Malgré l'association vivante de la vapeur avec la prééminence manufacturière des États-Unis, c'est l'énergie hydraulique qui a jeté les bases des succès industriels du pays. Les abondants sites hydroélectriques de la Nouvelle-Angleterre, combinés à une compréhension de plus en plus sophistiquée de la répartition et de la capitalisation de l'énergie sur ces sites, ont permis à la jeune nation de devenir un géant industriel émergent.
Les débuts coloniaux
L'image de la roue à aubes tournant paresseusement - une image préférée dans les représentations du dix-huitième siècle de la vie à la campagne - dément la convergence de la technologie sophistiquée et des forces naturelles incarnées dans le moulin à eau. L'utilisation d'arbres et d'engrenages pour transmettre la puissance, le choix du site (proche d'une baisse appropriée du niveau du ruisseau ou de la rivière, et suffisamment près de la forêt pour que les eaux de ruissellement se déversent progressivement dans le cours d'eau) et la construction d'autres structures telles que les canaux, les barrages et les étangs de stockage (pour maintenir la capacité d'exploitation à des moments de basses eaux) - tous parlent de la compréhension du meunier de la façon dont les éléments technologiques et les processus naturels pourraient interagir pour effectuer un travail utile. Cela ne veut pas dire que l'intégration des moulins dans l'environnement s'est faite sans heurts: la construction de barrages a perturbé les migrations des poissons et a souvent provoqué l'inondation des terres agricoles en amont.
La technologie de l'énergie hydraulique était également intégrée au développement communautaire. Les moulins ont été parmi les premières structures construites dans une communauté; en fait, c'était un site potentiel d'usine qui a souvent incité à l'établissement d'un règlement. La construction de moulins à eau était motivée par des problèmes fondamentaux de nourriture et d'abri - le broyage du grain et la préparation du bois pour la construction. Le moulin à farine colonial, qu'il soit éolien ou à eau, était une continuation naturelle de la pratique des moulins anglais; la scierie coloniale devait plus à la pratique en Europe continentale. L'énergie hydraulique a également été utilisée pour entraîner des machines à fouler et à carder ainsi que des soufflets et des marteaux de déclenchement dans les métiers du métal.
Échelle et raffinement
À la fin du dix-huitième siècle, la communauté rurale autosuffisante était appréciée comme une sorte d'idéal américain - contrastant fortement avec les villes industrielles dévastées du nord de l'Angleterre. Cet idéal était séduisant mais à peine tenable étant donné la dépendance continue des anciennes colonies à de nombreux matériaux importés; c'est devenu une impossibilité suite à l'embargo commercial de 1807-1809 avec la France et l'Angleterre. Le moulin équipé par Samuel Slater (1768–1835) à Pawtucket, Rhode Island, en 1790 était la première application importante de machines de fabrication de textiles anglaises modernes dans le Nouveau Monde. L'usine de Slater était un groupe de machines interdépendantes à propulsion centrale qui convertissait le coton nettoyé en filé. Les matériaux de structure, la source d'énergie et les méthodes de construction de l'usine étaient tous traditionnels, mais ses équipements et son interconnexion l'ont placé à la pointe du développement industriel américain. L'expertise de Slater, enracinée dans une forme passive d'espionnage industriel (en tant qu'apprenti en Angleterre, il s'était familiarisé avec les machines textiles de Richard Arkwright) sous-tendait la construction d'autres moulins: une plus grande installation pour Oziel Wilkinson et Moses Brown en 1792, puis plusieurs de son propre. Il convient également de noter que le succès de Slater découlait dans une large mesure de l'emploi des enfants - une ligne de conduite qui était attrayante non seulement en termes de bas salaires qu'ils pouvaient être payés, mais aussi pour leur capacité à se déplacer dans des installations mécaniques exiguës. .
La compréhension de base de la machinerie des moulins à eau - dérivée de la pratique européenne et dans une certaine mesure peut-être intuitif - a progressé de manière significative au cours de cette période, stimulée pour Le guide de Young Mill-Wright et Miller par Oliver Evans (1755–1819). Publié pour la première fois en 1795, cet ouvrage combinait des aperçus de divers moulins, des tableaux de calculs et des explications sur les méthodes de construction, et était en quelque sorte un compte rendu écrit de ce qui avait été jusqu'à cette époque une tradition essentiellement orale. Mais cette publication n'était pas simplement enracinée dans l'expérience pratique - elle comprenait également des explications complètes sur le travail révolutionnaire d'Evans dans la conception de moulins à intégration mécanique: le moulin à farine en tant que machine à plusieurs étages, de la taille d'un bâtiment, élévatrice, de transport, de broyage, de tamisage et d'ensachage - tout de celui-ci alimenté de manière centralisée. le Guide resta une référence populaire au milieu du XIXe siècle et joua sans aucun doute un rôle majeur dans la prolifération des moulins à eau américains (d'environ 7,500 1790 en 55,000 à 1840 XNUMX en XNUMX), dont beaucoup étaient construits sur le principe d'Evans.
L'application la plus avancée de l'énergie hydraulique au cours de cette période fut l'installation commencée à côté des chutes Pawtucket sur la rivière Merrimack, dans le Massachusetts, en 1821. Les racines de ce développement se trouvaient dans l'usine de Francis Cabot Lowell de 1813 à Waltham, Massachusetts, qui était la première usine capable de traiter le coton de son état brut au tissu fini. La main-d'œuvre de cette usine était composée de jeunes agricultrices, logées dans les bâtiments de l'entreprise à côté des usines textiles. Cette approche, connue plus tard sous le nom de système Waltham, a permis la concentration d'une main-d'œuvre importante à proximité d'une usine; un roulement fréquent évitait la création d'un prolétariat enraciné. Le site de Pawtucket Falls a été nommé en l'honneur de Lowell, décédé en 1817. Un réseau soigneusement planifié de canaux électriques a été construit par étapes. À côté de ces canaux, des sociétés indépendantes pouvaient construire des moulins, et l'électricité, mesurée en «puissance de moulin», était louée aux propriétaires du réseau de canaux. En 1836, vingt-six usines de textile, ainsi que des ateliers supplémentaires, avaient été établis sur le site. Lowell a non seulement placé les États-Unis à l'avant-garde du développement de l'énergie hydraulique, mais a également jeté les bases de la prééminence de la Nouvelle-Angleterre dans la construction de machines-outils. Une génération de mécaniciens et d'ingénieurs a été formée dans les ateliers d'usinage sur site construits pour entretenir les machines textiles de Lowell, et les méthodes développées dans ces ateliers ont conduit l'ingénierie mécanique américaine à de nouveaux niveaux de précision.
À la fin de cette période, le système Lowell était encore en expansion, mais son échelle et sa sophistication l'avaient déjà placé bien au-delà des usines de subsistance qui caractérisaient l'énergie hydraulique au milieu du XVIIIe siècle. Il convient de noter, cependant, que des moulins rudimentaires étaient encore en construction dans des communautés pionnières, ce qui indique que les progrès de la technologie de l'énergie hydraulique ne mettaient pas nécessairement fin à l'utilisation de formes primitives et de solutions modestes. Et inévitablement, Lowell partageait bon nombre des problèmes de ces sites: un site défini par la géographie plutôt que par la proximité des marchés, les perturbations prévisibles dues aux gelées et aux crues, l'imprévisibilité des inondations et des sécheresses - bref, les types de problèmes intrinsèquement liés à l'utilisation de une source d'énergie naturelle, quelle que soit l'ingéniosité employée.