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    Plan

    Plan détaillé Texte intégral Les contraintes d’organisation générale d’un nouvel espace productif Une forme d’organisation caractéristique : les premières générations françaises de forge à l’anglaise Les effets de la croissance : les inflexions de la pratique française au milieu du siècle dernier Notes de bas de page Auteur

    D’eau et de feu : forges et énergie hydraulique

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    Table des matières

    La rationalisation de l’espace de travail à l’ère de la première industrialisation : le cas des forges à la houille dites forges à l’anglaise

    Serge Benoit

    p. 229-255

    Note de l’auteur

    Intervention au Centre Pierre-Naville, Évry, 13 juin 2000.

    Texte intégral Les contraintes d’organisation générale d’un nouvel espace productif Les principales composantes de l’équipement productif des forges à l’anglaise Le cycle des opérations dans le procédé d’affinage à l’anglaise Les principales caractéristiques des appareils de traitement thermique dans les forges à l’anglaise : les fours à réverbère à la houille Les nouveaux équipements de formage mécanique Les filiations techniques d’une configuration usinière Les relations fonctionnelles élémentaires des équipements d’une forge à l’anglaise Une nouvelle proportionnalité des moyens de production De nouvelles exigences énergétiques Les logiques d’implantation successives et leurs implications sur l’organisation de l’espace usinier Une forme d’organisation caractéristique : les premières générations françaises de forge à l’anglaise La distribution intérieure de l’atelier principal : un schéma à centralisation de la force motrice Les facteurs d’un nouveau mode de distribution de l’énergie mécanique Une répartition caractéristique des équipements à travers l’atelier Les conséquences architecturales d’un schéma fonctionnel : d’un effet à un parti pris de symétrie Forges britanniques et du continent : un saisissant air de parenté Les effets de la croissance : les inflexions de la pratique française au milieu du siècle dernier Les réponses techniques à l’expansion : le développement et la diversification des moyens de production De nouvelles distributions d’énergie, de fluide et de produits intermédiaires La révolution de la machine à vapeur à recyclage des gaz Les nouvelles distributions de l’énergie mécanique L’extension et la diversification des moyens de manutention et de circulation des matières premières et produits intermédiaires Les répercussions de l’évolution technique et économique : de nouvelles tendances dans l’agencement général des ateliers Le retour à une pluralité de moteurs primaires La recherche de la disposition optimale des équipements Notes de bas de page Auteur

    Texte intégral

    1Dans l’évolution historique de la sidérurgie fondée par le procédé indirect en deux étapes – encore appelé filière fonte – l’attention a souvent davantage été portée sur le haut fourneau correspondant à la première étape (réduction du minerai de fer en fonte) qu’à l’atelier, forge ou aciérie selon la nature du produit obtenu, assurant la seconde (conversion, ou affinage, de la fonte en fer ou en acier).

    2Le haut fourneau est un bâtiment-machine, dont le principe n’a pas changé depuis son apparition en Europe à la fin du Moyen Âge, mais dont la structure et les équipements mécaniques se sont profondément renouvelés au cours du temps en accord avec les systèmes techniques successifs au sens de Bertrand Gille. À la deuxième phase de la filière fonte, en revanche, les changements de système technique se sont traduits à chaque fois, lors même que le changement n’a pas porté sur la nature du produit lui-même, par une innovation de procédé donnant lieu à une transformation complète de l’atelier.

    3Lors de la première industrialisation, caractérisée au premier chef en sidérurgie par la substitution du combustible minéral au combustible végétal, le passage pour la fonte, du haut fourneau au bois à celui au coke a eu pour pendant, à l’affinage, celui de la forge au bois à la forge à la houille. Ce dernier atelier a pris sa forme la plus aboutie, comportant l’emploi conjoint de fours à réverbère et de laminoirs, sous la désignation de forge à l’anglaise, suivant la terminologie adoptée par les ingénieurs du début du xixe siècle qui désignait les différents procédés employés pour l’affinage par référence à leur région ou pays d’origine. C’est seulement lorsqu’un atelier réunit ces deux types d’équipements productifs principaux qu’il peut recevoir cette dénomination de forge à l’anglaise, dans la mesure où il existe aussi des forges employant la houille comme combustible sans être dotées pour autant de laminoirs.

    4Avec la filature du coton mécanisée, la minoterie dite à l’anglaise ou à l’américaine et la papeterie mécanique à machine continue, la forge à l’anglaise constitue l’un des archétypes de l’usine au sens moderne que ce terme a pris depuis la première industrialisation, comme espace de production conjuguant réunion et intégration de nombreuses étapes d’un cycle productif, mécanisation et division du travail parmi une main-d’œuvre nombreuse. Produisant l’un des matériaux de base cruciaux du premier système technique industriel, la forge à l’anglaise a, par sa productivité et ses capacités de production très supérieures à la forge au bois jointes à des coûts très abaissés, permis une large diffusion du fer dans la civilisation matérielle du premier âge industriel. Ce type d’atelier a décisivement contribué à faire durablement de la sidérurgie l’industrie industrialisante, entièrement nouvelle celle-là, la construction mécanique fournissant les machines à l’industrie manufacturière comme les équipements des transports lourds (chemins de fer et bateaux). La forge à l’anglaise permet de saisir pleinement la rupture entre les exigences propres du système productif de la première industrialisation, et celle de la proto-industrialisation.

    5Dans cette problématique, la sidérurgie – et particulièrement la forge à l’anglaise – présente l’intérêt privilégié de permettre de faire ressortir les implications spécifiques de la première industrialisation. Il ne s’agit pas ici, en effet, comme dans le cas si souvent cité de la filature, du passage du travail manuel au travail mécanique, mais de celui d’une production qui était déjà la plus mécanisée des proto-industries à une forme plus avancée de celle-ci, donc d’un changement de paradigme dans la mécanisation elle-même. Une forge au bois de type standard au xviiie siècle ne comprenait que 2 ou 3 équipements principaux (un ou deux foyers avec leur soufflerie hydraulique et un marteau hydraulique), pour une production annuelle de 300 tonnes de fer au plus, servis par une dizaine de forgerons selon une division du travail entre chauffeurs et marteleurs. La forge à l’anglaise, dès le début, réunit un ensemble complexe et coordonné de fours et d’équipements mécaniques, capable de produire d’emblée dix fois plus, de 3 000 à 5 000 tonnes de fer par an, en même temps que toute une gamme inédite de produits différenciés, en mobilisant une main-d’œuvre d’une centaine et bientôt de plusieurs centaines d’ouvriers caractérisés par un large éventail de qualifications, qui ne forme pas l’objet propre de cette contribution.

    6Celle-ci se propose de montrer la logique de rationalisation de l’espace productif qui a été appliquée à ce type d’usine par ses constructeurs – ceux que l’on appelait à l’époque ingénieurs civils et qui étaient autant d’architectes industriels. Elle se place durant la période de diffusion et d’apogée de la sidérurgie à l’anglaise, en France entre 1815 et 1870, avant que l’essor de la production industrielle de l’acier, ouverte par la mise au point de la cornue Bessemer et du four Martin-Siemens, n’ait commencé à rendre obsolescente une telle usine à travers le produit qui en sortirait, le fer.

    Les contraintes d’organisation générale d’un nouvel espace productif

    Les principales composantes de l’équipement productif des forges à l’anglaise

    7Telle qu’elle s’est cristallisée à partir des brevets d’Henry Cort déposés outre-Manche entre 1782 et 1785, la structure technique bientôt désignée en France sous le terme générique de forge à l’anglaise1 se définit par la réunion et l’articulation de plusieurs composantes indispensables et caractéristiques. Ces éléments peuvent sans doute être utilisés séparément, mais c’est seulement leur emploi simultané et coordonné sur un même site qui engendre une organisation et un procès de travail spécifiques.

    8En d’autres termes, les innovations de procédé apparues à ce moment ont suscité une nouvelle structure technique et spatiale de travail dans laquelle les deux catégories d’opérations intervenant dans la fabrication du fer, traitements thermiques d’un côté et mécaniques de l’autre, étaient assurées d’une part par la complète substitution de la houille au combustible végétal et l’emploi de nouveaux équipements spécifiques.

    Le cycle des opérations dans le procédé d’affinage à l’anglaise

    9Rappelons brièvement la nouvelle chaîne opératoire, pour l’obtention du produit de base, le fer brut propre à sa commercialisation, toujours appelé fer marchand, sous la forme de barres :

    1. Affinage proprement dit de la fonte, c’est-à-dire décarburation pour la transformer en fer ductile (à moins de 0,1-0,2 % de carbone), par refusion dans un four à réverbère à la houille dit à puddler, en raison du brassage de la fonte liquéfiée auquel se livrait l’ouvrier qui la réunissait en boules ou lopins.
    2. Cinglage des lopins, pour en expulser les scories, sous un marteau spécial dit cingleur, ou sous une presse.
    3. Ébauchage des lopins par passage entre les cylindres d’un premier train de laminoir, dit ébaucheur.
    4. Découpage, à la cisaille, ou à la scie, des barreaux de fer ébauché.
    5. Assemblage de plusieurs morceaux de fer sectionné en paquets.
    6. Réchauffage des paquets dans d’autres fours, dits à réchauffer, pour en assurer le soudage ou corroyage.
    7. Passage de ceux-ci dans un second train de laminoir dit finisseur.

    10Moyennant l’emploi de fours légèrement différents de ceux dit à réchauffer (fours à bidons, fours à tôle) et de laminoirs présentant des cannelures appropriées, les opérations de finissage permettaient d’obtenir, au lieu simplement du fer marchand, une gamme sans cesse plus variée de produits métallurgiques, suivant la dichotomie toujours actuelle des produits dits les uns longs et les autres plats, tels que profilés, rails, poutrelles, tôles, etc. En France, toutefois, ces fabrications à la charnière de la métallurgie primaire et de la première transformation ne furent développées qu’à partir des années 1840, en sorte que l’on peut considérer que les premières générations de forges à l’anglaise édifiées en France eurent pour principale destination la fabrication du fer marchand, les productions de tôle, par exemple, étant assurées suivant le système d’affinage mixte dit comtois modifié conservant le charbon de bois comme combustible, mais adoptant déjà le laminoir pour l’étirage ; la production de rails, de même, ne s’introduisit sur une large échelle que lorsque le programme national d’équipement ferroviaire entra en application, c’est-à-dire à partir du vote de la loi de 1842. Dans la foulée, la production de poutrelles pour le bâtiment et les travaux publics se développa comme une retombée de celle des rails à titre de fabrication complémentaire.

    11Avant de rappeler ici les principales caractéristiques des différents équipements, fours, laminoirs et autres appareils mécaniques, d’une forge à l’anglaise, nous renvoyons, pour plus de détails sur ceux-ci aux rubriques correspondantes des deux principales encyclopédies classiques d’histoire des techniques de Maurice Daumas en langue française et de Charles Singer en langue anglaise. De même, en ce qui concerne le procès technique de travail dans ce type d’atelier, nous invitons le lecteur à se reporter aux documents reposant sur des témoignages oculaires directs – grâce à la survivance totale ou partielle, durant la première moitié du xxe siècle, des procédés concernés, fournis, l’un, sur un mode littéraire –, mais néanmoins de toute première main, par Robert Delavignette à propos de la Forge Marmont à Sainte-Colombe-sur-Seine (Côte-d’Or) avant 19142, et l’autre par Maurice Verry dans le cas de la Pointe de Givet dans les Ardennes, suivant une approche relevant d’une sociologie et d’une ethnographie du travail d’inspiration friedmannienne3. Outre divers articles de Bertrand Gille dans la Revue d’Histoire de la Sidérurgie, l’analyse historique la plus complète actuellement disponible se trouve dans l’ouvrage désormais classique de Guy Thuillier, Aspects de l’économie nivernaise au xixe siècle, même si le cas de Fourchambault est loin d’épuiser le sujet. Il convient, enfin, de rappeler qu’il est possible, depuis 1988, d’assister en Grande-Bretagne, à des démonstrations publiques du travail selon des procédés hérités directement de ceux des forges à l’anglaise – au stade de réchauffage tout au moins – à l’atelier reconstitué sur le site de Blist Hills, dans le cadre de l’Iron-bridge Gorge Museum, Shropshire.

    12Il y a davantage lieu de souligner ici l’industrialisation caractérisant la réalisation de ces différents équipements. Qu’il s’agisse de la construction des fours, exécutés en briques réfractaires, d’autant plus qu’elle devait être faite à des intervalles très rapprochés – tous les quinze jours en moyenne initialement. Ou de celle des matériels mécaniques, tous réalisés en fonte ou en fer, et qui, là encore, avait été rendue possible par les avancées contemporaines de la fonderie en seconde fusion et de la construction mécanique en Grande-Bretagne, sur le plan du tournage des métaux, parallèlement à l’alésage des cylindres pour les souffleries et les machines à vapeur. Aussi bien des briqueteries et des ateliers de moulage et d’ajustage furent-ils d’emblée adjoints aux forges à l’anglaise, devenus par excellence l’usine capable de produire elle-même ses propres moyens de production.

    Les principales caractéristiques des appareils de traitement thermique dans les forges à l’anglaise : les fours à réverbère à la houille

    13Il s’agissait de fours disposés horizontalement, par opposition aux feux d’affinerie et de chaufferie classiques au charbon de bois à développement vertical. Contrairement à ces feux traditionnels usités depuis les origines de la sidérurgie indirecte où le métal en élaboration restait constamment au contact du combustible, le principe fondamental ayant permis l’emploi de la houille à cette étape de la fabrication du fer a résidé dans la dissociation de l’aire de combustion de la houille, dite grille, et de celle de travail du métal, appelée sole, grâce à l’emploi d’une voûte réverbérant vers la seconde, tout en la concentrant très puissamment, la chaleur dégagée par la première. La seconde différence morphologique majeure entre les anciens et les nouveaux fours consistait dans la fermeture des nouveaux, constitués intégralement d’une maçonnerie en briques réfractaires maintenues par une armature métallique, formant une véritable enceinte thermique, en vue d’éviter le maximum de pertes de chaleur, à la différence des précédents qui étaient le plus largement ouverts sur trois de leurs quatre faces. Fours à puddler et à réchauffer, ainsi que les types dérivés (ainsi les fours à bidons et les fours à souder employés pour la tôlerie) comportaient un nombre très limité d’ouvertures, dites portes, constituées de plaques mobiles dans des glissières verticales que l’on relevait ou abaissait à l’aide d’une chaîne agissant sur un balancier. Les portes donnant accès à la grille étaient fermées pendant que celles situées au droit de la sole, dans la partie du four appelée laboratoire, étaient ouvertes et inversement. La disposition horizontale de ces fours permettait de placer, le cas échéant, deux soles l’une à la suite de l’autre, de manière à accroître encore la productivité. À la différence des feux classiques, tous dotés d’une activation mécanique, ces nouveaux fours à réverbère furent, au moins durant une longue première phase, des foyers à tirage naturel, par la simple puissance d’expansion des gaz de combustion qu’ils dégageaient. La voûte surmontant la ou les soles conduisait ceux-ci vers l’extrémité du four opposée à la grille, dans une cheminée verticale, de section carrée, entièrement construite elle aussi en briques réfractaires. L’orifice supérieur en était obturé ou ouvert au moyen d’une trappe – ou registre – métallique actionnée là encore par une chaîne à balancier.

    14Au-delà de cette configuration d’ensemble commune, les fours correspondant aux différentes opérations de l’affinage et de l’étirage différaient principalement les uns des autres par leurs dimensions générales et la morphologie de leurs voûtes internes. Celle des fours à puddler comportait une ondulation, donnant lieu à un étranglement à l’entrée et à la sortie de la sole, correspondant par conséquent à une accélération de la vitesse des gaz et une augmentation de leur température (en assimilant partiellement leur écoulement à un régime dit adiabatique, sans échange de chaleur avec le milieu extérieur). Le réverbère des autres fours était au contraire simplement formé d’une voûte s’abaissant constamment de la grille jusqu’à l’extrémité de la sole ; il ne s’agissait pas ici, en effet, d’atteindre des températures aussi élevées que dans le four à puddler, puisque l’on restait en deçà du point de refusion de la fonte.

    Les nouveaux équipements de formage mécanique

    15Comme dans tout processus d’affinage d’un métal, le second ensemble d’équipements indissociable du premier était constitué par les appareils de traitement mécanique, dits de compression et d’étirage.

    16Ceux-ci étaient constitués, on le sait, dans la structure technique de la sidérurgie classique au bois, par les seuls marteaux hydrauliques au stade de la fabrication du fer proprement dite, et par les martinets et les trains de fenderie à celui de la semi-élaboration, c’est-à-dire de la première transformation dans la terminologie actuelle des métallurgistes.

    17L’on a assisté ici, avec le corps des procédés anglais, à la fois à une diversification des matériels en fonction des différentes opérations, en même temps qu’une unification d’une partie des fonctions par l’emploi d’un appareil universel, avec l’adoption du laminoir. Tout comme la construction des nouveaux fours a fait appel à de nouveaux matériaux – les briques réfractaires – produits d’autant plus caractéristiques de l’industrialisation que ces fours devaient être entièrement refaits à des intervalles initialement réduits à deux semaines, la réalisation de ces équipements a été – dialectiquement – liée à l’apparition de la nouvelle sidérurgie, puisqu’elle devait nécessairement faire appel à la fonte et au fer, et constitue l’un des aspects initiaux de l’émergence d’un nouveau secteur industriel à part entière, à la fois produit et condition de l’industrialisation, celui de la construction mécanique lourde.

    18Tout laminoir comprenait au moins deux équipages de cylindres disposés en série, l’un à la suite de l’autre, dits le premier dégrossisseur et le second finisseur. La vitesse de rotation des cylindres était d’autant plus élevée que la pièce à obtenir était plus mince, et la force motrice requise d’autant plus importante que le produit intermédiaire à laminer était plus épais. Le nouvel appareil révéla des aptitudes universelles, en ce sens déjà qu’il remplaçait à la fois les anciens marteaux pour l’étirage des fers massiaux en barres, les fenderies pour l’obtention des fers spéciaux, et les martinets pour le façonnage des pièces de tôlerie et de taillanderie. Mais en même temps, il ouvrait plus encore la possibilité de développer une gamme indéfinie de nouveaux produits métallurgiques suivant la dualité vite apparue des produits longs et des produits plats, appelés à devenir les matériaux métalliques de base de la civilisation industrielle : rails, poutrelles, tôles, blindages, etc. En complément de ces appareillages de base constitués par les marteaux cingleurs et les laminoirs, le service des forges à l’anglaise suscita bientôt la mise au point d’outils mécaniques de sectionnement, de cisailles et de scies, de type circulaire et non plus de lames verticales alternatives comme les traditionnelles scies à bois.

    Les filiations techniques d’une configuration usinière

    19Il convient, en outre, d’insister sur les filiations techniques dans lesquelles se sont inscrits les procédés d’affinage à l’anglaise. Les fours à puddler et à réchauffer, génétiquement et généalogiquement, représentent l’aboutissement de tout un courant de recherches qui s’était développé au long du xviiie siècle sur les types de foyers dits à réverbère, et qui semble avoir abouti peu de temps auparavant pour l’élaboration des métaux non ferreux (comme en témoignent les fours à réverbère à la houille, d’inspiration britannique, mis en service à la fonderie de cuivre de Romilly-sur-Andelle créée en 1782).

    20Les appareils de traitement mécanique représentent eux aussi, au départ, à certains égards, une dérivation, ou une extension, de techniques antérieures. Ainsi, le cinglage des lopins sortis du four à puddler, précédemment opéré par le premier passage sous le marteau hydraulique, fut-il effectué, dans une première étape, à l’aide de marteaux d’un type modifié, soulevé par l’avant, dit frontal, à ordon en fonte, et doté de têtes bien plus lourdes, pesant de 3 à 5 tonnes, l’instrument le plus révolutionnaire quant à ses capacités de production quantitatives et qualitatives – le laminoir – fondé sur le passage des barres de fer entre deux cylindres cannelés tournant en sens inverse, a mis en œuvre un principe qui avait depuis longtemps reçu une application partielle dans les espatards des anciens trains de fenderie, et plus complète dans les laminoirs à métaux non ferreux, bien plus aisément malléables, tels que cuivre, zinc, plomb ou laiton. Sa mise au point pour le traitement du fer, au tournant des années 1780, avait là encore été rendue possible par les avancées contemporaines de la construction mécanique en Grande-Bretagne, sur le plan du tournage des métaux, parallèlement à l’alésage des cylindres pour les souffleries et les machines à vapeur.

    21Il n’est pas indifférent, non plus, de souligner ici que la dualité d’opérations, fondamentale dans l’affinage à l’anglaise, entre le puddlage et le dégrossissage au laminoir ébaucheur d’un côté, et le réchauffage et le passage sous le laminoir finisseur de l’autre, s’inscrivait en réalité dans la continuité de l’ancien procédé wallon à deux foyers distincts qui resta seul connu et employé outre-Manche à l’ère proto-industrielle. Dans le débat ouvert depuis la première moitié du xviiie siècle parmi les maîtres de forges français sur les avantages comparés des méthodes respectivement qualifiées alors de française et allemande, et au siècle suivant de wallonne et comtoise, les industriels de l’Est et du Centre-Est, furent avant tout sensibles à l’appréciable économie de combustible végétal apporté par la seconde ; ils avaient eu tendance, en revanche, à perdre de vue la meilleure productivité de la première, en termes quantitatifs de produit obtenu, due à une plus grande linéarité dans la marche des opérations. Or, ce fut par l’introduction du combustible minéral dans les foyers de chaufferie de type classique, où la mise au contact de la houille crue avec du fer déjà affiné ne soulevait pas de problème majeur, que s’amorça, dans le pays de Liège, à l’époque révolutionnaire et impériale, une première et utile transition vers les nouveaux procédés4. Cette évolution autonome de l’aire wallonne, favorisée par une très ancienne tradition d’extraction houillère et une offre locale de charbon à particulièrement bon marché, doit d’autant plus être soulignée pour notre propos qu’indépendamment des développements intervenus en Grande-Bretagne, les techniciens liégeois acquirent, durant la même période, la maîtrise du laminage du fer pour la fabrication de la tôle, mais sans encore appliquer à l’affinage proprement dit ni ce procédé d’étirage ni l’usage de la houille. Ce fut cette technique qui, par une naturelle contiguïté jointe à de très anciennes solidarités économiques et humaines, s’implanta en premier en France dans l’aire ardennaise. Immédiatement après 1815, elle s’acclimata dans la région comtoise, sous la forme dite de la méthode comtoise modifiée, où l’introduction du laminage pour la fabrication de la tôle s’accompagna du maintien des foyers de chaufferie au bois et des marteaux classiques légèrement remaniés pour l’affinage, en raison du coût prohibitif auquel se maintint le combustible minéral dans cette partie de la France jusqu’à un moment très avancé dans le siècle. Une dizaine d’années plus tard, en 1826, une troisième formule de transition vit le jour aux confins de la Bourgogne du Nord châtillonnaise et de la Champagne du Sud haut-marnaise, sous le nom de procédé champenois, qui connut de fait sa plus grande fortune dans cette dernière région, et valorisait au contraire un accès plus aisé à la houille sarroise acheminée économiquement par la Marne. Fondée sur l’adoption des fours à puddler pour l’affinage proprement dit, l’adaptation au travail à la houille des anciens feux de chaufferie et le maintien des marteaux peu modifiés pour le cinglage et l’étirage, elle était censée donner une nouvelle rentabilité aux ateliers d’affinage d’ancienne origine, en les libérant de la contrainte de coût du combustible végétal, sans donner lieu aux investissements massifs ni aux bouleversements dans l’organisation des sites inhérents à l’emploi de la méthode anglaise proprement dite.

    22L’existence même en France ou encore en Wallonie de ces formules intermédiaires, à la différence sous bénéfice d’inventaire de la Grande-Bretagne, permet de mieux cerner encore la spécificité, en tant que structure globale, des forges à l’anglaise sous l’angle de l’organisation de l’espace productif. D’autant qu’en fait, dans plus d’un cas, la mise en œuvre, dans les régions concernées, de ces solutions de transition ne donna pas simplement lieu (comme à la Grande Forge de Buffon) à un remaniement dans le cadre des locaux existants, mais à la construction ou à la réédification d’un établissement entièrement neuf (comme sur le site initiateur de Gevrolles, au Clos-Mortier ou encore au Buisson, en ce qui concerne le procédé champenois, ou sur plusieurs sites du Doubs pour la méthode dite comtoise modifiée).

    23Par contraste avec les techniques de l’époque proto-industrielle, caractérisées par une certaine diversité régionale des procédés mis en œuvre, et les formules intermédiaires développées au siècle dernier, les techniques à l’anglaise offrent peu de variantes d’une région, d’une aire productrice à l’autre. Car ce qui définit les forges à l’anglaise, c’est une logique de nature structurale, non pas seulement des éléments qui ont pu prendre place dans d’autres structures techniques, mais les relations fonctionnelles et spatiales spécifiques entre les composantes de l’équipement productif.

    24Avant de s’exprimer dans l’espace de l’atelier, les relations entre ces composantes ont d’abord une dimension d’ordre quantitatif, à travers un certain nombre de coefficients techniques.

    Les relations fonctionnelles élémentaires des équipements d’une forge à l’anglaise

    Une nouvelle proportionnalité des moyens de production

    25Les équipements, au total peu nombreux, des forges au bois de type classique avaient donné lieu à des coefficients techniques simples : en moyenne, pour un atelier de type wallon, deux feux d’affinerie étaient habituellement associés à un feu de chaufferie et à un marteau d’affinage ; dans le cas d’une forge comtoise et assimilée, chaque feu était associé à un marteau. L’adoption des procédés à l’anglaise s’est traduite par la mise en place d’une nouvelle proportionnalité entre les différents équipements. Celle-ci a déterminé des modules de base pour l’usine viable, fixant par là même un seuil d’investissement.

    26Si on laisse de côté les établissements spécialisés dans les produits fins, tels que la tôlerie à la houille, qui pouvaient ne comporter qu’un nombre très réduit de fours, des rapports proportionnels caractéristiques s’observent, en revanche, lorsque l’on a affaire à des usines productrices de fers marchands. Les procédés à l’anglaise ont fondé l’accroissement radical de la productivité sur une continuité absolue du cycle des opérations, mettant fin aux constants va-et-vient entre foyer et marteau des procédés antérieurs, vis-à-vis desquels, d’ailleurs, la méthode allemande ou comtoise représentait plutôt une régression par rapport à la française ou wallonne, comme le soulignait en 1812 un Hassenfratz, contrairement à la condamnation sans appel que portaient sur cette dernière les maîtres de forges d’esprit encyclopédiste de la France de l’Est au nom de sa trop forte consommation en combustible. La nouvelle technologie a mis en application une logique de décomposition accrue des opérations, cette division technique du procès de travail si remarquée par les observateurs contemporains, en faisant correspondre à chacune d’elle un équipement ou un élément de celui-ci, sans retour de la pièce en fabrication à un appareil déjà utilisé : ainsi, en faisant passer successivement une barre en cours de laminage entre des cylindres disposés en série présentant chacun des cannelures différentes. La synchronisation des opérations a donc été à l’origine par elle-même des rapports proportionnels entre les différentes composantes de l’appareil productif, en tenant compte de la durée respective des opérations, la transformation en fer massiau de 180 à 200 kilogrammes de fonte requérant généralement 1 h 15 (75 minutes) et 1 h 45 (105 minutes).

    27D’une manière générale, le nombre de fours à réchauffer est toujours nettement inférieur à celui des fours à puddler ; la plus grande productivité des premiers se relie à la durée même des opérations, et aussi à une moindre pénibilité du travail. Bien que cette règle n’ait pas été (toujours) explicitement formulée dans les traités techniques, il était en outre admis chez les praticiens, qu’il fallait en moyenne trois fours à puddler pour un four à réchauffer si l’on avait à affiner de la fonte au coke, et deux s’il s’agissait de fonte au bois, la seconde étant plus longue à refondre que la première. Ces rapports, connus aussi pour les forges britanniques, semblent s’être imposés en France avec l’expérience, car dans les installations françaises des premières générations, l’on s’en était tenu au rapport moyen de deux fours à puddler pour un à réchauffer quelle qu’ait été la nature des fontes à affiner. Attestée par de multiples exemples des deux côtés de la Manche, les deux rapports distincts présentent d’autant plus d’importance dans le cas de la France que jusque vers le milieu du siècle, une bonne partie des fontes traitées dans les forges à l’anglaise provinrent ici de hauts fourneaux au bois, y compris dans les régions où l’on produisait aussi de la fonte au coke, à commencer par celle de Saint-Étienne. Ces proportions s’appliquent avant tout aux usines produisant du fer marchand ou des rails, ce que les sidérurgistes appelleraient de nos jours des « produits longs » ; le rapport 2/1, voire une proportion inférieure, se rencontre dans le cas de celles dont la production était exclusivement ou partiellement formée par des produits plats.

    28En outre, l’usage s’établit de n’avoir jamais en feu tous les fours simultanément, en raison des fréquentes réfections et réparations auxquelles ils donnaient lieu, les fours inactifs étant allumés pendant ces opérations de maintenances des autres. On retrouve là l’impératif de continuité et de régularité de la fabrication et par voie de conséquence de disponibilité de l’appareil productif par lequel l’ère industrielle se distingue le plus clairement des irrégularités inhérentes à l’âge proto-industriel. Ainsi, à Sainte-Colombe-sur-Seine, sur seize fours à puddler en état de marche en 1842, il y en avait habituellement douze en feu et quatre en réserve, mais seulement un sur quinze en 1859. Il convient encore de signaler que la demande de fers affinés au charbon de bois resta tellement vivace en France jusqu’à la fin des années 1850 que nombre de forges à l’anglaise traitant des fontes au bois comportèrent, en plus de leurs fours à réverbère à la houille, un certain nombre de feux d’affinerie de type comtois qui, à la différence des précédents, exigeaient des moyens de soufflage5.

    29L’autre série de proportionnalités concerne le rapport entre le nombre de fours et les appareillages mécaniques desservis. Synthétisant l’expérience des 20 premières années de mise en œuvre en France des procédés à l’anglaise, Eugène Flachat, Alexis Barrault et Jules Pétiet indiquaient en 1843 qu’il fallait en général quatre ou cinq fours à puddler pour desservir un marteau cingleur et un train de laminoirs ébaucheurs ordinaires. Le service de ces différents matériels exigeait respectivement huit à dix, et deux à trois ouvriers. Avec un marteau et un laminoir de plus grande capacité, il fallait compter dix à douze fours à puddler, requérant cette fois quarante à quarante-huit ouvriers au puddlage, quatre au cinglage, et au moins huit au laminage. Le laminoir standard que S. Jordan qualifiait d’ancien type en 1875 à propos des usines du nord de la France, pouvait laminer les boules provenant de quinze à seize fours. Selon Valérius, l’emploi optimal d’un marteau cingleur doté d’une tête de 4 à 5 tonnes correspondait à une batterie de dix à douze fours à puddler. Ces chiffres sont confirmés en 1875 par Samson Jordan à propos des marteaux de 5,5 tonnes de l’usine galloise de Dowlais, qui s’en servait encore à cette date ; l’auteur estimait encore qu’une presse ordinaire – squeezer – pouvait desservir de douze à quinze fours à puddler, tandis qu’un marteau-pilon de cinglage de 2,5 tonnes pouvait être associé à dix à quinze fours de ce type.

    30Sans doute peut-on trouver ici et là en France, jusqu’aux années 1830, de petits établissements équipés d’un laminoir qui ne comportaient qu’un nombre très réduit de fours à réverbère, jusqu’à un seulement, surtout lorsqu’il s’agissait d’un atelier limité au stade de réchauffage et de la finition. En fait, dès qu’il s’agissait d’une production non pas étroitement spécialisée et à plus forte valeur ajoutée telle que la tôlerie, mais couvrant l’ensemble des opérations relevant de l’affinage, les contraintes du marché imposèrent dès les années 1820 un seuil de rentabilité pour ce type d’établissement associant l’installation d’un laminoir ébaucheur à un minimum de trois ou quatre fours à puddler. Par suite du jeu de la proportionnalité, le nombre plancher de fours à réverbère de tous types d’une forge à l’anglaise complète se trouvait en pratique fixé à 5-6 pour un attirail élémentaire comportant un train ébaucheur et un train marchand. (C’est seulement dans le cas de fabrication spécialisée, à plus forte valeur ajoutée, telle que la tôlerie, que des ateliers viables purent prospérer avec seulement un ou deux fours à puddler, et autant de fours à réchauffer, comme celui de Cran en Savoie à ses débuts ou celui de Chenecieres en Côte-d’Or crée en 1835 ; les autres n’eurent qu’une existence plus éphémère.) À ces structures de bases correspondirent des besoins énergétiques contribuant eux aussi à différencier radicalement la forge à l’anglaise des anciens ateliers d’affinage au bois.

    De nouvelles exigences énergétiques

    31Le matériel des forges classiques, nous l’avons vu, se réduisait fondamentalement à deux catégories d’équipement requérant chacun une force motrice : les souffleries des foyers et les marteaux. Encore seuls les seconds exigeaient-ils une puissance non négligeable, que les premiers essais en frein effectués durant les années 1820-1830 permirent d’évaluer jusqu’à une dizaine, voire une quinzaine de chevaux, chiffres du reste peu éloignés de la limite des capacités des roues hydrauliques traditionnelles. Pour actionner les soufflets pyramidaux des feux d’affinerie ou de chaufferie, il suffisait, en revanche, de quelques chevaux.

    32Les ateliers à l’anglaise comportèrent d’emblée, lors de leur apparition en France, un ensemble plus étendu d’équipements mécanisés, qui supposent en outre pour beaucoup d’être mus par une puissance mécanique très sensiblement supérieure. En contrepartie, fours à puddler et à réchauffer dispensent, par leurs tirages naturels, de l’obligation absolue d’une activation mécanique à laquelle étaient astreints les feux d’affinage au bois. Cette économie de force motrice était appréciable dans la mesure même où l’effectif minimal en four d’une forge à l’anglaise économiquement viable s’avère nettement plus élevé que celui de la forge au bois standard à deux feux, de type comtois, incarné par les représentations de l’Encyclopédie, au même titre que les ateliers restés fidèles aux procédés wallons. En permettant de reporter l’ensemble de la puissance motrice disponible sur les appareils de traitement mécanique, elle apportait en elle-même un élément de rationalisation technique de la fabrication, et un gain substantiel de productivité. Cette économie de force motrice se trouvait encore renforcée, en France, dans la mesure où l’on pouvait se dispenser le plus souvent des traitements préparatoires de la fonte, qui s’imposait en revanche généralement outre-Manche, dans un foyer d’affinerie nécessitant une activation mécanique. La nature des fontes affinées en France permettait d’éviter cette étape, sauf dans le cas de fontes telles que celles des Berry (traitées ainsi à Fourchambault), et dans des établissements de l’aire ligérienne tels que Lajoie-Hennebont, Basse-Indre, ou dans des établissements comptant parmi les plus anciens construits par les techniciens britanniques n’ayant pas encore réalisé, sur ce point, la spécificité des conditions françaises, ainsi à Raismes (Nord).

    33Les besoins en force motrice des différentes machineries d’une forge à l’anglaise n’étaient cependant pas du même ordre. Ainsi les marteaux cingleurs, tout en ne requérant pas initialement une énergie très supérieure à celle des marteaux d’affinage classique, absorbaient déjà à eux seuls de ce fait la majeure partie de la puissance mobilisée par la totalité d’un classique atelier au bois. Si une cisaille exigeait parfois même un cheval, la force motrice dépensée par une presse (squeezer) se rapprochait davantage de celle d’un marteau cingleur. Mais c’étaient surtout les laminoirs qui, sur le plan énergétique, provoquaient un changement dans les ordres de grandeur, en réclamant d’entrée de jeu pour un train minimum à deux équipages plusieurs dizaines de chevaux, ce chiffre étant d’autant plus élevé que la pièce à laminer était plus épaisse. De la sorte, la puissance absorbée par l’équipement de laminage élémentaire d’une forge comportant un train ébaucheur et un train marchand ne pouvait guère être inférieur à une trentaine de chevaux. De la sorte, le module énergétique de base, pour les premières générations de forges à l’anglaise construites en France durant les années 1820 et 1830, s’établissait-il autour de 40 chevaux à 50 chevaux pour une unité comportant de quatre à six fours à pédaler et produisant du fer marchand. Ils pouvaient s’élever sensiblement dans le cas d’un atelier de tôlerie, sans parler encore de fabrication de produits longs spéciaux tels que rails, poutrelles et profilés. Les évaluations de puissance standard requises par les différents types d’une forge à l’anglaise, telles que les donnent les auteurs des principaux traités techniques des débuts des années 1840, concordant avec les puissances et les consistances des établissements indiqués par le tableau général des usines à faire publier pour l’année 1844 dans la Statistique de l’industrie minérale.

    Les logiques d’implantation successives et leurs implications sur l’organisation de l’espace usinier

    34En plus des contraintes précédentes inhérentes à la nature même des équipements techniques de production, l’organisation spatiale interne des forges à l’anglaise a été déterminée par leur condition d’implantation, en fonction des paramètres de site et de situation. Deux tendances successives peuvent à cet égard être dégagées durant la première moitié du siècle dernier, ou plutôt son second quart, faudrait-il dire ici pour mieux tenir compte de la chronologie propre de développement de ce genre d’établissement en France.

    35La localisation des premières usines suivit une logique dominante de type dit wébérien, en fonction des approvisionnements soit en fonte, soit en combustible minéral, avec de toute manière un « dilemme des coûts de production » entre les deux options, à une époque où l’essentiel de la fonte d’affinage produite en France restée fabriquée au bois. Ces choix intervinrent dans un contexte où les débouchés étaient assurés, les nouveaux produits obtenus par la méthode anglaise étant très recherchés. Dans le premier cas, les forges à l’anglaise implantées dans les bastions forestiers de la production de fonte au bois se trouve fréquemment éloigné d’un bassin houiller et avaient à supporter un coût d’acheminement relativement élevé de leur combustible : c’était le cas d’établissements tels qu’Abainville, Sainte-Colombe-sur-Seine, Moyeuvre, Mouterhaiusen, situé le premier à la jointure champardenier et sud-champenois, le second au sein du groupe nord-Bourguignon et les deux autres au cœur du groupe Mosellan, dont les sites furent choisis en fonction de l’importance du potentiel hydraulique existant ou aménageable, ou encore de Fourchambault affinant des fontes au combustible végétal berrichonnes et nivernaises produites avec le minerai de l’Aubois. Dans le second cas, il s’est agi d’usines à vapeur édifiées directement sur des bassins houillers, soit sous une forme intégrée leur assurant leur approvisionnement avec une batterie de hauts fourneaux au coke (Decazeville, Alès, Le Janon, Raismes), soit faisant venir des fontes au bois des régions productrices (Terrenoire, Lorette travaillant des fontes de Comté et de Bourgogne).

    36Mais dans bien d’autres cas, dès les années 1820, et plus encore durant la décennie suivante, ce furent les conditions d’accès au marché de matières premières (pour la réception de la houille au premier chef, mais aussi celles des fontes) et de consommation qui primèrent, dans une phase de concurrence accrue entre les producteurs nationaux employant les procédés à la houille, et de pression croissante, effective ou virtuelle, des fabricants étrangers. Les nouvelles usines s’implantèrent donc préférentiellement le long de voies navigables reliées au bassin charbonnier ou au grand centre urbain : Basse-Indre sur la Loire, Lajoie-Hennebont sur le canal de Pontivy à Lorient, Vierzon, Commentry et Montluçon sur celui du Berry, le Creusot sur celui du Centre, Ancy-le-Franc et Velars-sur-Ouche sur le canal de Bourgogne, Saint-Dizier-Rachecourt, Doulaincourt sur la Marne, etc. d’autres s’établirent en fonction de la proximité d’un grand marché, avec les implantations en région parisienne de Saint-Maur, succédant à Charenton, d’Ivry, de Saint-Denis.

    Une forme d’organisation caractéristique : les premières générations françaises de forge à l’anglaise

    La distribution intérieure de l’atelier principal : un schéma à centralisation de la force motrice

    37Par suite du rejet sur la périphérie des fours, les appareils mécaniques se sont trouvés renvoyés vers la partie centrale de l’atelier. Cette implication s’est trouvé aller de pair avec une très forte tendance, dans ces forges à l’anglaise des premières générations, à centraliser la force motrice sur un ou au plus deux moteurs primaires, hydrauliques ou à vapeur.

    Les facteurs d’un nouveau mode de distribution de l’énergie mécanique

    38Cette disposition d’ensemble des machineries par rapport aux moteurs rompait complètement avec celles prévalant dans les forges au bois dans ces derniers ateliers, les équipements mécanisés – soufflets, marteaux ou martinets essentiellement – étaient en effet placés le long des murs bordant les canaux moteurs. Chacun d’eux était actionné par une roue hydraulique particulière, selon une relation biunivoque, en raison des puissances limitées de ces récepteurs hydrauliques préindustriels ; il n’y avait guère que les martinets qui pouvaient être actionnés à deux ou trois par un même arbre à cames. Seules, les fonderies, ancêtres précisément de laminoirs, présentaient une distribution sensiblement différente avec leurs espatards et leurs taillants, actionnés par deux roues, et disposés symétriquement par rapport à l’axe longitudinal de l’atelier, cependant que le foyer de réverbère au bois les desservant en occupait le fond.

    39Dans la plupart des forges à l’anglaise établies en France entre 1820 et 1840 dont le plan originel est connu, la centralisation apparaît à la fois comme une conséquence des contraintes précédemment analysées, des nouvelles conditions techniques générales – non spécifique au secteur sidérurgique – récemment intervenues en France dans le domaine des moteurs primaires, et comme le résultat d’une volonté délibérée, même si le premier aspect semble à ce moment prépondérant. La puissance unitaire des nouveaux moteurs primaires mis à la disposition de l’industrie de ce côté-ci de la Manche à partir des années 1810 et surtout 1820, pouvait en effet correspondre pratiquement à la puissance cumulée requise par l’ensemble des appareillages mécaniques d’une forge à l’anglaise type de la période, de 40 à 100 chevaux comme nous l’avons vu plus haut. De telles puissances, surtout dans leurs tranches médianes, étaient tout à fait à la portée des machines à vapeur, à moyenne ou haute pression, que l’on savait désormais construire sur le continent ; il en allait de même que des premiers types de roues hydrauliques perfectionnées, de construction entièrement ou partiellement métallique, représentés par les roues à augets, en dessus ou de poitrine, d’inspiration britannique, et par les roues de côté à aubes planes avec vannage en déversoir, sans parler des toutes premières turbines, en service opérationnel à partir des années 1830.

    40La nouvelle tendance à la centralisation de la force motrice était d’autre part favorisée par l’avènement concomitant d’organes de transmission de mouvements caractéristiques de l’ère industrielle, constitués avant tout dans le cas des forges à l’anglaise, par les arbres, trains d’engrenages et volants de régulation en fonte ou en fer. Elles aussi réalisées en métal, ces pièces mécaniques étaient dorénavant capables de communiquer des puissances bien plus élevées que les rouets, lanternes et autres rouages en bois de la technologie antérieure d’origine sur ce point médiéval voire antique. En bref, l’évolution de l’organisation de l’espace de travail, plus que pour tout autre secteur peut-être, est inséparable ici de l’essor d’un nouveau domaine à part entière de la technologie, celui de la construction mécanique, née conjointement avec les procédés anglais de l’industrie du fer et de la fonte.

    41Durant cette première phase de leur développement en France, les nouveaux ateliers d’affinage n’ont généralement comporté qu’un seul type de moteur – ce qui a, en soi, encore renforcé la tendance à la centralisation de la force motrice – en fonction d’un choix originel en faveur de l’hydraulique ou de la vapeur, qui revêtait un caractère exclusif, en raison de l’importance de l’investissement à fournir au titre de l’énergie mécanique dans l’un ou dans l’autre cas. Sans doute a-t-on vu ici et là – comme à Sainte-Colombe-sur-Seine dès 1826, les établissements hydrauliques, tout au moins les plus importants d’entre eux, se doter d’une machine à vapeur de secours, pour pallier des basses eaux dont leur créateur avait parfois pu sous-estimer les effets. À court terme, celle-ci aboutissait à redoubler l’appareillage mécanique, en adjoignant ainsi un train à vapeur à un train hydraulique, solution d’autant moins fréquemment adoptée qu’elle s’avérait plus coûteuse à une époque où non seulement les machines à vapeur restaient onéreuses aussi bien en terme de coûts d’acquisition que de coûts d’exploitation, par la suite de la cherté de la houille : on estimait alors que dans le cas d’une forge à l’anglaise, la consommation de houille requise pour l’alimentation d’une machine motrice représentait près du tiers de celle occasionnée par le chauffage des fours, ce qui était considérable. On se trouve donc en présence d’usines exclusivement actionnées soit par l’hydraulique, soit par la vapeur, mais présentant un schéma similaire de distribution.

    42Que le moteur soit unique, selon la tendance prévalant en France, ou dédoublé comme dans certaines usines belges, le principe de centralisation de la force motrice demeure, c’est-à-dire l’entraînement de l’ensemble de la série des appareillages mécaniques par un seul moteur. L’usage, pour le cinglage des loupes, de la presse (squeezer) au lieu du marteau frontal, a lui-même favorisé la concentration sur un moteur unique, alors que le second avait souvent dû être actionné par un moteur spécial (comme à Sainte-Colombe où, dans les premiers temps, une roue à augets avait entraîné un marteau de ce type parallèlement à la grande roue d’origine faisant mouvoir les trains et les cisailles). Cette concentration de la fonction énergétique sur un moteur unique peut aussi être imputée, dans le cas de la France, au coût particulièrement élevé, durant cette phase, de la force motrice requise pour un tel établissement. Qu’il se soit agi de roues hydrauliques modernisées entièrement ou partiellement métalliques, ou de machines à vapeur, les moteurs seuls capables d’actionner à ce moment des forges à l’anglaise étaient particulièrement coûteux à acquérir. Les économies d’échelle rencontrées à mesure que s’élevait la taille des machines à vapeur, incitaient d’autant plus à centraliser la production de la force motrice dans les usines dotées de cette source d’énergie, et les coûts élevés par cheval des unités les moins puissantes dissuadaient encore aisément de multiplier à travers l’atelier les machines motrices. En sens inverse, les coûts relativement croissants des roues hydrauliques de type industriel peuvent rendre compte de la tendance moins systématique à la concentration de la force motrice dans les établissements tirant leur énergie d’un cours d’eau. En outre, le fait que, durant les 15-20 premières années de leur développement en France, les forges à l’anglaise aient été toutes conçues initialement pour n’employer qu’un seul type de moteur, quitte, dans le cas d’une usine hydraulique à encourir un arrêt partiel voire complet en période de crues ou, plus encore, de basses eaux, paraît devoir être imputé à ce facteur du coût élevé de l’énergie. Ces tendances, qui n’avaient nullement rien de propre à la France, y étaient simplement renforcées par des facteurs spécifiques tenant à l’acclimatation encore restreinte et récente, de ce côté-ci de la Manche, de la construction mécanique, dont dépendait notamment la fourniture aux usines de leurs équipements énergétiques.

    Une répartition caractéristique des équipements à travers l’atelier

    43Selon cette distribution canonique, les appareillages mécaniques sont disposés suivant l’axe longitudinal de la grande halle rectangulaire constituant l’atelier, que les fours soient placés à l’intérieur ou à l’extérieur de celle-ci, suivant une alternative permanente indoor/outdoor se retrouvant jusqu’à une époque récente, notamment pour les centrales thermiques. Le moteur principal – hydraulique ou à vapeur – étant généralement placé, quant à lui, suivant l’axe transversal du bâtiment, perpendiculairement aux appareillages. Compte tenu de la dichotomie élémentaire des opérations de l’affinage à l’anglaise, entre le puddlage et le réchauffage, et des besoins énergétiques de loin les plus élevés constitués par ceux des trains de laminage, ceux-ci ont tendu à être disposés symétriquement de part et d’autre de l’axe transversal occupé par le moteur principal, avec d’un côté de celui-ci le train ébaucheur et de l’autre le train marchand. Par suite, la configuration la plus répandue a consisté à disposer fours à puddler et train ébaucheur dans une moitié de l’atelier, par rapport à l’axe occupé par le moteur, et fours à réchauffer et train marchand dans l’autre. Les équipages dégrossisseurs de chaque sorte de train ont été placés le plus près possible du moteur, celui-ci leur étant le plus souvent accouplé au moyen de trains d’engrenages pour conférer aux cylindres la vitesse requise (ces engrenages étant le plus souvent multiplicateurs compte tenu de la vitesse de rotation des moteurs disponibles à l’époque). L’indispensable volant de régulation exigé par les constantes et très fortes variations de charges instantanées des cylindres a été placé sur l’un des arbres de ceux-ci, sauf lorsqu’ayant pour moteur une roue métallique à augets, de côté ou en dessus, on équipait chacune de ses couronnes de dents en fonte engrenant avec un pignon porté à son extrémité par l’arbre d’un train de laminage. D’autres engrenages placés en d’autres points de l’arbre de couche principal d’un train transmettaient le mouvement aux autres appareillages tels que marteaux et cisailles. Ces dernières n’absorbant en général à ce moment qu’une faible force motrice, il n’était pas rare qu’elles soient commandées par le dispositif plus léger et incomparablement plus souple d’utilisation constitué par un système à poulies et courroies, qui n’était encore applicable, durant les premières décennies du siècle dernier qu’à des puissances réduites.

    44Conséquences des contraintes d’organisation de l’atelier engendrées par le service des fours, plutôt que résultat d’une volonté préméditée, cette centralisation de la force motrice s’avère systématique dès que les usines atteignaient la taille que l’on pourrait qualifier de standard dans les conditions françaises des années 1820-1830, comportant cinq à six fours à puddler ; elle n’était pas en revanche appliquée aussi nettement dans les plus petits ateliers, généralement hydrauliques, où chaque équipement restait actionné par une roue séparée. Elle a assez fréquemment donné lieu à une distribution symétrique des moyens de production à travers l’atelier. Celle-ci ne semble pas avoir été toujours adoptée dans les premiers temps : ainsi, dans l’une des toutes premières forges à l’anglaise de France, celle de Raismes (Nord), les trains ébaucheurs et marchands étaient-ils placés l’un à la suite de l’autre, la machine à vapeur étant placée par conséquent à l’une des extrémités d’une longue ligne d’arbres de transmission horizontaux. Cet exemple met en évidence les inconvénients inhérents à une telle disposition, qui imposèrent en pareil cas un type de répartition symétrique, comme le plus propice à rapprocher chaque équipement de la source de force motrice. En outre, dans les usines des toutes premières générations, le marteau frontal cingleur et les trains étaient dans un certain nombre de cas entraînés par des moteurs séparés : ainsi par des machines à vapeur distinctes à Lajoie-Hennebont et Basse-Indre créées en 1819-1820, par des roues hydrauliques à Sainte-Colombe au début, avant 1826. À la Basse-Indre, la soufflerie du feu de finerie était actionnée par la machine des trains et à Lajoie-Hennebont par celle du marteau frontal.

    Les conséquences architecturales d’un schéma fonctionnel : d’un effet à un parti pris de symétrie

    45Cet effet de symétrie rencontra les partis pris architecturaux, cette fois délibérés, d’ingénieurs français encore tout imbus à ce moment de la tradition des Lumières perpétuée à travers l’enseignement des grandes écoles d’ingénieurs de l’État, Polytechnique, les Mines, les Ponts et Chaussées. Sans s’étendre ici sur le répertoire des formes employées, ni sur la grammaire de leur mise en œuvre, il faut simplement défendre ici l’interprétation soutenant la primauté du point de vue fonctionnel. Les tendances esthétiques de l’époque se sont accordées spontanément dans le cas présent avec des contraintes strictement techniques au départ. La propension à agencer symétriquement les ateliers a rejoint la volonté de monumentalité qui s’est manifestée dans les forges à l’anglaise des premières générations. Expression la plus achevée de ces tendances, les halles de Decazeville et d’Alès, datant l’une et l’autre de la fin des années 1820, se dressent, avec leurs arcs en plein cintre pour la première, en berceau brisé pour la seconde, comme autant de cathédrales à la gloire de l’industrie moderne. Ne pouvant, comme la fameuse filature de Fontaine-Guérard (commune de Radepont, Eure), être assimilées à une tardive concession à la mode néo-gothique, elles sont contemporaines de la redécouverte de l’art religieux médiéval à l’âge du premier romantisme d’après 1815. En Prusse rhénane, les usines royales de Königshütte offrirent, dès les années 1820, un saisissant exemple d’application ouverte du style néo-gothique (cf. Karsten, 1824).

    46L’analogie avec la cathédrale se trouve renforcée, dans ces bâtiments construits autour d’un axe de symétrie longitudinal, par l’implantation des équipements mécaniques dans l’espace central de la halle, formant l’équivalent d’une nef bordée ici aussi de piliers ou de colonnes, tandis que les fours rejetés sur la périphérie sous des hâlettes latérales en occupent les bas-côtés. Leurs impressionnantes silhouettes apparaissent surtout comme autant de messages publicitaires émanant des sociétés anonymes qui les ont créées à l’adresse de l’actionnariat, du marché financier – particulièrement sollicité pour la construction de semblables établissements – et de la clientèle. Ajoutons-y, dans le cas de Decazeville, une évidente préoccupation du prestige social et politique de la part de son célèbre fondateur, soucieux de donner l’exemple du progrès à ses compatriotes, en frappant au passage l’imagination de ses contemporains. Pour avoir été moins grandiose, ce souci de monumentalité, allant de pair avec une certaine recherche esthétique, n’est pas absent de certaines des toutes premières forges anglaises à avoir été édifiées en France, à commencer par celles de Fourchambault et Sainte-Colombe, avec leur toiture à double pente formant sur une façade rythmée d’une série d’arcatures cintrées, un large fronton, évoquant cette fois plutôt un temple gréco-latin. La construction française de ce genre d’établissement reste encore largement fidèle à la tradition d’édifice en maçonnerie, à ceci près que la brique, plus spécifiquement liée à l’architecture à la fois industrielle et industrialisée d’inspiration britannique, se marie ici à la pierre dans un jeu organisé des matériaux.

    Forges britanniques et du continent : un saisissant air de parenté

    47Les premières générations de forges à l’anglaise établies sur le continent, en France, en Belgique, dans les pays allemands, présentent, dans leur organisation générale, une ressemblance frappante non seulement entre elles, mais aussi avec ce que l’on peut connaître des usines similaires existant à la même époque dans le pays initiateur. Avec cette réserve que, compte tenu de l’antériorité, de près d’un quart de siècle, de ces dernières, elles avaient déjà atteintes dans certains cas une nettement plus grande dimension, ce facteur n’étant pas indifférent vis-à-vis de l’organisation de ce genre d’établissement.

    48Dans tous ces pays, les plans connus d’usines existant dans les années 1820 et 1830 présentent les deux mêmes tendances fondamentales, au rejet des fours à la périphérie, et à la centralisation de l’énergie mécanique. Cette communauté d’inspiration est patente dans les trois traités techniques ayant fait la synthèse, à la fin des années 1839 et au début de la décennie suivante, de l’expérience des vingt premières années de mise en œuvre de ce type de structure industrielle, ceux de Walter de Saint-Ange, d’Eugène Flachat et ses collaborateurs et de Benoît Valérius. Sans doute, les premières descriptions qui, comme celles d’A. De Bonnard et d’O’Reilly, furent données, depuis le début des années 1800, sur le continent, des forges de type nouveau apparues en Grande-Bretagne, ne s’intéressèrent pour ainsi dire pas à ces aspects, tant l’attention se fixait alors sur les laminoirs, marteaux frontaux et cisailles. Il faut attendre le compte rendu, en 1827, de voyages effectués outre-Manche à l’invitation du Gouvernement par Coste, Perdonnet et Élie de Beaumont, pour, à notre connaissance, voir apparaître de premières observations, encore fragmentaires, sur l’agencement d’ensemble en Grande-Bretagne de ce type d’atelier. La part de premier plan – quoique non exclusive – prise durant les années 1820 par les techniciens de provenance britannique dans la construction de la première génération de cette catégorie de forge incline assurément à penser qu’ils transposèrent sur le contient un modèle préexistant dans leur pays d’origine.

    Les effets de la croissance : les inflexions de la pratique française au milieu du siècle dernier

    Les réponses techniques à l’expansion : le développement et la diversification des moyens de production

    49Avec l’essor du secteur, durant les années 1840, puis surtout sous le Second Empire, les équipements techniques des forges à l’anglaise connurent une sensible évolution. Un changement d’échelle, tout d’abord, avec l’augmentation des capacités de production unitaires des usines, à la fois à l’échelle de chaque type d’équipement et de la structure. La taille des différents fours s’accrut, en même temps qu’une nouvelle proportionnalité des moyens de production se mettait en place : aussi bien un laminoir desservait-il désormais un plus grand nombre de fours, eux-mêmes plus puissants.

    50Avant le milieu du siècle, la principale innovation apportée durant la première moitié du siècle dernier à l’équipement de ce type d’ateliers fut constituée par l’invention du marteau-pilon, due simultanément à Nasmyth et à Bourdon, toute querelle sur la nationalité de son inventeur n’ayant aucun intérêt, si ce n’est ici vis-à-vis de l’adaptation sur le continent d’une structure entièrement importée au départ d’outre-Manche, malgré les efforts d’un Dufaud ou d’un Aubertot pour la réinventer avant 1815. Comme le laminoir, le nouvel appareil s’avéra d’une grande polyvalence, puisqu’il pouvait aussi bien être appliqué à l’opération grossière de cinglage des loupes incandescentes au sortir des fours à puddler que bien plus en aval du cycle à des travaux de finesse et de précision pour le façonnage de pièce par estampage, formant cette spécialité de la première transformation connue sous le nom de « forge libre ». Tout aussi essentielle pour le travail métallurgique, fut, au milieu du siècle, la mise au point des presses, hydrauliques ou non, qui reculèrent encore davantage les limites du réalisable.

    51L’une des conséquences de tous ces équipements mécaniques des forges à l’anglaise était que la frontière entre la sidérurgie primaire d’une part, la métallurgie de première transformation et même la construction mécanique d’autre part, y devenait de plus en plus ténue, l’intégration de toutes ces activités ayant atteint le plus spectaculairement en France son maximum, peu après le milieu du siècle, au célèbre établissement Schneider du Creusot. Équipée d’un atelier d’ajustage et de construction, plus ou moins important, toute forge à l’anglaise était le seul atelier industriel en mesure, par sa nature même, de produire ses propres équipements de production, et d’en réaliser, le cas échéant, pour d’autres utilisateurs. C’est ici, notamment, que se révèle le plus profondément le caractère stratégique des forges à l’anglaise dans le processus d’ensemble de l’industrialisation. Durant les années 1850 et 1860, le perfectionnement des fours conduisit à les doter d’équipements mécaniques consommateurs de force motrice, alors qu’auparavant, les fours à réverbère de cette sidérurgie à la houille s’étaient, à l’inverse des foyers au charbon de bois, caractérisés par l’absence d’activation artificielle perçue initialement comme un avantage et une source d’économies. Pour le réchauffage, l’on en revint peu avant 1850 au soufflage mécanique dans le souci d’améliorer la qualité et de diversifier la gamme des produits fabriqués. Plus tardivement, cette évolution fut liée à l’apparition, au début des années 1860, des premiers dispositifs opérationnels de puddlage mécanique. Cette importante innovation constituait le seul moyen d’accroître la productivité d’un procédé dont la croissance se trouvait bloquée par la particulière pénibilité du travail jointe à sa contrepartie sur le plan des rémunérations pesant sur les coûts de production. Dans la motivation exprimée par Dumény et Lemut, maîtres de forges au Clos-Mortier, inventeurs de l’un de ces appareillages de mécanisation du puddlage, la préoccupation philanthropique d’alléger la peine des hommes rejoignait l’intérêt bien compris des industriels. Toutefois, cette innovation se répandit assez lentement, et l’on n’aurait compté, selon Samson Jordan, qu’une centaine de fours équipés de ce dispositif en 1867 sur le millier de fours à puddler existant en France à cette date.

    52Plus généralement, l’outillage des forges à l’anglaise a tendu à se diversifier, avec le développement, à côté des laminoirs à fers marchands, de trains à rails ou à poutrelles (fers en T), à tôle et autres produits plats, à fil machine, etc, ainsi que des fours spéciaux au stade du réchauffage pour ces différentes fabrications.

    De nouvelles distributions d’énergie, de fluide et de produits intermédiaires

    La révolution de la machine à vapeur à recyclage des gaz

    53Comme pour les hauts fourneaux, le facteur décisif de l’évolution énergétique provint ici de la mise au point des dispositifs de récupération des flammes perdues, en l’occurrence des fours à puddler ou des fours à réchauffer, pour chauffer les chaudières à vapeur des machines motrices.

    54Cette innovation capitale, qui assura désormais à la vapeur un essor rapide puis conquérant dans l’industrie du fer, intervint pour les forges à la fin des années 1830, avec un décalage de plusieurs années par rapport aux hauts fourneaux. Un ingénieur civil comme Eugène Flachat joua sur ce plan un rôle analogue à celui qu’avaient pris, pour l’application de la formule à la production de la fonte, un Léonce Thomas et un Camille Laurens. Ce fut celle-ci qui rendit l’usage de la vapeur réellement attractif, dans la mesure où dans une forge à l’anglaise de taille standard – à partir de 5-6 fours à puddler, la chaleur dégagée suffisait déjà amplement à fournir la puissance nécessaire aux appareillages correspondants.

    55De nouveaux coefficients de proportionnalité, en même temps que de nouvelles liaisons non plus seulement fonctionnelles, mais organiques, s’introduisirent ici, entre les dimensions – et au-delà la capacité de production – des fours, la puissance des chaudières associées à ceux-ci et celle des machines actionnant une série d’appareils mécaniques. Toutefois, ces coefficients variaient sensiblement d’une usine à l’autre. À Eurville, on évaluait à respectivement 12 et 8 chevaux la puissance mécanique fournie par une machine à partir de la chaleur récupérée d’un four à réchauffer et d’un four à puddler ; à Maubeuge, elle était donnée la même année pour 15 et 6 chevaux ; et à l’usine Saint-Paul d’Ars-sur-Moselle, toujours à la même date, pour 20 et 10 chevaux. Ces écarts paraissent ici liés aux mêmes facteurs que ceux évoqués plus haut à propos des différences de proportionnalité, suivant la nature des fontes traitées, entre fours à puddler et fours à réchauffer. Dans certains cas, la récupération des flammes perdues s’avéra insuffisante pour fournir toute sa force motrice à l’atelier, en sorte que l’on dut installer des chaudières supplémentaires chauffées à la houille, là où l’on avait espéré pouvoir définitivement s’en passer, en particulier lorsque le chômage de certains fours se prolongeait pour en permettre la maintenance et les réparations. Ces décalages contribuèrent sans doute aussi au maintien de l’hydraulique comme force motrice dans ce type d’atelier, sinon comme principale source d’énergie mécanique, au moins à titre de complément lorsque la croissance des besoins énergétiques se trouva excéder de plus en plus fréquemment les potentiels hydrauliques disponibles sur les sites (c’était ainsi le cas dans l’exemple cité plus haut d’Eurville).

    56D’abord appliquée aux fours à réchauffer, avec encore des imperfections initiales, cette disposition ne tarda pas à l’être aux fours à puddler, dont la puissance thermique mettait à l’abri des surprises rencontrées avec les précédents. Elle soulevait, en fait, moins de problèmes techniques que dans le cas des hauts fourneaux, pour lesquels les débats se prolongèrent longtemps sur les types d’appareils optimaux à employer pour la prise de gaz au gueulard. Ce système permit non seulement la montée en puissance des usines actionnées exclusivement par la vapeur, mais tout autant, dans le cas français, l’équipement massif des établissements hydrauliques en moteurs auxiliaires ou d’appoint. Tout en connaissant une très large diffusion, la formule ne s’était pas encore complètement généralisée durant les années 1850. Dans certaines usines implantées sur des bassins charbonniers, où la houille était moins coûteuse qu’ailleurs, on s’en tint plus longtemps à un chauffage des chaudières motrices indépendant de la marche des fours. C’était toujours le cas à l’usine alésienne des Tamaris, en 1855. Il n’en reste pas moins qu’en France, la formule, répondant aux tendances générales du système technique national à l’économie des ressources, avait pris partout une extension considérable, par opposition à sa très inégale propagation en Grande-Bretagne, où elle était ainsi bien davantage employée, durant la même décennie 1850-1860, dans le district métallurgique du Cumberland que dans celui des Galles du Sud, où la houille était la moins chère d’Europe. Cette situation prévalait encore en 1867 si l’on en croit un observateur averti comme Samson Jordan.

    57L’adjonction d’une ou plusieurs chaudières à vapeur à un four ou groupe de fours (au début l’on associait une chaudière à un four, tandis que par la suite on tendit à mettre en connexion plusieurs fours avec une chaudière) alla de pair avec la mise en place de conduites amenant la vapeur aux machines motrices : la production de la vapeur se trouvait de la sorte dissociée, sur le plan de la localisation, de la machine elle-même, et cessait d’être centralisée pour être éclatée en divers points de l’usine, là où étaient placés les fours.

    58Parallèlement à cette évolution, l’évacuation des gaz brûlés, tant des chaudières motrices que des foyers métallurgiques, tendit à être complètement réorganisée. Les fours, individuels ou jumeaux, employés dans les premières générations de forges anglaises, avaient d’abord comporté chacun leur propre cheminée, ce qui avait donné à ces établissements leur silhouette caractéristique, hérissée de cheminées trapues et à section carrée pour les fours, et d’une grande élévation pour les chaudières motrices lorsqu’ils étaient mus par la vapeur. La pratique qui se répandit à partir des années 1840, tant en France qu’en Grande-Bretagne ou en Belgique, consista à diriger les fumées de l’ensemble d’une série de fours de même nature vers une cheminée centrale. De la sorte, les gaz pouvaient être dissipés dans l’atmosphère à une plus grande altitude, à un moment où se faisaient de plus en plus jour dans l’opinion, et d’abord parmi les populations riveraines, des préoccupations concernant les nuisances et les pollutions d’origine industrielle sur ce que l’on n’appelait pas encore l’environnement. Avec l’adoption de chaudières verticales et souterraines, qui gênait le tirage, l’on fut amené à doter les fours de cheminées très élevées, de section plus étroite, qui étaient construites en tôle, et non plus en brique (ex. ici encore La Providence en 1859).

    Les nouvelles distributions de l’énergie mécanique

    59Dans les usines hydrauliques de plus en plus systématiquement dotées de moteurs à vapeur de secours ou de complément, se développèrent des dispositifs de communication entre les deux types d’installations motrices. Soit un même équipement, ou groupe d’équipements, pouvait être à volonté alternativement actionné, en fonction des possibilités ou des nécessités, par le moteur à vapeur ou le moteur hydraulique, alors qu’auparavant, l’on avait souvent cru devoir dédoubler le moteur hydraulique ; soit les deux moteurs pouvaient être accouplés ensemble de manière à fournir une énergie accrue, cette disposition répondant mieux à la croissance quantitative et/ou qualitative des types de fabrications (ainsi pour la production des rails, des pièces d’un gabarit inhabituel, etc.). De telles communications de mouvement combinées firent partie des améliorations introduites au début des années 1840 à Abainville par Flachat et ses collaborateurs.

    60La dissociation entre la chaudière et la machine conduisit à mettre en place à travers l’usine un réseau de carneaux souterrains servant de conduits de vapeur. Elle permettait de disposer les machines plus librement, tout en respectant mieux les exigences de sécurité relatives à l’emplacement des machines. Celles-ci – faut-il le rappeler – étaient alors le principal facteur de danger collectif dans une forge à l’anglaise, où les risques individuels encourus par le personnel provenaient de la température très élevée des fours, des projections de scories et matières en fusion, ainsi que des engrenages et arbres de transmission.

    61L’application aux fours à réchauffer d’une activation mécanique s’effectua suivant le mode qui prévalait depuis les années 1820 pour les feux d’affinerie au charbon de bois perfectionnés, sous la forme d’une machine soufflante à caisses carrées ou à cylindres, ou encore d’un ventilateur rotatif, distribuant le vent aux différents foyers par un réseau de canalisations métalliques. S’agissant des transmissions de laminoirs, les modifications majeures vinrent de l’adaptation à ce type d’équipements, à la fin des années 1850, de l’entraînement par poulies et courroies – jusque-là restreint à des installations moins lourdes telles que des cisailles ou des scies circulaires –, à partir de l’arbre moteur, notamment dans le cas d’une installation hydraulique comportant une turbine à axe vertical (le problème de la transmission à partir d’une roue ayant donné lieu aux solutions évoquées plus haut, notamment par le montage d’une couronne dentée fixée sur le bord externe d’une flasque de la roue). Bien moins lourde que celle des arbres à engrenages, la formule s’avérait d’une bien plus grande souplesse d’utilisation, tant pour l’obtention des vitesses désirées que sur le plan de la facilité du découplage ou encore de la réduction des déperditions d’énergie. Appliquée pour la première fois en France en 1847 à la forge de Rachecourt-sur-Marne, puis sous une forme améliorée sur le même site en 1857, elle ouvrait la voie à des réalisations de plus en plus spectaculaires, qui trouvèrent leur aboutissement dans les années 1890 avec l’emploi du moteur électrique. Elle se répandit rapidement dans les usines hydrauliques de la région, et en 1859, elle était adoptée également à Froncles et à Eurville et en 1862 à Sainte-Colombe.

    62Aussi bien avec les circuits de vapeur qu’avec cette dernière formule, la transmission de l’énergie dans l’espace usinier acquérait une souplesse, une disponibilité et une efficacité inconnues avec les arbres et engrenages, d’un coût élevé et dans lesquels les pertes par frottement étaient considérables.

    L’extension et la diversification des moyens de manutention et de circulation des matières premières et produits intermédiaires

    63L’une des principales exigences rapidement apparues en vue du fonctionnement optimal d’un atelier de ce type concernait la nécessité d’une circulation la plus continue, la plus rapide et la plus économique des matières premières et des produits intermédiaires. Elle conduisit à développer toute une série d’installations allant dans le sens d’une mécanisation et même d’une motorisation de ces différentes formes de transports internes.

    64L’une des principales fut bien entendu les chemins de fer d’usine, dont l’essor suivit celui des voies ferrées de grande communication. Les forges anglaises construites à partir du milieu du siècle furent de plus en plus fréquemment implantées le long de ces grands axes, auxquelles elles furent reliées par une desserte propre, cependant que nombre d’usines préexistantes furent raccordées par une liaison avec des voies plus éloignées, jusqu’à plusieurs kilomètres de distance. Mais le chemin de fer, sous de plus faibles gabarits, et selon les systèmes à voie étroite dont Decauville se fit le promoteur, pénétra aussi à l’intérieur même des ateliers, pour amener dans l’usine les matières premières, et notamment le combustible, faciliter le déplacement des plus grosses pièces, et l’évacuation immédiate des produits fabriqués. Cette intrusion du chemin de fer dans la production elle-même, déjà pratiquée à grande échelle en Grande-Bretagne dans les années 1850, se développa en France durant la décennie suivante.

    65L’essor des produits longs – rails et poutrelles tout particulièrement – à partir des années 1840-1850, introduisit l’usage des lignes de convoyeurs à rouleaux (qui allaient être également appelés à un grand succès dans les fonderies), sur lesquels on faisait glisser les barreaux en les poussant avec l’extrémité d’un outil, ou en les laissant simplement descendre par gravité lorsqu’ils reliaient deux niveaux différents de l’atelier. Ils représentaient, en fin de compte, l’aboutissement, sous une forme évoluée, du roulage au sol des gueuses pratiqué depuis des siècles dans les hauts fourneaux.

    66Dans un espace tridimensionnel, cette fois, la période fut marquée par l’introduction des ponts roulants et des palans associés à ceux-ci, en complément des grues fixes ou semi-mobiles connues depuis les années 1820 pour le service des fours. Ces dispositifs équipant d’emblée les nouveaux établissements construits dans les années 1860 s’imposaient plus spécialement dans les ateliers où l’on se livrait également à des fabrications de mécanique lourde et de grosse chaudronnerie, dont devint l’archétype la nouvelle forge du Creusot. L’on vit encore apparaître, dans les forges à rails, au cours des années 1860, des convoyeurs aériens à monorail, eux aussi promis une longue fortune dans les ateliers métallurgiques : il s’agissait d’une poutrelle en U renversé, fixée aux piliers de la halle sous les fermes de la charpente, dont les parois verticales étaient redressées par leur base vers l’intérieur ; celles-ci formaient deux guides sur lesquels glissait un chariot à quatre roues très rapprochées reliées par un essieu auquel était suspendue par une chaîne la pièce à transporter.

    Les répercussions de l’évolution technique et économique : de nouvelles tendances dans l’agencement général des ateliers

    67Dans les établissements à forte croissance, la nécessité d’augmenter les capacités de production avait, dès les années 1830, comme à Alès et à Decazeville, conduit à dédoubler l’usine, en édifiant un nouvel atelier complet, à proximité immédiate de l’ancien. Dans ces deux cas, le schéma centraliste s’était globalement retrouvé dans les extensions des deux établissements. Ce modèle usinier était alors en passe de devenir classique, au sens propre du terme, c’est-à-dire d’être érigé en norme consacrée dans l’enseignement, notamment à travers celui d’un Walter de Saint-Ange à l’École centrale. Il n’est donc pas surprenant de le voir encore fréquemment appliqué durant les années 1840 par des ingénieurs ayant reçu cette formation (cette influence se lit ainsi à l’évidence dans les plans des usines d’Ancy-le-Franc et Saint-Jacques de Montluçon dont Auguste Martenot, sorti de l’École en 1840, assura en 1841 et 1846 la conception et supervisa la construction).

    68Au cours des années 1850-1870, l’on assista à un changement d’échelle des usines qui précipita une évolution dans la distribution intérieure des ateliers amorcée durant la décennie précédente, en réponse aux critiques adressées à l’endroit des dispositions dominantes suivies jusque-là. Sans atteindre les dimensions colossales de la nouvelle forge du Creusot, achevée en 1866, avec ses quelque 100 voire 130 fours à puddler, la norme s’établit dorénavant autour de plusieurs dizaines de fours à réverbère par établissement, contre moins de 20 le plus fréquemment pour ceux des générations précédentes.

    69L’essor accéléré de la production de fer, à partir des années 1840, joint à la diversification sans cesse accrue des fabrications, conduisit à remettre en cause, dans les nouveaux établissements, la centralisation de la force motrice ayant prévalu jusque-là. Il apparaissait désormais de plus en plus risqué de mettre à la merci de la panne d’un unique moteur primaire l’ensemble de la marche d’une grande usine. La variété toujours plus grande des produits obtenus au cours du travail quotidien multipliait les discontinuités dans celui-ci et donc les interruptions.

    Le retour à une pluralité de moteurs primaires

    70L’évolution dans le sens d’une nouvelle pluralité de moteurs primaires fut à la fois dictée par les faits et par une analyse critique de l’expérience déjà acquise en France en matière de forge à l’anglaise.

    71Dans certains cas, en effet, la simple obligation de s’agrandir avait abouti à rompre les agencements initiaux. Ici, l’on avait dû adjoindre, soit sous la même halle, soit dans un nouveau bâtiment contigu, un moteur hydraulique supplémentaire (comme à Abainville ou Sainte-Colombe en 1836-1837), et là une machine à vapeur (comme à Fourchambault), à une époque où l’on n’était en mesure d’associer qu’un seul type de moteur à une série d’équipements.

    72Mais le schéma centraliste fut également remis en cause par une réflexion consciente sur les inconvénients qui lui étaient inhérents, et son inadaptation croissante à l’évolution technique et économique. La centralisation de l’énergie mécanique sur une ou deux moitiés fonctionnellement identiques avait convenu à une production continue, coordonnée et régulière parce qu’homogène dans son contenu ; c’est pourquoi elle continua bien plus longtemps à prévaloir dans d’autres activités telles que la filature et la minoterie. Or, dans le cas des forges à l’anglaise, la gamme des fabrications, notamment dans les grands établissements, tendait à se différencier de plus en plus, avec les interruptions consécutives, ainsi pour changer de cylindres de laminoirs, etc. Une production comme celle des rails, en pleine ascension à l’époque du Second Empire et de la révolution ferroviaire en France, comportait tout un ensemble d’opérations discontinues, qui n’étaient pas en synchronisme avec les travaux de laminage élémentaires. Plus généralement, les fabrications se rapprochaient désormais bien davantage qu’à l’époque précédente de celles pratiquées dans un atelier de construction mécanique.

    73À l’approche du milieu du siècle, les praticiens se mirent à réaliser les inconvénients inhérents à la centralisation de la force motrice, dont le principal était de mettre toute la marche de l’établissement à la merci d’une défaillance, notamment dans le cas de la machine à vapeur, susceptible, comme tout moteur thermique, de panne mécanique, alors qu’un moteur hydraulique n’était soumis qu’aux aléas de l’hydrologie. On remarquera que la pratique britannique, plus ancienne et plus étendue, avait apparemment conduit plus tôt à des conclusions de cet ordre. Dans la seconde édition, parue en 1839, de leur Voyage métallurgique en Angleterre, Dufrenoy, Élie de Beaumont et leurs coauteurs avaient noté que l’usage s’était établi outre-Manche d’actionner le marteau cingleur et le train de laminage au moyen de deux moteurs distincts et, critiquant implicitement la formule du moteur unique prévalant encore en France, ils ajoutaient : « Aussi pensons-nous qu’il serait avantageux d’employer trois machines pour faire mouvoir une forge anglaise : une serait destinée au marteau, une autre à mettre en mouvement les laminoirs à tôle, et la troisième, tous les cylindres à étirer les barres. »

    74Sans revenir à l’entraînement de chaque appareil par un moteur séparé, l’on admit qu’une certaine pluralité des moteurs était préférable, en appliquant chacun d’eux, suivant les séquences opératoires, soit à un groupe fonctionnel d’équipements, soit à une machinerie isolée. Ainsi s’imposa l’usage de doter dorénavant d’un moteur séparé les trains de puddlage d’un côté, et ceux de réchauffage de l’autre. Le même moteur, pouvait, en revanche, actionner aussi des appareils moins exigeants énergétiquement tels qu’une cisaille ou une presse. Dans les plus grandes usines, où l’on comptait plusieurs dizaines et finalement jusqu’à plus d’une centaine de fours d’une même catégorie, avec un nombre correspondant de laminoirs, le service de ceux-ci fut réparti entre plusieurs moteurs. Les appareils spécialisés, notamment ceux à marche intermittente, tels que ceux nécessaires à la production des rails – machines à percer, à dresser, à poinçonner, etc – furent le plus souvent mus par un moteur séparé. Les marteaux-pilons, qui connurent à partir des années 1850 la très vaste diffusion que l’on sait à tous les stades de la fabrication, constituaient quant à eux des moteurs-machines.

    75Ce fractionnement sélectif de la force motrice mit un terme, ou du moins un frein, pour un temps, dans les forges à la course aux unités de très grandes puissances en matière de machines à vapeur, qui se poursuivait en revanche pour les machines soufflantes de hauts fourneaux. Ainsi à la nouvelle forge du Creusot, où l’on avait, comme on vient de le voir, multiplié les machines de laminoirs, les plus puissantes unités en service dans l’usine ne dépassèrent-elles pas 160 chevaux, alors qu’on en avait déjà rencontré de 500 chevaux dans des établissements moins colossaux, mais régis par le principe de centralisation. Au début des années 1860, la plus grosse machine motrice à vapeur pour laminoirs jamais construite jusque-là, de 1 000 chevaux de puissance nominale, fut établie à la célèbre usine galloise de Dowlais, pour actionner le nouvel atelier à gros fers profilés. Ce fut seulement avec l’essor de la production industrialisée de l’acier suivant les procédés Bessemer et Martin que la tendance au gigantisme des moteurs de forge reprit durant le dernier quart du siècle, en raison des puissances de plus en plus considérables requises pour obtenir des pièces telles que des plaques de blindage… l’on vit alors des machines de laminoirs s’élever jusqu’à 2 000 chevaux – record vers 1880 –, mais jusqu’à 15 000 chevaux à la fin des années 1890 – aux États-Unis dans les deux cas, précisons-le. Mais nous nous trouvons là dans l’ère de l’acier, et non plus du fer à la houille, avec d’autres exigences pour l’organisation des usines.

    76Ce retour à la pluralité des moteurs primaires put aller de pair avec l’utilisation généralisée des machines à vapeur, soit comme auxiliaires, soit de plus en plus comme moteur principal ou exclusif, dans la mesure où avec la récupération des flammes perdues des différents fours en service dans l’usine, la production de vapeur se trouvait largement répartie à travers celle-ci, et où il existait des emplacements de plus en plus nombreux pour disposer des machines. En outre, comme on l’a observé plus haut, la vapeur éventuellement disponible en excédent dans une partie de l’usine pouvait être envoyée vers une autre par des carneaux souterrains.

    77Si une même machine continua fréquemment d’actionner les presses et les cisailles en même temps que le laminoir associé à ces deux derniers types d’équipements, l’on tendit à attribuer sa propre machine à chaque catégorie de trains : une pour les ébaucheurs, une pour les trains marchands, une pour les trains à produits longs spéciaux, une pour les produits plats. Cet agencement paraissait d’autant plus rationnel, du point de vue de l’économie de la force motrice, que la puissance requise variait fortement, nous l’avons vu, de l’un de ces types de laminoirs à l’autre. Mais l’on dota aussi de leur propre moteur des appareillages mécaniques demandant de bien moindres puissances, dont la marche était beaucoup plus discontinue, notamment les diverses machines destinées à dresser et à scier les rails.

    78Cette évolution vers la pluralité des moteurs primaires, visible et délibérée dans le cas de grandes usines entièrement neuves, fut, dans celles créées antérieurement simplement commandée par la nécessité de leur extension. Que celle-ci se soit faite par contiguïté ou par dédoublement, il fallut, dans tous les cas, doter de leurs propres moteurs les nouveaux ateliers, que les moteurs existants n’auraient pas suffi à actionner et auxquels ils n’auraient pu être reliés que par des dispositifs de transmission prohibitifs. Ce mode d’extension se fit aussi bien – notons-le – avec des moteurs hydrauliques qu’avec des machines à vapeur. Dans le premier cas, cependant, la contiguïté prévalut, là où l’on disposait d’un excédent de puissance brute sur la retenue de l’usine existante. Ainsi s’étendirent des usines telles que la Forge Marmont entre 1836 et 1851, Abainville en 1837, Vierzon en 1841. Toutefois, si la rationalité et l’ordonnancement primitifs furent rompus par cet agrandissement dans les deux premières, ils ne s’en trouvèrent pas affectés dans la troisième, où la possibilité de cette extension avait été incluse dans le plan d’origine. Il en alla de même pour l’usine purement à vapeur de Fourchambault. Mais dans bien d’autres établissements de ce dernier type, l’on préféra souvent édifier un nouvel atelier proche, mais disjoint du précédent, voire sur un site nettement plus éloigné (jusqu’à plusieurs centaines de mètres), mais relié par une voie ferrée ou un canal. Si à Alès et à Decazeville, l’on créa un nouvel atelier assurant l’ensemble des opérations à côté de l’ancien, une solution souvent retenue, en cas de dédoublement des surfaces couvertes, consista à spécialiser chacune des halles dans l’une des deux phases de l’affinage : puddlage dans l’une, réchauffage dans l’autre. Ce fut suivant cette voie que s’agrandirent Ancy-le-Franc en 1863, Ars-sur-Moselle et l’Horme en 1859. Le cas extrême fut représenté par le réaménagement complet du Creusot entre 1864 et 1867, qui aboutit à en faire, à l’époque, avec l’usine galloise de Dowlais, le plus grand établissement métallurgique du monde. L’ensemble des opérations resta de la sorte regroupé, on le sait, sous une gigantesque et unique halle, de 380 mètres de long et de 100 mètres de largeur. Sous celle-ci, l’énorme puissance vapeur de quelque 19 000 chevaux – vis-à-vis de laquelle toute centralisation eût été alors inconcevable, était fournie par pas moins de 308 machines. En Grande-Bretagne, l’adoption d’un moteur par train ou groupe de trains de même type s’était imposée dans les grandes usines dès les années 1830. Emmanuel-Louis Gruner et Charles-Romain Lan, qui de leur côté, au début des années 1860, estimaient récente cette tendance, la mettaient au compte de la recherche d’une plus grande régularité de fonctionnement, et en rapport avec l’usage croissant des machines à vapeur horizontales, mieux adaptées aux puissances inférieures permises par la division de la force motrice, en dotant chaque train de son moteur particulier. En France, le schéma central, qui avait encore prévalu dans un certain nombre de cas durant la décennie suivante, fut largement battu en brèche après le milieu du siècle. Aussi bien certains observateurs estimaient-ils dépassées, dans les années 1850, les conceptions ayant présidé à la construction, en 1847, de la célèbre Usine Saint-Jacques, à Montluçon, avec son unique machine de 300 chevaux, qui allait de pair avec un souci d’ostentation architecturale propre à impressionner le visiteur profane, mais sévèrement critiqué par les milieux professionnels pour son caractère somptuaire et le luxe coûteux (3 700 000 francs d’investissement total) de sa construction.

    La recherche de la disposition optimale des équipements

    79Le modèle implicitement ou explicitement mis en œuvre dans les premières générations françaises de forges à l’anglaise ne présentait pas seulement des inconvénients du point de vue de la distribution de l’énergie mécanique. À l’usage, et compte tenu de la taille toujours croissante des installations, ainsi que de la diversification des matériels, il révélait également des imperfections quant à la disposition des différents équipements de production les uns par rapport aux autres, en termes de circulations des hommes, des matières et des produits.

    80En réaction contre un certain nombre de rigidités du schéma qui s’était imposé, dans la pratique puis dans la théorie, au cours des deux décennies précédentes, les techniciens français s’employèrent à imaginer les solutions les plus variées, inspirées avant tout par un souci d’économie du temps, mais aussi parfois d’ergonomie avant la lettre. Parmi celles-ci, les plus caractéristiques concernèrent la position des fours vis-à-vis des autres équipements, sans bien entendu pouvoir s’affranchir de la contrainte primordiale du rejet des fours sur la périphérie, mais en mettant à profit la liberté nouvelle qui s’offrait pour placer les appareillages mécaniques. En cherchant à réduire le plus possible la distance des fours à puddler aux appareils de cinglage (presses et marteaux-pilons désormais) et d’étirage (laminoirs), l’on en vint à concevoir des dispositions de ces fours en ellipse autour de ces équipements mécaniques (Moyeuvre, l’Horme), voire en cercle ou encore en forme de croix grecque, pour les nouvelles halles réservées au puddlage construites en 1859 à l’usine Saint-Paul d’Ars-sur-Moselle. Sur ce dernier site, chaque bâtiment abritait 24 fours répartis en trois groupes qui occupaient chacun l’une des branches de la croix, tandis que la branche antérieure renfermait les trains et les machines motrices. Les effets de ces agencements originaux sur l’architecture extérieure des bâtiments furent variables. Si dans certains cas ils furent mis en œuvre à l’intérieur d’une classique halle rectangulaire, dans d’autres, l’on conforma l’enveloppe extérieure des bâtiments à ces dispositions internes, au point d’aboutir ainsi à des ateliers en rotonde (dont il ne subsiste malheureusement aujourd’hui aucun témoin architectural, et dont l’avènement en sidérurgie paraît d’autant moins surprenant à l’époque qu’il existait le précédent, resté célèbre de nos jours, des remises ferroviaires).

    81Dans un certain nombre d’usines construites ou agrandies à partir de la fin des années 1850, l’on estima préférable, dès lors que les fours à puddler atteignaient un nombre important (supérieur à 20), de pratiquer le puddlage et le réchauffage dans deux halles séparées, voire sur deux sites différents, mais reliées entre elles par le rail ou la voie d’eau. Remaury, directeur des établissements mosellans de la firme Dupont et Dreyfus, recommandait cette formule en déplorant que l’on ait eu tendance à sacrifier le puddlage dans l’organisation antérieure des forges où l’ensemble des opérations étaient regroupées dans un même atelier ; il déclarait en substance que « comme l’industriel voit surtout le produit final, le fer qui sort des cylindres pour aller au magasin, c’est le fer marchand qui a toutes les faveurs, tous les honneurs. Le fer brut semble un accessoire, ce que l’on appelle un intermédiaire, un sous-produit ». Ainsi, suivant le cas, lorsqu’il s’agissait d’une extension, l’on construisit un nouveau bâtiment à côté de l’ancien, ou sur un autre site, cependant que l’usine existante fut spécialisée soit dans le puddlage, soit dans le réchauffage. Outre cette usine d’Ars-sur-Moselle, l’on peut citer comme exemple de forge réorganisée suivant ce dédoublement celle d’Ancy-le-Franc, en 1864, où la vieille forge fut réaffectée au puddlage et la nouvelle au réchauffage, ou encore la division du travail instaurée entre les usines du groupe de Wendel, à l’exception de celle de Styring réunissant encore les deux stades de fabrication : puddlage aux usines de la Platinerie d’Hayange et de Moyeuvre, réchauffage à celles de la fonderie d’Hayange et de Jamailles, tôlerie à celles de Suzange et du Moulin-Neuf.

    82Le souci d’utiliser au mieux l’espace disponible conduisit encore à réduire la place occupée par les moteurs et les transmissions. Là où l’on décida d’employer la force hydraulique, les années 1850 apportèrent des solutions commodes avec la substitution aux roues de turbines – d’autant moins encombrantes qu’elles pouvaient être placées sous le sol de l’atelier – et l’application des systèmes à courroies pour la commande des laminoirs.

    83Dans les ateliers actionnés à la vapeur, l’on chercha à diminuer l’emprise au sol à la fois des machines et des chaudières. Ce furent ces précautions qui, durant les années 1840, valurent leur très large succès dans les forges aux machines à cylindre oscillant, dont la formule avait été lancée par la Maison Cavé, et qui tiraient de leur faible encombrement leur principal avantage sur les imposantes machines à balancier utilisées jusque-là.

    84Témoin caractéristique de cette évolution des conceptions, l’atelier de puddlage de la forge de l’Horme doté des fours en demi-cercle se vit adjoindre, en 1859, deux nouvelles halles contiguës, où les différents équipements étaient agencés suivant une disposition strictement linéaire. Il en alla de même avec la nouvelle forge de Fraisans, datant des mêmes années, dans laquelle, suivant la même configuration, se succédaient dans le sens longitudinal les ateliers de puddlage, de réchauffage, de fabrication des rails et de tôlerie, dotés chacun de leurs machines à vapeur propres.

    85À la fin de la période envisagée ici, le nouveau Creusot et l’usine westphalienne du Phénix à Ruhrort marquèrent les limites atteintes par la structure d’organisation des forges à l’anglaise, avant l’essor des nouvelles aciéries.

    Notes de bas de page

    1En Belgique wallonne et, par contrecoup dans le nord de la France, ce type d’usine était désigné aussi sous le vocable de laminoir, par extension à l’usine de son élément le plus caractéristique.

    2Delavignette Robert, Birama, Paris, NRF, Gallimard, 1955.

    3Verry Maurice, Les Laminoirs ardennais, Paris, PUF, 1955.

    4Cf. sur ce point, Woronoff Denis, L’Industrie sidérurgique en France pendant la Révolution et l’Empire, Paris, Éditions de l’EHESS, 1984.

    5Il y avait aussi au début des années 1840 six feux de ce type à Sainte-Colombe, autant à Fourchambault, encore autant à Vierzon, un nombre égal à l’usine de puddlage dite de la Platinerie à Hayange.

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    2Delavignette Robert, Birama, Paris, NRF, Gallimard, 1955.

    3Verry Maurice, Les Laminoirs ardennais, Paris, PUF, 1955.

    4Cf. sur ce point, Woronoff Denis, L’Industrie sidérurgique en France pendant la Révolution et l’Empire, Paris, Éditions de l’EHESS, 1984.

    5Il y avait aussi au début des années 1840 six feux de ce type à Sainte-Colombe, autant à Fourchambault, encore autant à Vierzon, un nombre égal à l’usine de puddlage dite de la Platinerie à Hayange.

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    Benoit, Serge. « La rationalisation de l’espace de travail à l’ère de la première industrialisation : le cas des forges à la houille dites forges à l’anglaise ». In D’eau et de feu : forges et énergie hydraulique. Rennes: Presses universitaires de Rennes, 2020. doi:10.4000/13ytr.
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