineaux impressionnés. Mais l'industriel et ses employés ne sont pas entièrement satisfaits de ces essais, l'image est jugée trop petite et manque de définition au visionnement, surtout quand le cadre est large. Ils décident alors de découper la bande Eastman de 70 mm par son milieu, créant deux galettes au format 35 mm de large, qu'ils font défiler cette fois verticalement dans la caméra en la munissant d'une seule rangée de quatre perforations rectangulaires sur l'un des bords. Encore une fois, le résultat est décevant par manque de stabilité. La dotation d'une seconde rangée de perforations est décidée : l'entraînement est alors parfait, chaque photogramme est encadré de huit perforations, quatre de chaque côté. Ce format, à quelques aménagements de détail près, est celui qui existe encore aujourd'hui. « Edison fit accomplir au cinéma une étape décisive, en créant le film moderne de 35 mm, à quatre paires de perforations par image. »

Premier studio de cinéma

En 1893, Edison fait construire par William K.L. Dickson le premier studio de cinéma, la « Black Maria », et fait enregistrer en quelques années plusieurs dizaines de films grâce au kinétographe. Il équipe les « Kinetoscope Parlors » (les premières salles de cinéma, à visionnement individuel, après le sous-sol du musée Grévin qui accueille dès 1892 les pantomimes lumineuses dessinées sur pellicule mais projetées sur grand écran par Émile Reynaud). Si Edison a pris soin de protéger le kinétographe par de nombreux brevets internationaux, paradoxalement son kinétoscope est protégé sur le seul territoire des États-Unis. Il est aussitôt l'objet de nombreuses contrefaçons dans le monde entier. « À ce moment-là, il était bien entendu déjà trop tard pour protéger mes intérêts. », écrit Edison dans ses mémoires.

Dickson entre en conflit avec son employeur. Il estime que les kinétoscopes, dont il est pourtant le principal inventeur, ne sont qu'une première étape vers ce qu'il pense être l'aboutissement des recherches : un appareil permettant la projection sur un écran, ce qui ne pose aucun problème technique insurmontable à partir du moment où le principal, l'avancée intermittente de la pellicule, a été obtenu dès la conception du kinétographe. Mais Edison s'oppose fermement à cette idée. Ce qu'il a toujours voulu, c'est coupler le son et l'image, il ne croit pas à l'exploitation des films devant un public assemblé. Cela se résumerait, selon lui, à « tuer la poule aux œufs d'or », l'exploitation des films avec le kinétoscope est alors florissante. La brouille entre les deux hommes est inévitable, Dickson organise son départ et entre secrètement au service de Woodville Latham dont le rêve est justement d'arriver à projeter les films Edison sur grand écran. Latham se présente d'abord à Edison comme un simple client désireux d'acheter les productions filmées de l'Edison Manufacturing Company.

En 1894, une démonstration commerciale du kinétoscope est organisée à Paris, à laquelle assiste Antoine Lumière, le peintre dont les fils, Auguste et Louis, seront célébrés par la postérité sous le nom des frères Lumière et selon certains auteurs crédités seuls de l'invention du cinéma. La recherche aboutit en 1895 à la conception du cinématographe Lumière, une machine plus aboutie que le couple kinétographe/kinétoscope et que le Théâtre optique d'Émile Reynaud, ce qui lui assure un succès mondial éclipsant les procédés de ses prédécesseurs partout dans le monde. Edison est alors bien forcé de reconnaître son erreur et, pour rattraper le temps perdu, se contente d'acheter à un autre inventeur le brevet d'un appareil de projection qu'il présente en 1896 au public américain comme « la dernière merveille », le Vitascope. Pour l'Histoire, Latham et ses fils, aidés par Dickson, l'avait précédé à New York, dès avril 1895, en projetant leurs films sur grand écran avant même les séances des frères Lumière, mais leur expérience n'eut pas le retentissement espéré, le procédé utilisé présentant des défauts. C'est en définitive le cinématographe qui allait assurer le succès des projections de vues photographiques animées. 

En 1896, Georges Méliès, entre autres cinéastes, reprend le dessin des perforations rectangulaires du film 35 mm mises au point par Edison et Dickson, et qui, elles, font l'objet de brevets internationaux. En 1902, lorsque Méliès investit aux États-Unis en faisant ouvrir un bureau par son frère, Thomas Edison fait saisir par la justice américaine la moitié des copies du film Le Voyage dans la Lune, adapté du célèbre roman de Jules Verne, De la Terre à la Lune. Edison pensait se rembourser ainsi le « manque à gagner par contrefaçon » du kinétoscope et des perforations Edison, sur le seul Georges Méliès, dont la tentative d'implantation aux États-Unis échoua. Pourtant ce n'est pas ce qui explique sa faillite 21 ans plus tard, en 1923, date à laquelle sa société, la Star Film, dépose son bilan. Pour certains auteurs, Thomas Edison est accusé d'être à l'origine de la déconfiture de Georges Méliès, mais en vérité, cette accusation ne repose sur aucune source. En effet, Méliès et Edison avaient conclu un accord qui mit fin à leur querelle.

Centrale et chaise électrique

Le 4 septembre 1882, l'Edison Electric Light Company fonde la première centrale électrique à charbon du monde, la Pearl Street Station, à base de 6 dynamos Jumbo, pour produire du courant continu dans le quartier de Wall Street à Manhattan, d'une capacité de 1 200 lampes pour éclairer 85 maisons, bureaux ou boutiques. Moins d'un an plus tard, d'autres centrales toujours plus puissantes éclairent plus de 430 immeubles new-yorkais avec plus de 10 000 ampoules. C'est ensuite le tour de Londres.

En 1884, Edison, fervent partisan du courant continu, se sépare de son employé Nikola Tesla, un des pionniers du courant alternatif qui peut être acheminé sur de plus longues distances que le courant continu, grâce à l'utilisation de transformateurs électriques. Les deux hommes ne peuvent s'entendre. Edison use de ses relations afin de discréditer Tesla aux yeux de l'opinion publique, ce dernier se mettant alors au service de George Westinghouse qui persuade les industriels de s'équiper en courant alternatif. Edison tente une campagne de lobbying en faisant des démonstrations publiques d'électrocution de différents animaux, pour prouver le danger du courant alternatif. Ces démonstrations conduisent à l'invention de la chaise électrique et l'adoption progressive de l'électrocution comme moyen d'exécuter les condamnés à mort. Edison embauche à cet effet Harold P. Brown qui achète un générateur alternatif pour électrocuter William Kemmler. Malgré les recours juridiques de George Westinghouse, l'exécution a bien lieu mais Edison ne parvient cependant pas à imposer le mot « westinghousé » au lieu d'« électrocuté » dans le langage public.

Dernières années
Lors de la Première Guerre mondiale, Edison conçoit et fait fonctionner des usines chimiques et il est nommé président du comité consultatif de la marine américaine.

En 1930, âgé de 83 ans, il mène encore des tests sur 17 000 plantes pour produire de la gomme synthétique. La même année, il dépose son dernier brevet.

En 1931, à l'âge de 84 ans, alors qu'il poursuit inlassablement ses travaux, il meurt sur son site de West Orange.

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