Histoire de l'automobile - Définition

Les débuts de l'automobile

Étymologie et prémisses

Bien que les premiers modèles soient apparus quelques années plus tôt, le mot « automobile » lui-même n'est forgé qu'en 1875 lorsque l'Académie française se prononce sur son genre, masculin en l'occurrence. Néanmoins, en 1901, elle entérine l'usage du féminin. Le terme « automobile » n'est que rarement employé dans le langage courant, et s'est vu remplacé par le terme « véhicule » ou « voiture ». Paradoxalement, les véhicules désignent initialement les engins mobiles mus par une force extérieure, en particulier par les chevaux.

Si l'on s'en tient à l'étymologie du mot automobile, « qui se meut par soi-même », ce serait le petit véhicule à vapeur fabriqué par Ferdinand Verbiest dans le palais de l'empereur de Chine à Pékin vers 1668, qui, le premier, remplit cette condition. Ce véhicule, considéré davantage comme un jouet, est constitué d'une bouilloire fixée sur un petit four et équipé d’une roue à aubes, d’engrenages et de petites roues. Il en décrit le fonctionnement dans l’ouvrage Astronomia Europa de 1668.

De façon plus anecdotique, certains voient dans les publications Codice atlantico de Léonard de Vinci, au XV^e siècle, la première étude d'une voiture sans chevaux. Antérieur à de Vinci, Francesco di Giorgio Martini, ingénieur de la Renaissance, présente dans ses carnets un dessin remarquable connu sous le nom de « l'automobile », vaguement ressemblant à un véhicule à quatre roues.

L'ère de la vapeur

Les balbutiements

En 1769, l'idée de Ferdinand Verbiest est reprise par le français Joseph Cugnot qui présente le 23 octobre ce qu'il nomme son « fardier à vapeur », un chariot propulsé par une chaudière à vapeur. Développé pour le milieu militaire, cet engin autopropulsé est destiné à déplacer de lourds canons. Il atteint une vitesse de 2 000 toises par heure, soit environ 4 km/h, pour une autonomie moyenne de 15 minutes. Le fardier ne possède ni direction, ni freins, si bien qu'il renverse accidentellement un pan de mur lors d'un essai. Un accident qui démontre néanmoins la force développée par ce véhicule de près de 7 mètres de long mais signe la fin de sa carrière.

Le duc de Choiseul, ministre des Affaires étrangères, de la Guerre et de la Marine, est très intéressé par le projet et suit de près cette innovation, dont un deuxième modèle est produit en 1771. Cependant, il quitte son poste un an plus tôt que prévu et son remplaçant ne souhaite pas donner suite au fardier, si bien que ce dernier est stocké à l'arsenal. Le fardier sera par la suite redécouvert par L.-N. Rolland, commissaire général de l'artillerie dans les années 1800, mais Napoléon Bonaparte n'est pas intéressé par cet engin.

La France n'est certes pas le seul pays à développer des modèles à vapeur. L'inventeur américain Oliver Evans est à l'origine de machines à vapeur à haute pression. Il expose en 1797 ses idées sur ces dernières, mais trouve peu d'approbateurs et meurt avant d'avoir vu son invention prendre le rang qu'elle occupe au XIX^e siècle. En 1801, l'Anglais Richard Trevithick présente le premier véhicule routier britannique, équipé de trois roues, pouvant transporter 9 passagers, propulsé à la vapeur, dénommé « London Steam Carriage » et parcourt à son bord 10 milles dans les rues de Londres. Des problèmes fondamentaux concernant la direction, les suspensions et l'état des routes font que l'automobile « routière » est délaissée, laissant place aux chemins de fer.

La France, pionnière

Les progrès réalisés dans le domaine des machines à vapeur incitent certains à se pencher de nouveau sur les véhicules routiers. Dans la logique des choses, c'est en Angleterre, pionnière dans le développement des chemins de fer, que l'automobile à vapeur prend son essor. Néanmoins, le décret de 1839 limitant la vitesse à 10 km/h pour les diligences à vapeur ainsi que le « Locomotive Act » imposant aux véhicules automobiles d'être précédés d'un homme à pied agitant un drapeau rouge mettent un terme à son développement outre-Manche.

C'est donc en France que l'automobile à vapeur reprend son cours. Parmi les plus fameuses adaptations de la propulsion à vapeur, il convient de signaler celles d'Amédée Bollée qui commercialise en 1873 la première véritable automobile à vapeur, un véhicule appelée L'Obéissante capable de transporter douze personnes à une vitesse de pointe de 40 km/h. Bollée conçoit ensuite, en 1876, un omnibus à vapeur dont les quatre roues sont motrices et directrices, puis en 1878 une voiture appelée La Mancelle plus légère (2,7 tonnes) que son premier modèle, qui dépasse facilement les 40 km/h. Exposées à Paris lors de l'Exposition universelle, ces deux voitures sont classifiées avec le matériel ferroviaire.

L'exposition universelle de 1878, à Paris, permet au public et à plusieurs industriels de découvrir pleinement ces nouveaux engins. Les commandes affluent de toutes parts, d'Allemagne tout particulièrement où une filiale Bollée voit même le jour en 1880. Bollée part alors à la conquête du monde et présente ses modèles de Moscou à Rome, de Syrie en Angleterre (1880-1881). Un nouveau modèle est lancé en 1880, dénommé La Nouvelle, pourvu d'une boîte de vitesses à deux rapports et d'un moteur à vapeur de 15 ch.

En 1881, le modèle La Rapide de six places pouvant atteindre 63 km/h est présenté. D'autres modèles suivront, mais la propulsion à vapeur s'avère une impasse en matière de rapport poids/performance. Bollée et son fils Amédée expérimentent bien une propulsion à l'alcool, mais c'est finalement le moteur à explosion et le pétrole qui s'imposent.

Suite aux progrès des motorisations, certains ingénieurs cherchent à réduire la taille de la chaudière. C'est ainsi qu'à l'occasion de l'Exposition universelle de 1889, le premier véhicule à vapeur à mi-chemin entre l'automobile et le tricycle, développé par Serpollet-Peugeot, est présenté. Ce progrès notable est notamment dû à Léon Serpollet qui met au point la chaudière à « vaporisation instantanée ». Il obtient par ailleurs sur le véhicule de sa propre conception le premier permis de conduire français. Son châssis mais surtout l'utilisation qu'on lui consacre à l'époque expliquent que ce tricycle soit généralement considéré comme une automobile. Mais malgré l'ensemble de ces prototypes, l'automobile n'est pas encore réellement lancée ; il faudra pour cela attendre la généralisation d'une innovation des années 1860, qui va bouleverser le cours de l'histoire de l'automobile : le moteur à explosion.

Le moteur à explosion

Principe

À Paris, en 1673, le physicien hollandais Christian Huygens et son jeune assistant Denis Papin mettent au point un dispositif constitué d'un cylindre métallique équipé d'un piston, considéré comme l'origine du moteur à combustion interne. En partant du principe développé par Huygens, l'allemand Otto von Guericke a l'idée d'utiliser, pour faire le vide, non pas une pompe à air, mais une combustion interne produite par le chauffage de poudre à canon. La pression atmosphérique engendre le retour du piston dans sa position initiale, générant ainsi une force.

Le suisse François Isaac de Rivaz, vers 1775, entrevoit le développement de l’automobile. Alors que ses multiples voitures à vapeur n’ont guère de succès du fait de leur manque de souplesse, il s'inspire du fonctionnement du « pistolet de Volta » pour construire ce qui ressemble à un moteur à explosion dont il obtient le brevet le 30 janvier 1807.

En 1859, l'ingénieur belge Étienne Lenoir dépose son brevet d'un « moteur à gaz et à air dilaté », un moteur à combustion interne à deux temps et c'est en 1860 qu'il met au point la première ébauche d'un moteur à explosion, à allumage électrique et refroidissement à eau. Ce moteur inédit est, dans un premier temps, alimenté au gaz d'éclairage. Quelque temps plus tard, Lenoir invente un carburateur permettant de remplacer le gaz par du pétrole. Souhaitant expérimenter au plus vite son moteur, il l'installe sur une voiture rudimentaire, et, partant de Paris, parvient à rejoindre Joinville-le-Pont.

Malheureusement, faute de moyens matériels et financiers, et en raison d'un rendement moteur insuffisant, Lenoir se voit dans l'obligation d'abandonner ses recherches et vend son moteur à différents industriels. Bien que le premier puits de pétrole américain soit foré en 1850, il faut ainsi attendre l’américain George Brayton en 1872, pour imaginer un carburateur efficace utilisant le pétrole, donnant ainsi naissance à la première machine à combustion interne à huile lourde.

Par la suite, Beau de Rochas améliore l'invention de Lenoir, qui souffre cruellement d'un mauvais rendement en raison de l'absence de compression des gaz. Beau de Rochas résout ce problème en mettant au point un cycle thermodynamique 4 temps (admission/échappement - compression - explosion - détente). Étant davantage théoricien que praticien, Beau de Rochas ne sait pas mettre en applications ses théories. Il dépose le brevet en 1862, mais en raison de difficultés financières, il ne peut s'acquitter des redevances de protection de son invention si bien que c'est uniquement en 1876 que l'on voit apparaître les premiers moteurs quatre temps. L’invention théorique du cycle à quatre temps par Beau de Rochas permet enfin d'exploiter véritablement le moteur à explosion. L'allemand Nikolaus Otto devient en 1872 le premier ingénieur à appliquer les principe de Beau de Rochas, selon un cycle désormais connu sous le nom de « cycle Otto ».

Utilisation

En 1876, l'ingénieur allemand Gottlieb Daimler développe, pour le compte de la firme Deutz, le premier moteur fixe à gaz fonctionnant sur le principe présenté par Beau de Rochas. Néanmoins, les moteurs Daimler ne sont pas encore installés sur des châssis qui en feront des automobiles à part entière. Il faudra attendre 1889 pour que René Panhard et Émile Levassor installent le premier moteur à quatre temps - celui de Daimler - sur une voiture à quatre places.

C'est en 1883 que Édouard Delamare-Deboutteville fait circuler sa voiture dont le moteur est alimenté au gaz, mais la durit d'alimentation en gaz ayant éclaté au cours de ce premier essai, il remplace le gaz par du carbure de pétrole. Pour utiliser ce produit, il invente un carburateur à mèches. Ce véhicule circule pour la première fois dans les premiers jours de février 1884 et le brevet est déposé le 12 février 1884 sous le numéro 160267. L'antériorité d'Édouard Delamare-Deboutteville sur Karl Benz est donc, semble-t-il, incontestable. Cependant, cette paternité pour l'automobile est très contestée et il semble que les véhicules développés par Delamare-Deboutteville soient loin de fonctionner correctement, certains explosant lors de leur brève utilisation.

En effet, bien qu'il soit difficile de définir avec certitude la première voiture de l'histoire, il est généralement admis qu'il s'agit de la Benz Patent Motorwagen, produite par Karl Benz, même si le « British Royal Automobile Club » et l'Automobile Club de France s'accordent à dire qu'il s'agit du fardier de Cugnot. En janvier 1891, Panhard et Levassor font déjà rouler dans les rues de Paris les premiers modèles français équipés du moteur Benz. Ce sont les premières voitures à moteur à explosion commercialisées. M. Vurpillod devient ainsi la même année le premier acquéreur d'une automobile Peugeot sous licence Panhard & Levassor, « sans chevaux ». L'histoire semble néanmoins oublier l'inventeur allemand Siegfried Marcus qui, dès 1877, met au point une automobile équipée du moteur 4 temps d'une puissance de 1 cheval, dénommée « machine à carboniser l'air atmosphérique ».

Innovations technologiques

Le pyréolophore est un prototype de moteur, développé par les frères Niépce en 1807, dont l'amélioration progressive donnera lieu à certains des moteurs à combustion interne dont celui mis au point par Rudolf Diesel, le moteur Diesel. Le pyréolophore est un moteur à air dilaté par la chaleur et s'apparente encore aux machines à vapeur. Cependant, celui-ci n'utilise pas uniquement le charbon comme source de chaleur. Dans un premier temps, les frères Niépce optent pour une poudre constituée des spores d’une plante, le lycopode, puis dans un second temps, pour un mélange de charbon et de résine, additionné à du pétrole.

En 1880, le Français Fernand Forest invente la première magnéto d'allumage basse tension. En 1885, on lui doit le carburateur à flotteur et à niveau constant. C'est sur ce principe que seront fabriqués tous les carburateurs pendant plus de 70 ans. Mais l'empreinte majeure de Forest dans l'histoire de l'automobile demeure l'ensemble de ses réalisations sur les moteurs à explosion. On lui doit par exemple l'invention du moteur à 6 cylindres en 1888 et celle du moteur à 4 cylindres verticaux et à soupapes commandées en 1891.

Étant donné que l'automobile est très gourmande en carburant, la nécessité de moyen de ravitaillement se fait sentir. Initialement, les conducteurs transportent eux-mêmes du carburant ravitailleur, qu'ils se sont procuré chez le pharmacien. Un jeune norvégien dénommé John J. Tokheim, travaillant dans une entreprise mécanique, est amené à manipuler régulièrement l'essence stockée dans son atelier. Néanmoins, il est conscient du risque que constitue le stockage de ce liquide inflammable dans un lieu où de nombreuses étincelles surgissent de toutes parts. Il imagine ainsi une cuve de stockage ensevelie à l'extérieur de l'usine, reliée par une pompe à eau modifiée. Son invention lui confère un avantage supplémentaire : celui de connaître précisément la quantité de carburant distribuée. Le brevet est déposé en 1901 : la première pompe à essence est née.

Une innovation majeure fait également son apparition à cette époque : le pneumatique. La société « Michelin et Cie » est fondée à Clermont-Ferrand. Les frères Édouard et André Michelin reprennent l'entreprise de construction de patins à frein pour bicyclettes fondée par leur grand-père et mettent au point le premier pneumatique. En 1895, ils construisent L'Éclair, première automobile équipée de cette invention. Les pneus de l'Éclair sont gonflés à 6,5 kg et s’usent en 150 km sur une voiture roulant à 15 km/h de moyenne. Les deux frères sont persuadés que dans quelques années, toutes les automobiles seront équipées de pneumatiques. L'histoire leur donnera raison.

Bien d'autres innovations voient également le jour : le freinage et la direction s'améliorent significativement, les rayons de bois des roues sont abandonnés au profit de rayons métalliques, l'arbre de transmission remplace l'habituelle chaîne. Les bougies d'allumage, permettant un démarrage à froid optimal, font aussi leur apparition.