Le système d'usine. Alors qu'avant la révolution industrielle, beaucoup de travail était effectué à la maison, l'utilisation de machines spécialisées a conduit à la concentration des travailleurs sur un site et a également imposé des contraintes géographiques, principalement le besoin d'une source d'énergie à proximité, soit de l'eau ou du charbon. Ainsi, les usines se regroupaient près des rivières ou des gisements de charbon, et l'industrialisation était plus régionale que nationale. Ce nouveau type de production a permis une division accrue du travail et une gestion plus efficace et plus hiérarchisée, réduisant ainsi les coûts de fabrication. En conséquence, de plus en plus de gens pouvaient se permettre des produits manufacturés et la demande pour ceux-ci augmentait.
Fer et charbon. L'amélioration de la production de fer a rendu possible la mécanisation rapide de l'industrie et, comme dans l'industrie textile, la Grande-Bretagne a ouvert la voie. La clé de la prédominance britannique dans la fabrication du fer provenait de leur utilisation du charbon, plutôt que du charbon de bois, dans la fusion - une pratique qui semblait au premier abord un inconvénient. Les fabricants de fer préféraient le charbon de bois car, en tant que combustible végétal, il ne transmettait pas d'impuretés au fer fondu. Cependant, dans l'Angleterre du XVIIIe siècle, les pénuries de bois généralisées rendaient le charbon de bois cher, de sorte que les Britanniques utilisaient le charbon comme combustible de remplacement et tiraient une grande partie de leur fer de leurs colonies nord-américaines. La perte des treize colonies après la guerre d'indépendance américaine (1775-1783) a augmenté la demande d'un moyen d'empêcher le charbon de créer des impuretés dans le fer fondu. Les maîtres du fer ont expérimenté jusqu'à ce qu'ils découvrent comment appliquer de la chaleur indirectement à l'aide d'un four à réverbération, qui séparait le charbon du contact direct avec le fer. Ce processus, connu sous le nom de «flaque d'eau», a été développé par l'Anglais Henry Cort en 1784 et perfectionné dans les années 1790. D'autres améliorations ont rendu le fer fondu au charbon égal ou supérieur en qualité à celui produit avec du charbon de bois et ont permis une expansion rapide de la production de fer anglaise à la fin des années 1790 et une croissance encore plus rapide au cours des premières décennies du XIXe siècle, à mesure que les machines fabriquées à partir de fer devenaient de plus en plus essentia au développement économique.
Puissance de la vapeur. Les expériences des artisans et des sidérurgistes avec du charbon et de nouvelles machines ont eu un impact énorme sur la créativité technologique britannique. L'exemple le plus important était la machine à vapeur. Développée pour la première fois à la fin du XVIIe siècle et améliorée au cours du XVIIIe siècle, la machine à vapeur à charbon a finalement remplacé la dépendance à la force humaine ou animale. Cependant, comme les premières machines à vapeur étaient très inefficaces, elles n'étaient utilisées que dans des endroits où du charbon bon marché était facilement disponible, généralement pour pomper l'eau des mines de charbon. Plusieurs ingénieurs britanniques qualifiés, en particulier ceux qui avaient de l'expérience dans la conception et la construction d'outils de précision, étaient responsables de l'amélioration de la machine à vapeur. Dans les années 1760, John Smeaton (1725-1792), un fabricant d'instruments de Leeds, a amélioré les conceptions de machines à vapeur existantes et a doublé leur efficacité. L'ingénieur écossais James Watt (1736-1819), un fabricant d'instruments de Glasgow, a passé deux décennies à bricoler le moteur, résolvant plusieurs problèmes techniques. Ses améliorations ont sauvé un énorme
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quantité de charbon et a permis de déplacer le moteur. Les entrepreneurs et artisans britanniques ont rapidement adapté la version du moteur Watt mise au point en 1778 pour faire fonctionner toutes sortes de machines industrielles. En constante amélioration, la machine à vapeur était essentielle à la mécanisation industrielle et à l'émergence du système d'usine. Malgré leur mobilité, les moteurs de Watt étaient encore trop gros et produisaient trop peu de pression pour faire fonctionner des véhicules à vapeur. En 1800, l'Anglais Richard Trevithick (1771-1833) a développé une machine à vapeur plus petite et à haute pression suffisamment puissante pour les bateaux à vapeur et les locomotives de chemin de fer, les progrès les plus importants dans le transport de la première ère industrielle.
Chemins de fer. Utilisant la machine à vapeur à haute pression de Trevithick, constamment améliorée par de talentueux ingénieurs britanniques, le chemin de fer est devenu une technologie viable en 1814, lorsque des locomotives à vapeur étaient utilisées pour transporter du charbon dans les mines. L'inventeur des locomotives pour plusieurs mines était George Stephenson (1782-1848), qui en 1825 a conçu le Actif (renommé plus tard Locomotion), qui a tiré le premier train de voyageurs de Darlington à Stockton à une vitesse de quinze miles par heure. En 1829, Stephenson's fusée atteint trente-six miles par heure, remportant une course pour déterminer quelle locomotive serait utilisée sur la nouvelle ligne de chemin de fer entre Liverpool et Manchester, qui a ouvert en 1830. Dans sa première année, cette ligne a transporté plus de quatre cent mille passagers, ce qui rend le transport des gens plus rentables que le transport de marchandises, situation qui existait jusque dans les années 1850. Le succès financier de cette ligne, au cœur de la région en voie d'industrialisation rapide du Lancashire, a stimulé la construction de nouveaux chemins de fer. En vingt ans, un réseau de voies ferrées traversa les îles britanniques; d'autres réseaux se sont rapidement répandus en Europe occidentale et en Amérique du Nord. En 1870, de vastes réseaux ferroviaires couvraient la majeure partie du continent européen, ainsi que les États-Unis, le Canada, l'Australie et l'Inde. À la veille de la Première Guerre mondiale (1914-1918), les chemins de fer reliaient des parties disparates du monde, créant les prémices d'une structure économique mondiale. Comme le maximum
la vitesse du train de chemin de fer est passée de cinquante milles à l'heure en 1850 à près de cent milles à l'heure en 1914, tout comme le rythme de la vie moderne.
Effets économiques et sociaux. Les chemins de fer ont réduit le coût du transport de marchandises lourdes, permettant aux régions éloignées de faire partie d'une économie mondiale. Les chemins de fer transportaient les produits manufacturés et les matières premières plus facilement et à un meilleur prix que jamais. Au fur et à mesure que les marchés s'élargissaient et que les coûts de production baissaient, des usines plus grandes pouvaient être construites, permettant ainsi de plus grands profits potentiels. La facilité et l'accessibilité relative du transport ferroviaire ont permis aux industriels de construire des usines plus éloignées des sources de matières premières et plus proches des consommateurs. En conséquence, les villes se sont développées et, dans de nombreux pays industrialisés, la classe ouvrière urbaine a remplacé les agriculteurs en tant que groupe professionnel le plus important.