Nous avons tendance à considérer les appareils mécaniques comme des produits de la révolution industrielle et la véritable automatisation comme quelque chose que les ordinateurs manipulent. Pourtant, même avant les ordinateurs, l'automatisation existait - utilisant des moteurs de synchronisation, des cames et d'autres engins mécaniques. Mais cela pourrait vous surprendre de savoir qu'il y avait en fait une automatisation sophistiquée qui remonte à loin. Il y a très longtemps, inventé dans un monde sans ordinateurs, sans logiciel de CAO, ni même électricité. Par exemple, vers 50 après JC, un inventeur nommé Hero - parfois connu sous le nom de Heron - a construit des machines alimentées par la vapeur et le vent. Ses inventions comprenaient des distributeurs automatiques et des lecteurs de musique.
Il est difficile d'imaginer quel type de lecteur de musique ou, en fait, de distributeur automatique, vous pourriez construire en 50AD. Certaines des inventions de Hero ont été utilisées dans les temples pour, par exemple, distribuer de l'eau bénite. D'autres ont été utilisés au théâtre pour faire des choses comme allumer automatiquement un feu ou créer des effets de tonnerre. Il y avait même un spectacle de marionnettes entièrement automatisé qui utilisait des cordes nouées pour monter une production de dix minutes sans assistance humaine.
À propos de héros
Hero était soit grec, soit égyptien hellénisé. La plupart de ses écrits que nous connaissons sont en fait des notes de cours pour des cours qu'il a enseignés au Musaeum, la maison de la Bibliothèque d'Alexandrie. Bien que certaines des inventions attribuées à Hero aient peut-être déjà existé, il les a appliquées avec un tel succès que son nom leur est lié ainsi que les appareils et les mathématiques qu'il a développés.
Compte tenu de l'ancienneté de Hero, les années où il a travaillé sont incertaines et une grande partie de son écriture a été perdue ou diluée. Hero a cité Archimède et a lui-même été cité par Pappus, ce qui réduit les années possibles. Cependant, Hero décrit une éclipse lunaire en détail et cela a permis à Neugebauer de calculer que l'observation a eu lieu en 62 après JC.
Son écriture la plus célèbre
Pneumatique
a de nombreux exemplaires survivants, mais le plus ancien date du 13ème siècle. Un autre texte,
Mécanique
, n'est connu que par une traduction arabe d'environ 865 après JC.
L'image de droite montre une page de
Automates
où une figurine distribue du vin et du lait à travers une série de tuyaux et de réservoirs cachés. Cependant, Hero n'était pas seulement un inventeur, il était aussi un mathématicien. Le plus célèbre, il a conçu une formule pour calculer l'aire d'un triangle, a montré une manière itérative de calculer les racines carrées et a articulé un principe important en optique.
Controverse
Étant donné depuis combien de temps Hero vivait, il est difficile de savoir s'il était un génie ou simplement quelqu'un qui sait adapter les idées des autres. Pendant de nombreuses années, seuls les
Pneumatique
était connu. C'est une description très pratique des machines et une partie du matériel provient d'une autre source. Pire encore, la plupart des machines étaient des divertissements frivoles ou de la magie de salon. Il y avait des exceptions, comme une pompe fonctionnelle pour lutter contre les incendies, mais la plupart des articles étaient des instruments de musique automatisés, des marionnettes animales animées et d'autres dispositifs peu pratiques. Apparemment, le livre est également mal organisé.
Pour cette raison, de nombreux érudits ont rejeté Hero comme un inventeur frivole. Cependant, des textes trouvés plus tard montrent que Hero était assez instruit et travaillait avec une technologie sérieuse pour son époque. Peut-être que les jouets étaient des exemples, tout comme nous pourrions écrire un manuel aujourd'hui avec un logiciel pour faire clignoter une LED ou jouer à Tetris pour enseigner aux étudiants comment programmer.
Aujourd'hui, il est généralement admis que Hero était un inventeur en avance sur son temps. Il a compris comment exploiter le vent, la vapeur et la gravité. Il a également compris l'avantage mécanique et une variété de machines simples. Il n'a pas nécessairement tout inventé, mais à la manière d'une véritable ingénierie, il les a utilisés à bon escient.
Spectacle de marionnettes
Les
Automates
, ou Théâtre Automatique, décrit deux spectacles de marionnettes automatisés différents. L'un s'est déplacé de lui-même et montre un temple dans lequel un feu est allumé sur un autel. Le dieu Dionysos verse du vin tandis que des personnages dansent autour de lui au son des trompettes et des tambours.
Un autre spectacle de marionnettes était immobile mais avait des portes qui s'ouvraient et se fermaient pour déclencher chaque scène. La performance raconte le mythe de Nauplie dont le fils a été tué par Ajax. Un navire est construit et lancé. Le navire traverse la mer, passant devant des dauphins bondissants. Nauplius allume une fausse balise pour égarer l'équipage et le navire fait naufrage. Enfin, Athéna détruit Ajax avec le tonnerre et la foudre. Vous pouvez voir une recréation informatique de l'appareil dans la vidéo ci-dessous.
Les théâtres de marionnettes utilisaient un poids de plomb lourd sur un tas de grain qui s'échappait lentement par un trou. Le poids a tiré une corde qui ferait tourner un essieu. Presque toutes les machines utilisaient des cordes et des tambours commandés par l'essieu. Il n'y avait ni ressorts ni rouages, c'était donc une machine très simple avec des effets très complexes. Vous pouvez voir une recréation physique du théâtre en mouvement qui montre certains des détails de travail dans la vidéo ci-dessous.
La corde et les chevilles rappellent les schémas d'automatisation pré-informatique utilisant des moteurs de synchronisation, des cames et des micro-interrupteurs.
Inventions célèbres
L'une des inventions les plus célèbres de Hero était une fontaine mécanique. Cela ne semble pas beaucoup aujourd'hui, mais sans électricité, le pompage de l'eau est une tâche énorme. La fontaine est une leçon d'hydraulique appliquée. Il y a trois navires empilés les uns sur les autres et reliés par des tuyaux. Le bassin supérieur est initialement vide. Le bassin du milieu contient de l'eau et le récipient du bas contient de l'air. Les deux conteneurs du bas doivent être hermétiques. L'eau tombant du conteneur du milieu vers le bas crée une pression qu'un tuyau transporte vers le haut du conteneur du milieu, forçant l'eau à remonter un autre tuyau vers le conteneur du haut.
Confus? Prenez des bouteilles et des pailles ainsi que des outils courants et regardez la vidéo ci-dessous. Vers 5h20, [Dave] explique très clairement l'opération. Bien qu'il puisse sembler que la fontaine ne s'arrêtera jamais, elle s'arrête dès que les niveaux d'eau atteignent un certain point, donc pas d'ancienne machine à mouvement perpétuel ici.
Cependant, l'une des inventions les plus célèbres de Hero est celle qu'il n'a probablement pas réellement inventée. Les
éolipile
était une forme grossière de machine à vapeur. Un récipient d'eau a deux jets en forme de L pointant dans des directions opposées. Le navire est libre de tourner et un feu en dessous fait bouillir l'eau. Au fur et à mesure que la vapeur sort des jets, le récipient tourne.
Vous pouvez en faire un facilement
d'une canette de soda
, comme
démontré par Steven Dufresene de Hackaday
sur sa chaîne RimstarOrg. Cela fonctionnerait probablement mieux si la boîte avait des jets appropriés, mais cela fonctionne clairement assez bien.
Hero les a utilisées, bien qu'elles aient été décrites plus tôt. Cependant, il ne semblait pas l'utiliser pour quelque chose de très pratique. Avec sa compréhension de la vapeur et de l'hydraulique, il était sur le point d'inventer une machine à vapeur appropriée.
Il y avait d'autres inventions dont une qui utilisait le poids d'une pièce de monnaie pour faire basculer un bassin d'eau bénite. L'inclinaison finirait par faire glisser la pièce en arrêtant l'écoulement de l'eau. Ce pourrait être le premier distributeur automatique à pièces. Alors qu'un orgue à vent aurait pu être un peu plus pratique que certaines de ses inventions, ce n'était toujours pas un dispositif révolutionnaire d'économie de travail. Certains pensent cependant qu'il s'agissait de la première machine éolienne.
Bizarrement…
Il semble étrange que pour toute l'utilisation de la vapeur, du vent et de la gravité par Hero, il ne semble pas y avoir beaucoup d'utilisation pratique de la technologie jusqu'à beaucoup plus tard. Bien que les Chinois aient eu des moulins à vent, par exemple, peut-être dès 400 après JC, ce serait au IXe siècle avant que les Perses n'utilisent une sorte de moulin à vent horizontal pour moudre le grain et puiser l'eau. Imaginez une révolution industrielle menée par la Grèce il y a 2000 ans.
Nous devons nous demander quelle technologie nous avons sous le nez aujourd'hui dont nous ne profitons pas. Pendant ce temps, faire des répliques des appareils de Hero est un grand sport. Nous avons vu des moteurs utiliser
bien plus que des canettes de soda
.
