Nous avons tendance à considérer les artifices 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 depuis longtemps. Vraiment en arrière, inventé dans un monde sans ordinateur, logiciel de CAO ou même électricité. Par exemple, vers 50 après JC, un inventeur nommé Hero – parfois connu sous le nom de Heron – construisit 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 dans le 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 réaliser une production de dix minutes sans assistance humaine.

À propos de Hero

Le héros était grec ou égyptien hellénisé. La plupart de ses écrits que nous connaissons sont en fait des notes de cours pour les 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 la durée de vie de Hero, il y a des incertitudes sur les années où il a travaillé 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 s’est produite 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, Mechanica, n’est connue 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. 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

Compte tenu de la durée de vie de Hero, il est difficile de savoir s’il était un génie ou simplement quelqu’un de doué pour adapter les idées des autres. Pendant de nombreuses années, seul le 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 amusements frivoles ou de la magie de salon. Il y avait des exceptions, comme une pompe fonctionnelle pour la lutte contre les incendies, mais la plupart des articles étaient des instruments de musique automatisés, des marionnettes animées d’animaux 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 sa journée. 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 apprendre aux élèves à 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 inventé tous ces éléments, mais dans le cadre d’une véritable ingénierie, il les a utilisés à bon escient.

Spectacle de marionnettes

Le Automates, ou Théâtre automatique, décrit deux spectacles de marionnettes automatisés différents. L’un s’est déplacé de son propre chef 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 Nauplius dont le fils a été tué par Ajax. Un navire est construit et lancé. Le navire traverse la mer en passant devant des dauphins bondissants. Nauplius allume une fausse balise pour égarer l’équipage et le navire fait naufrage. Enfin, Athéna détruit l’Ajax avec le tonnerre et la foudre. Vous pouvez voir une reconstitution 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 reconstitution 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 grand-chose aujourd’hui, mais sans électricité, le pompage de l’eau est une tâche ardue. La fontaine est une leçon d’hydraulique appliquée. Il y a trois récipients 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 contenants du bas doivent être hermétiques. L’eau qui tombe du récipient du milieu vers le bas crée une pression qu’un tuyau transporte vers le haut du récipient du milieu, forçant l’eau à remonter un autre tuyau vers le récipient supérieur.

Embrouillé? Prenez des bouteilles et des pailles ainsi que des outils courants et regardez la vidéo ci-dessous. Vers 5 h 20, [Dave] explique l’opération très clairement. Bien qu’il puisse sembler que la fontaine ne s’arrêtera jamais, elle le fait 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 inventée. Le aeolipile était une forme brute 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. Lorsque la vapeur sort des jets, le navire tourne.

Vous pouvez en fabriquer un facilement à partir d’une canette de soda, comme l’a démontré Steven Dufresene de Hackaday sur sa chaîne RimstarOrg. Cela fonctionnerait probablement mieux si la canette avait des jets appropriés, mais cela fonctionne clairement assez bien.

Hero les a utilisés, bien qu’ils aient été écrits 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 véritable machine à vapeur.

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, arrêtant l’écoulement de l’eau. Cela 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 permettant d’économiser du travail. Certains pensent cependant que c’était 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 bien plus tard. Bien que les Chinois aient des moulins à vent, par exemple, peut-être dès 400 après JC, ce sera au 9ème siècle avant que les Perses n’utilisent une sorte de moulin à vent horizontal pour moudre le grain et tirer 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 et dont nous ne profitons pas. Pendant ce temps, faire des répliques des appareils de Hero est un excellent sport. Nous avons vu des moteurs utiliser beaucoup plus que des canettes de soda.