//img.uscri.be/pth/484410b5f4f898d470aa7b9d035bc5e28ad92342
Cette publication ne fait pas partie de la bibliothèque YouScribe
Elle est disponible uniquement à l'achat (la librairie de YouScribe)
Achetez pour : 16,99 € Lire un extrait

Lecture en ligne (cet ouvrage ne se télécharge pas)

Cent ans d'innovation dans l'industrie de l'aluminium

De
232 pages
Publié par :
Ajouté le : 01 janvier 1997
Lecture(s) : 121
EAN13 : 9782296337558
Signaler un abus

CENT ANS D'INNOV AnON DANS L'INDUSTRIE ALUMINIUM

Histoire de l'innovation et entreprise sous la direction de Pascal Griset L'innovation constitue un phénomène particulièrement déterminant pour l'évolution des sociétés contemporaines. Le restituer dans sa dimension historique, telle est l'ambition de cette collection. Ouverte aux différentes approches elle s'insère dans une tradition française d'histoire globale où la technologie et l'économique se trouvent au cœur des processus. La mémoire des entreprises constitue un axe majeur d'approche pour les études publiées dans la collection. L'entreprise s'insère en effet dans les systèmes de solidarité, dans les logiques économiques, mais également politiques. En étant attentifs à cette interpénétration des différentes dimensions du processus innovatif, les ouvrages de la collection s'attachent à mieux comprendre les phénomènes qui, de la culture d'entreprise aux politiques industrielles menées par l'État, manifestent l'intensité du dialogue entre technique et société. Pascal Griset est professeur d'histoire contemporaine à l'Université Michel de Montaigne et chercheur associé à l'IHMC. La collection est éditée par l'Institut d'Histoire Moderne et Contemporaine, (IHMC) laboratoire propre du CNRS, associé pour le programme scientifique au Centre de Recherche Aquitain en Histoire Contemporaine (Université Michel de Montaigne, Bordeaux III) et au Centre de Recherche en Histoire de l'Innovation (Université Sorbonne ParisIV).

Sous la direction de Ivan Grinberg, Pascal Griset et Muriel Le Roux

CENT ANS D'INNOVATION DANS L'INDUSTRIE ALUMINIUM

Avec la collaboration de Magali Vautelin

L'Harmattan L'Harmattan Ine 5-7, rue de l'École-Polytechnique 55, rue Saint-Jacques 75005 Paris - FRANCE Montréal (Qc) - CANADA H2Y lK9

Couverture: Croquis de Paul HÉROULT, Principe de l'électrolyse. Première idée de son invention tracée par lui sur son cahier de cours de l'École de Mines (1883).

@ Éditions l'Harmattan, ISBN: 2-7384-5261-2

1997

INTRODUCTION

GÉNÉRALE
par Ivan GRINBERG

L'histoire de l'aluminium offre un saisissant concentré d'histoire du XXe siècle. Elle est intimement liée à des faits de civilisation comme l'essor de l'aéronautique et des transports, le développement des équipements de loisir, la naissance du packaging, l'industrialisation du bâtiment. Ce ne sont là que quelques exemples de la pénétration d'un matériau auquel ses inventeurs prédisent, dès 1859, un destin particulier. Le chimiste Henri Sainte-

Claire Deville écrit alors: « Entre les métaux communs et les métaux précieux, il n'existe aucune matière intermédiaire (...) Il y a quelques années, au moment où le hasard me faisait découvrir quelques-unes des propriétés si curieuses de l'aluminium, ma première pensée fut que j'avais mis la main sur ce métal intermédiaire dont la place serait faite dans les usages et les besoins des hommes, le jour où l'on connaîtrait le moyen de le faire sortir du laboratoire des chimistes pour le faire entrer dans l'industrie» (1). Cette « entrée en industrie» se fera en deux étapes principales. L'une, au tournant des années 1860, est l'œuvre d'entrepreneurs en relation directe avec Henri Sainte-Claire Deville, qui a mis au point le premier PJocédé de fabrication « économique» du métal. Le savant, professeur à l'Ecole normale supérieure, s'intéresse autant à l'élégance des techniques d'obtention du métal qu'aux conditions de son développement économique: « Quant à la place qu'il doit occuper dans nos usages, elle dépend de l'estime qu'en fera le public, et du prix auquel il sera livré au commerce. C'est là que l'expérience et le temps doivent seuls intervenir pour donner la solution du problème que je me suis posé» (2). La deuxième étape intervient à la fin du siècle, quand les effets de la « révolution électrique », et en particulier l'invention de la dynamo, offrent la possibilité d'obtenir de l'aluminium par un nouveau procédé. En quelques années, celui-ci fait chuter dramatiquement le prix de revient. Charles M. Hall aux États-Unis, Paul Héroult en France mettent au point au même moment la fabrication électrolytique du métal en bricolant sur des machines des expériences que leurs aînés avaient pressenties sans pouvoir les réaliser. Nous sommes en 1886. On peut situer à ce moment précis le début de l'âge industriel de l'aluminium, mais aussi l'innovation fondatrice d'une chaîne qui se perpétue jusqu'à nos jours: le procédé est encore utilisé et ne paraît pas menacé d'être supplanté. En consacrant un colloque à cent années d'innovation dans l'industrie de l'aluminium, nous avions l'ambition de nous interroger sur les modalités et le~ spécificités de ce qui nous paraissait constituer un trait dominant de l'industrie de l'aluminium: une tradition innovatrice dont il convenait de saisir les étapes et le rythme. Mais ce trait ne vaut pas pour le seul secteur de la production du métal. Henri Sainte-Claire Deville avait prévenu les promoteurs de la nouvelle industrie: « L'introduction d'un nouveau métal dans les habitudes de la vie est une opération d'une difficulté extrême ». Dès son apparition l'aluminium est confronté à son image dans le public. « Au commencement, on a trop 5

CENT ANS D'INNOVATION DANS L'INDUSTRIE DEL' ALUMINIUM

compté sur l'aluminium dans certaines publications où on en a fait un métal précieux, plus tard on l'a déprécié au point de le considérer comme attaquable par l'eau pure. La cause en est dans ce désir que chacun avait de voir sortir de l'argile des champs un métal supérieur à l'argent lui-même. L'opinion contraire a pu s'établir grâce à des échantillons impurs d'un métal qui est difficile à préparer et dont l'analyse est toujours délicate» (3). De quelques kilos vers 1860, sa consommation atteint aujourd'hui dix-huit millions de tonnes, ce qui le place au premier rang des métaux nonferreux et en seconde position après l'acier. Nous avons voulu comprendre ce qui a permis de surmonter cette « difficulté extrême» dont Paul Héroult se fait l'écho dans le seul texte qu'il ait jamais publié et que nous publions en ouverture de ces actes: «L'aluminium à bon marché» (4). Par quels processus d'innovation ce métal s'est-il imposé face à d'autres matériaux admis par l'usage, comment a-t-il contribué à la naissance de nouveaux objets ou de nouvelles pratiques. En bref, comment sont nés les marchés qui ont nourri son essor. Enfin, il nous a semblé qu'on ne pouvait négliger, dans une réflexion sur l'innovation, de mettre en lumière les acteurs du changement. On pense bien sûr aux individus, mais aussi à cet acteur collectif qu'est l'entreprise. Fortement capitalistique, l'industrie de l'aluminium s'est développée d'emblée dans l'univers de la grande entreprise. Si celle-ci fonde sa pérennité sur l'excellence technique et économique, elle doit aussi son développement à l'imagination, à l'innovation dans des domaines non techniques: les structures juridiques, les relations sociales, les mécanismes économiques. Nous avons voulu nous interroger, en invitant à ce colloque des acteurs de ce type de changements, sur les interactions à l'œuvre dans l'entreprise. Procédés, produits, entreprises: tels sont les trois terrains d'investigation autour desquels se sont concentrés nos débats. Historiens et hommes d'entreprise ont eu le loisir de confronter leurs visions de l'histoire, de contribuer à mieux connaître une industrie dont l'importance économique est proportionnellement inverse à sa notoriété. De trop rares recherches ont en effet jusqu'ici pris l'industrie de l'aluminium comme cible d'une investigation historique approfondie. Nous devons souligner le rôle joué par la Chambre syndicale de l'aluminium - qui regroupe les principales entreprises du secteur - et par le groupe Pechiney dans la mise en place d'une structure dédiée à la recherche historique et la préservation du patrimoine. L'Institut pour l'histoire de l'aluminium, créé en 1986, s'emploie à favoriser les travaux universitaires mais aussi à recueillir et mettre en valeur la mémoire de cette industrie. L'Institut pour l'histoire de l'aluminium a trouvé, avec le Centre de recherche en histoire de l'innovation et l'Institut d'histoire moderne et contemporaine, des partenaires indispensables pour l'organisation de ce colloque. Nos remerciements s'adressent tout particulièrement à Pascal Griset pour la part essentielle qu'il a prise dans la préparation, la direction scientifique de ces journées et enfin leur publication. Nous exprimons enfin notre reconnaissance à la société Gaz de France, et à Francis Gutmann, son président, qui a accueilli nos débats dans ses locaux. 6

INTRODUCTION

GÉNÉRALE

NOTES

1. SAINTE-CLAIRE DEVILLE(Henri). De l'aluminium, ses propriétés, sa fabrication et ses applications. Mallet-Bachelier éd., Paris, 1859. 2. Idem, p. 175. 3. Idem.
4. HÉROULT (Paul), «L'aluminium à bon marché », pp. 9-15 de cet ouvrage.

7

PRÉAMBULE: L'ALUMINIUM

IL Y A UN SIÈCLE... À BON MARCHÉ
par Paul HÉROULT

Plusieurs personnes, entre autres M. Tauzin, ingénieur en chef directeur de l'École des Mines de Saint-Étienne, m'ayant demandé une notice sur l'aluminium, je me rends à leur désir en faisant remarquer toutefois que la littérature sur la matière abonde. Elle laisse, if est vrai, soit par incompétence des auteurs, soit pour d'autres raisons, un certain nombre de lacunes à combler et quelques injustices à réparer. Je ne parlerai dans cette notice ni de Wœhler, ni de Sainte-Claire Deville, dont les travaux sont connus de tous ceux qui, de près ou de loin, se sont occupés de la question. Cette histoire de l'aluminium à bon marché sera forcément un peu personnelle, l'auteur lui-même étant tellement mêlé à la question qu'il lUI est difficile d'éliminer ses opinions et sa personnalité. En 1886 l'aluminium valait 80 francs le kilo; en 1887, 25 francs; en 1888, 15 francs; en 1889, 12 francs; en 1890, 6 francs; à l'heure actuelle, environ 3 francs. Et l'industrie nouvelle n'a pas dit son dernier mot. En 1886, l'industrie de l'aluminium, localisée à Salindres (Gard), occupait 3 ouvriers; aujourd'hui, plus de 4 000 personnes sont employées dans différentes usines, tant à la productzon du métal lui-même qu'à celle des matières premières servant à sa fabrication. En 1886, il se consommait dans le monde entier environ 1 500 kilos de 1nétal. En 1899, la consommation a dépassé 5 000 tonnes. En 1886, l'aluminium était employé à la confection de tubes pour lorgnettes de spectacle, de bijoux et de 9uelques pièces d'appareils de précision. A l'heure actuelle, tant en France qu'à l étranger, 2 500 tonnes d'aluminium sont employées dans les aciéries; une quantité sensiblement égale est utilisée dans l'équipement militaire et la bimbeloterie, pour la fabrication tie batterie de cuisine, d'objets rares, de pièces mécaniques, etc. L'aluminIum n'a pas jusqu'à présent justifié son titre de métal de l'avenir; il a pris une place modeste dans le commerce des métaux, remplaçant, pour des applications particulières, tantôt le cuivre, tantôt le fer, l'étain ou le zinc. En tout cas, il joue un rôle important dans la fabrication des alliages; mais nous pouvons entrevoir le jour où son application deviendra générafe pour les conducteurs électriques aériens. En effet, sa conductibilité à section égale est de 60 % de celle du cuivre. En comparant les densités, nous voyons qu'une ligne électrique en aluminium pèserait, à conductibilité égale, moitié moins qu'une ligne en cuivre; il a donc au Y cours actuel un avantage évident pour l'aluminium. Ce n'est d'ailleurs pas le seul avantage de ce métal; la comparaison des poids et des résistances à la traction montre que son emploi permet d'augmenter les portées. Le cuivre a une résistance à la traction de 35 kilos mais il faut qu'il supporte son propre poids, qui est élevé puisque sa densité est de 9 ; l'aluminium n'a qu'une résistance moindre, mais aussi sa densité n'est que de 2,6 ; le fil d'aluminium peut donc supporter une charge 2 fois 1/2 plus grande que le cuivre. Pour la même lzgne, les poteaux et isolateurs sont deux fois moins chargés avec l'aluminium qu'avec le

9

CENT ANS D'INNOVATION DANS L'INDUSTRIE DE L'ALUMINIUM

cuivre. On a donc la possibilité de diminuer le nombre des poteaux sans les
surcharger ni exagérer la tension des fils.

Bien que cette application ne soit pas encore généralisée, il y en a, à l'étranger surtout, d'assez nombreux exemples, et les quelques insuccès constatés proviennent beaucoup plus de l'inexpérience des conditions d'emploi que des défauts du métal. Il n'est pas étonnant, en présence du succès de cette industrie, que les
revendications de priorité aient été nombreuses. Je solliciterai l'indulgence du lecteur à l'égard d'un praticien qui prend la plume pour la première fois, probablement aussi pour la dernière sur la matière, et qui réclame sa modeste part dans le progrès accompli. Comme tous les champs inexplorés, l'aluminium à bon marché a vu passer beaucoup de chercheurs et d'enthousiastes. La plupart des inventeurs, dont la nomenclature serait fastidieuse du reste, n'ont fait que des essais qui ne sont pas sortis du domaine du laboratoire, ni le plus souvent de la littérature technique. Pourtant un certain nombre de personnes ont acquis par l'aluminium une notoriété qui fait qu'on ne peut les passer sous silence. Tels sont, par ordre de date, croyons-nous, les précurseurs en question: _ Lontin, d'abord, un électricien de mérite qui eut l'intuition des procédés modernes. Il songea le premier à l'alumine comme matière première, il cite dans son brevet nombre de fondants, et nul doute, dans mon esprit, qu'il n'ait entrevu la véritable solution. Malheureusement il échoua, faute de connaissances chimiques suffisantes. _ Lossier de Genève, Graban de Hanovre, qui ont tous les deux fait preuve, par la multiplicité de leurs brevets, d'une imagination extraordinaire. Gractzel de Brême, qui a touché à la question et a même produit un procédé _ pour la fabrication du magnésium, qui a survécu. Minet, qui s'est fait une réputation dans la matière, a repris l'étude du procédé Lontin. Il a été pendant plusieurs années directeur de l'usine des frères Bernard, à Saint-Michel, et a surtout beaucoup écrit. Il me reste à citer deux inventeurs qui furent les véritables précurseurs de l'industrie nouvelle. Leurs procédés, qui ont eu leur heure de retentissement, se rapprochaient très sensiblement des conditions de la pratique actuelle et leur originalité est incontestable. Ce sont le docteur Kleiner, de Zurich, et les frères Cowles, de Cleveland (Ohio). Le docteur Kleiner, en 1886, décomposait la cryolithe en se servant d'un creuset de graphite ordinaire, dans lequel l'opération était ménagée de façon que les parois du creuset fussent protégées contre l'action dissofvante ele l'électrolyte par une couche de poussière de cryolithe. L'aluminium se déposait sur une cathode en cuivre refroidie; l'anode était en charbon. Ses idées furent reprises en 1888 par le docteur Kiliani. Celui-ci employa un appareil dans lequel la cathode en cuivre était é~alement refroidie par un courant d'eau, le creuset lui-même était protégé contre I action de r' électrolyte par le refroidissement qui produisait une couche solidifiée contre les parois. Le procédé fut même appliqué à l'usine Neuhausen avec I adjonction d'une anode tournante. Néanmoins on renonça bientôt à ces complications pour en revenir aux creusets de charbon. Le procédé Kleiner péchait par deux côtés: d'une part le prix élevé et la pauvreté en aluminium de la matière première, d'autre part le faible rendement. Dès 1884, les f!ères Cowles décrivent un procédé au moyen duquel on obtient des alliages d'aluminium, la réduction de tous les métaux, la fabrication de tous les carbures. A la même époque, des usines importantes à Cleveland (Ohio) et à Miltonon-Trent (Angleterre) commencèrent à produire des alliages d'aluminium à des

_

10

PRÉAMBULE: IL Y A UN SIÈCLE... prix relativement bas. Ces fabrications ont dispanl depuis, devant la concurrence faite par les procédés nouveaux; il en a été de même pour les usines anglaises, qui en 1888 et en 1889 avaient perfectionné avec Castner et Netto les procédés chimiques de Sainte-Claire Deville. En sommet il n'a survécu qu'un procédé appelé en Europe procédé Héroult., en Amérique procédé Hall. Il consiste en la décomposition électrolytique, dans un vase en charbon, de l'alumine en solution dans la cryolithe fondue au rlloyen d'une anode, non pas soluble, mais combustible, en charbon. Il a été décrit et breveté en avril 1886/ tel qu'il s'applique encore aujourd'hui sans modifications essentielles. Il est appliqué en Amérique sous le nom de procédé Hall et ceci par suite d'une disposition particulière de la loi américaine sur les brevets. En effet, 18 mois après la publication en Europe et en Amérique des brevets Héroult, l'inventeur américain fut admis à faire la preuve qu'à l'époque de la prise dudit brevet, il avait imaginé le même procédé. La preuve fUt faite au moyen d'une lettre privée adressée à son frère, et il fut répondu à la protestation de l'inventeur français qu'il était également admis à faire la preuve, mais seulement en produisant un document imprimé et public établissant qu'il antidatait son adversaire. La disposition de la loi américaine n'admettant pas le témoignage d'étrangers est justifiée par ce fait qu'ils ne sont pas passibles de pénalités, en cas de faux témoignage. D'autre part, la faculté pour ['inventeur européen de produire un document publié est illusoire, les dispositions de toutes les lois européennes en matière de brevets considérant ledit document comme un cas de nullité. En ce qui concerne les contrefaçons, la divulgation des peifectionnements et des tours de main qui auraient été la conséquence a' une action Judiciaire explique suffisamment pourquoi les sociétés européennes s'en sont abstenues. On peut dire que l'invention des procédés actuels était dans l'air en 1886. En eff~t, à cette époque, la décomposition des chlorures par Bunsen et Sainte-Claire Deville était connue. On avait d'autre part sur la thermo-chimie, grâce aux travaux de Fabre et de Silbermann, à ceux de Berthelot, des notions assez exactes. La machine dynamo existait. Il restait donc relativement peu de chose à faire pour en arriver au point oÙ nous en sommes. De plus, l'aluminium était connut comme aussi les matieres premières employées à sa fabrication: l'alumine et la cryolithe. Persuadé par les considérations cl-dessus qu'il était possible de faire de l'aluminium par électrolyse, j' essayait après de nombreux insuccès en solution aqueuse, de decomposer par le courant les sels hologènes fondus. Il faut se souvenir qu'à cette époque, l'industrie électrique était tout au plus adolescente. Les plus gros charbons qu on pouvait se procurer ne dépassaient pas cinquante millimètres de diamètre. Les rares creusets disponibles dans les laboratoires et chez les marchands étaient faits en tournant et creusant un morceau de charbon de cornue. Parmi de nombreux déboires, j'eus un encouragement lorsque, en essayant d'électrolyser la cryolithe fondue, la cathode en fer fondit en laissant échapper le contenu du creuset. La température à laquelle J'opérais et les quelques éléments Bunsen dont je me servais à l'époque n'étaient pas suffisants pour expliquer la fusion du fer. L'examen des débris de la cathode en question permettait de croire qu'il s'était formé un alliage. A quelques jours de la, ayant essayé d'abaisser la température de l'électrolyte en y mélangeant du chlorure double d'aluminium et de sodIum, j'eus la surprise de constater que l'anode en charbon portait des traces évidentes de corrosion. J'en conclus que j'avais eu affaire à un oxyde dont la réduction s'était opérée aux dépens de l'anode. Vérification faite, il se trouva que ce que j'avais acheté pour du chlorure double était en réalité de l'alumine provenant

Il

CENT ANS D'INNOVATION

DANS L'INDUSTRIE

DE L'ALUMINIUM

de la décomposition dudit chlorure par I 'humidité. De là au procédé actuellement suivi pour la fabrication de l'aluminium, il n'y avait qu'un pas. Ce pas fut néanmoins difficile à franchir, et 1'histoire détaillée de l' epoque qui SUiVIt serait fastidieuse. Mes connaissances pratiques en chimie étaient limitées à ce que peut savoir un étudiant de 23 ans non spécialiste. Il n'est pas étonnant, dans ces conditions, que mon premier brevet étant pris, j'aie cherché appui et conseil auprès de personnes faisant autorité dans la matière. M. Pechiney de Salindres, auquel je

proposai mon affaire, me dit:

«

L'aluminium est un métal à débouchésrestreints, il

s'emploie à faire des tubes de lorgnettes, et que vous le vendiez 10 francs ou 100 francs le kilo, vous n'en vendrez !!ras un kilo de plus. Si vous faisiez du bronze d'aluminium, ce serait une autre allaire car il s'emploie des quantités considérables de bronze, et si vous en faisiez a bon marché, nul doute que l'affaire ne soit intéressante ». J'avais fait quelques expériences encourageantes de ce côté; j'abandonnai l'aluminium pur pour une série de nouveaux travaux qui aboutit, en 1887, à une addition à mon premier brevet. Cette addition décrivait un système de four électrique et un procédé permettant de réaliser la fabrication continue par l'électricité des alliages d'aluminium et en. général de tous les corps difficilement fusibles ou réductibles. Ce système, bien que précédé par le creuset électrique de Siemens et le four Cowles, avait des côtés origInaux, tels que le trou de coulée, qui en ont fait le matériel obligatoire de toute l' éfectro-métallurgie actuelle. C'est ainsi que toutes les fabriques de carbure ont des creusets en charbon à électrode
supérieure mobile et trou de coulée.

C'est en cet état que l'invention alla en Suisse où, pendant un an, je ne m'occupai guère que de bronze d'aluminium. Ayant compris à la fin que là n'était pas le nœud de la question, mais bien dans l'aluminium pur, le procédé de 1886 fut repris avec la collaboration du docteur Kiliani. A ce propos, la théorie de la réaction ayant été controversée, je me permettrai d'énoncer la mienne: plusieurs auteurs ont prétendu que l'alumine n'était pas électrolysée; ceci en contradiction avec l'énoncé de mon brevet dans lequel je parlais effectivement de l'électrolyse de l'alumine. Or, j'ai prouvé que l'alumine ~tait électrolysable en fondant par l'arc et décomposant de l'alumine par le courant. J'obtenais des quantités, faibles il est vrai, de métal, mais néanmoins indéniables (ces quantités étaient de plusieurs centaines de grammes). De là à dire que, dans le procédé actuellement suivi, c'est une pure et simple électrolyse de l'alumine qui a lieu, il y a un pas. En effet, si nous faisons l'électrolyse de la cryolithe seule, nous obtenons de l'aluminIum et il n'apparaît pas de fluor. Le fluor s'est donc fixé pour former avec le fluorure de sodium en excès (en excès par suite de la disparition du fluorure d'aluminium) un composé fixe à la température considéree. Ce composé peut être mis en évidence en broyant la masse refroidie et la faisant digérer dans l'eau. On obtient alors une partie insoluble a'!jant tous les caractères et la composition de la cryolithe, et une partie soluble qui n est autre que du fluorure acide de sodium. D'autre part, si l'expérience a lieu à température élevée, on n'obtient pas d'aluminium. On constate. en revanche un dégagement de vapeur de sodium. La conclusion à tirer de ces expériences, au point de vue de l'explication cherchée, est donc que l'électrolyse a pour effet de précipiter, sur la cathode, du sodium qui, s'il est à l'état liquide, réduit le fiuorure d'aluminium. Dans ce cas, il n'apparaît que ce dernier métal. Si la température est plus haute, le sodium apparaît en vapeur et la réduction du fluorure d'aluminium n'a pas lieu, faute de

temps et de circonstances favorables. Dans ce cas, il y a probablement 12

PRÉAMBULE: IL Y A UN SIÈCLE... dédoublement de la cryolithe puisque, bien que le fluorure de sodium ne soit pas en excès, le fluor est quand même fixé par l'électrolyte. Ceci posé, le rôle de l'alumine est facile à expliquer. En effet, d'une part, nous avons un composé liquide contenant du fLuor en excès; d'autre part, de l'alumine et du charbon; il est évident que si les chaleurs de formation de l'alumine et du fluorure sont comparables, nous aurons en faveur de la conversion de l'alumine en fluorure, ce qui fait que l'oxygène de l'alumine pourra brûler au contact de l'anode. En réalité, c'est bien ce qUl se passe, et la réaction en question, bien que secondaire, n'a lieu qu'au contact du positif en charbon. Une autre constatation vient à l'appui de la théorie ci-dessus, c'est que le bain, bien que composé d'éléments théoriquement saturés et incapables de réaction sur l'aluminium, en a une démontrée par ce fait qu'il a une force contre-électro-motrice, et que le rendement en ampères n'est pas

théorique. L'industrie de l'aluminium a largement préparé le terrain à
l'électro-métallurgie en général. C'est à Neuhausen qu'on a pour la première fois établi un groupe hydroélectrique de 500 chevaux. Le progrès a marché depuis 1887 ; il n'en reste pas moins à l'actif de l'aluminium d'avoir provoqué l'étude et l'aménagement de grandes forces naturelles auparavant sans emploi. Au début, les charbons de dimensions importantes étaient introuvables, et la question se posa avec acuité dès qu'on voulut sortir du domaine de l'expérience: ce jut tout un métier à apprendre. De même il fallut des machines dynamos spéciales, et créer un matériel complet d' électro-métal(urgie. Il est facile de comprendre que les usines d'aluminium étaient parfaitement préparées pour l'industrie du carbure, dès qu'elle leur fut révélée par les communications de Wilson et de Moissan. Ce sont en effet les susdites USlnes qui alimentèrent l'Europe de carbure de 1891 à 1896. En France, deux sociétés fabriquent l'aluminium: la Société d' Alais et de la Camargue, à Saint-lvJichel-de-Maurienne, qui produit son alumine à Salindres (Gard), et la Société Electro-Métallurgique française dont les usines h¥drauliques sont à Froges (Isère) et à La Praz (Savoie), et qui fabrique son alumine a Gardanne (Bouches-du- Rhône). En Suisse, en Allemagne et en Autriche, la Société pour l'industrie de l'aluminium de Neuhausen a ses usines hydrauliques à Neuhausen (Suisse), à Rheinfelden (duché de Bade), à Gastein (Autriche), et reçoit son alumine de l'usine Bergius en Silésie. En Angleterre, la British Aluminium Company a son usine hydraulique à Foyers (Écosse) et fabrique son alumine à Lame-Harbour (Irlande). Elle a de plus les usines de Greenock et de Milton-on- Trent où se font les charbons et le laminage

du métal.
En Amérique, la Pittsburgh Reduction Company a son usine hydraulique à Niagara Falls et reçoit du dehors l'alumine et les électrodes. Je dois encore nommer les personnes qui, tant au point de vue technique qu'au point de vue financier, ont prêté leur concours à l'industrie nouvelle. D'abord, ]v( Gustave Naville, chef de la maison Escher Wyss, et le colonel Huber d'Oerlikon. Ce furent les fondateurs de la Société MétallurgÙI.ue Suisse qui établirent la première usine d'aluminium à Neuhausen, près de Schaffhouse. La Société Électro-Métallurgique française fut fondée par M. Gustave Munerel et s'est développée sous l'aamlnistration de M. Émile Vielhomme.

13

CENT ANS D'INNOVATION

DANS L'INDUSTRIE

DE L'ALUMINIUM

La Société anglaise a été fondée par M. Ristori, avec l'appui de Sir William Thomson, devenu depuis Lord Kelvin. De son côté, M. Hall, en Amérique, reçut ['appui financier de M. Hunt de Pittsburgh. Au point de vue technique, trois personnes ont pris une part importante dans les perfectionnements successifs qui ont amené l'industrie de l'aluminium au point où elle en est. Ce sont le docteur Kiliani etM. Frei de Neuhausen et M. Victor Arnould, chef de fabrication à l'usine de La Praz. Pour terminer, il me reste à dire que les différentes usines, qui emploient environ 50 000 chevaux hydrauliques, ont proauit l'année dernière plus de 5 millions de kilos d'aluminlum représentant une valeur de 16 millions de francs, et que les bénéfices accusés dépassent 5 millions pour un capital engagé de 38 millions.

14

PREMIÈRE PARTIE

LA MAîTRISE DU COMPLEXE: FILIÈRES, PRODUITS ORGANISATION ET

DE LA RECHERCHE

DE L'INNOVATION DIFFUSE À LA RECHERCHE STRUCTURÉE: ÉVOLUTION D'UNE IDÉE
par Muriel LE ROUX

Si l'innovation et ses processus ont été abondamment étudiés par les économistes, la recherche industrielle est longtemps restée hors du champ de leurs préoccupations. C'est au début des années 1970, alors que la recherche et le développement devinrent de plus en plus coûteux qu'ils devinrent objets d'études, de calculs économiques de la part de consultants et des DG puis des sciences humaines. C'était reconnaître qu'il s'agit d'un outil stratégique de la vie industrielle au même titre que la fabrication ou le

marketing. « Car l'entreprise qui ne fait pas de recherche (au sens large,
recherche, recherche appliquée et développement) se condamne à dépérir» (1). Cependant, «la recherche pas plus que la fabrication ne saurait être un objectif de Pechiney, mais seulement un moyen parmi d'autres pour développer son savoir-faire technique... » (2) car dans ce savoir se trouvent la puissance d'aujourd'hui et les perspectives de demain. Pourtant, si aujourd'hui cette notion recouvre une pratique concrète et quotidienne, et si elle est clairement perçue, cela n'a pas toujours été ainsi. Cependant cette activité a toujours été présente dans le groupe (3). Nous avons retenu le sens le plus large du mot « recherche» : c'est-àdire toute activité intellectuelle qui a pour but de trouver. C'est la seule définition acceptable pour comprendre la genèse de l'histoire du groupe. Sinon cela nous conduit à évacuer près de 40 ans de son histoire. Ce que l'on appelle aujourd'hui la R & D recouvre tout le processus créatif depuis l'idée, en passant par l'invention qui est un acte scientifico-technique, jusqu'à l'innovation, phase de développements industriels qui est l'acte économique. En soi, il justifie tout le travail amont et doit permettre à l'entreprise de faire des profits ou tout au moins de prospérer. On peut objecter deux faits:

10) On peut innover sans faire de recherches. Ceci est faux. Il y a
bien longtemps que l'inventeur solitaire et génial a disparu des sphères industrielles. L'innovation est maintenant le fruit d'échanges d'informations aussi bien entre universités et industries qu'entre les industries elles-mêmes, qu'à l'intérieur de l'entreprise. 2°) Certaines entreprises ne font pas de recherche. Ceci est exact. Mais il semble qu'elles aient une longévité moindre (PCAC a été fondée en 1854 !) et qu'elles n'aient pas pour ambition de jouer un rôle de premier plan au niveau national puis international alors que cela a toujours été une volonté majeure affichée pour Pechiney. De plus, l' histoire de l'organisation de l'industrie de l'aluminium montre qu'il n'y avait pC!sde place pour des entreprises non innovantes. En France comme aux Etats-Unis elles ont toutes été absorbées. Cependant, l' histoire de la recherche n'a pas été linéaire. Son organisation a sans cesse été en mouvement. En recherchant les causes de celui-ci, deux périodes, avant et après la Seconde Guerre mondiale, semblent se dégager. 17

CENT ANS D'INNOV ATlaN DANS L'INDUSTRIE DE L'ALUMINIUM

I

- INNOVATION

DIFFUSE:

TENTATIVE D' EXPLICA TION

Dès l'origine et selon la définition retenue, la recherche a été présente dans les usines d'aluminium. Bien sûr, elle n'était pas organisée en laboratoire. Elle se faisait de façon diffuse. Chaque usine du groupe, aidée des laboratoires d'essais et de contrôles et du SRF/LRF (créé en 1923), faisait de la recherche. Les brevets déposés et les innovations apportées sont là pour l'attester. La pratique courante et même encouragée par la DG était d'isoler une ou deux cuves dans l'usine et de travailler selon les besoins du moment (4). De plus, on ne pouvait effectuer les recherches sur du matériel miniaturisé, aussi les recherches devaient être conduites sur du matériel grandeur nature. Cette façon de faire est pérenne jusqu'aux années 1970. Toutefois, elle s'accompagne d'une montée en puissance lente mais certaine du laboratoire de Saint-Jean-de-Maurienne. Il n'y a rien de commun entre les cuves à 4 000 ampères de 1888 à Froges, celles à anodes Soderberg à 100 000 ampères de Saint-Jean en 1950, ou bien celles à anodes précuites à 145 000 ampères de 1966. Pourquoi en a-t-il été ainsi? Voici quelques éléments de réponse. Certains ne sont encore que des hypothèses. Tout d'abord, si l'on retient la théorie de C. Freeman cité par J. Perrin (5), on observerait ici le processus normal qui caractérise un nouveau système technique. Il y a eu un changement de paradigme technico-économique ou révolution technologique liée à l'introduction de l'électricité. Ensuite ce bouleversement a engendré des innovations radicales, comme par exemple l'aluminium électrolytique. Enfin, cette innovation radicale engendra à son tour des innovations marginales, c'est-àdire des améliorations de procédés ou de produits. « Cela laisse supposer (et nous y reviendrons) qu'il existe une profonde interaction entre un système technique à un moment donné et l'organisation sociale et économique qui le supporte» (6). Par exemple, on peut supposer que la formation scientifique des ingénieurs était satisfaisante. En effet, ce sont eux qui cherchaient et force est de constater que cette façon de faire était efficace car elle a fait d'APC, dès 1921, le premier producteur d'aluminium en France. Mais on peut se demander si cette organisation aurait connu le même succès sur un marché

moins protégé.
Enfin, il nous semble, et l' histoire de l'organisation tend à le confirmer, qu'il faille une taille minimum pour qu'une entreprise se dote de services de recherches structurés. Il n'est pas innocent que PCAC et Froges, chacune de leur côté, y aient songé avant 1921. Cependant ce n'est qu'après leur fusion que le Service Central de Recherche a pu être créé. Cette notion d'échelle nous permet d'avancer un début d'explication pour comprendre la différence d'organisation de la recherche chez Pechiney et chez Alcoa. Les Américains ont dès l'origine une structure par branches très intégrée depuis la mine jusqu'aux produits semi-fins. Par contre, le tissu industriel français du secteur de l'aluminium est très éclaté. Il faut attendre 1921 pour que le secteur amont soit organisé de façon concentrée. Ce n'est qu'au cours des 18

.

DE L'INNOVATION

DIFFUSE À LA RECHERCHE

STRUCTURÉE

années 1960 que ce processus s'est achevé pour le secteur transformation. Nous reviendrons sur ce constat ultérieurement. Bien que l'organisation de la recherche ne soit pas seulement le produit d'une logique technique, celle-ci reste tout de même un élément d'explication. Tant que la technologie de l'électrolyse n'est pas trop sophistiquée, la recherche peut se faire au coup par coup dans l'usine aveç une organisation très souple sur deux ou quatre cuves isolées en bout de série. Ce cquiimporte c'est le questionnement immédiat. Le long terme est géré par la DG qui centralise toutes les informations. Nous comprenons mieux que l'on ait pu.nous dire qu'il n' y avait pas de recherche avant 1950 ! L'industrie de l'aluminium s'est développée parce que ce métal répondait aux exigences de nouveaux secteurs comme l'automobile (7), l'aviation (8) ou l'électricité (9). Néanmoins, jusqu'à la Seconde Guerre mondiale, l'aluminium est en situation de conquête de marché. L'Aluminium Français, comptoir de vente, réunissant les principaux producteurs d'aluminium primaire, a joué un rôle important comme outil de propagande. Il expliquait les propriétés et les qualités du nouveau métal. L'AF, AFC, la société du Duralumin (Cégédur à partir de 1943) s'associèrent pour créer un laboratoire de recherche dévoué à la métallurgie à Chambéry: le SREPC (10). Les missions de ce laboratoire étaient de répondre aux questions des transformateurs sur les objectifs de qualité à atteindre ou à préserver à la suite de la transformation, de chercher de nouveaux alliages (pour maintenir ou augmenter les ventes d'aluminium) et, plus épisodiquement, de travailler sur les procédés. Pour certaines recherches, Ugine était associée. Ainsi, ce sont les producteurs d'aluminium qui animent un des principaux centres de recherche métallurgique. Ici, et peut-être plus que pour le secteur amont, outre les explications fournies par le système technique, celles qui lui sont extérieures sont nécessaires. L'éclatement en petites firmes du milieu industriel de la transformation exclut, pour la majorité des entreprises qu'elles possèdent un laboratoire de recherche. D'après ce que nous savons, seules les Tréfileries et Laminoirs du Havre possédaient, avant la Seconde Guerre mondiale, des laboratoires de recherche conséquents. Dans le cas présent, la nécessité d'une taille minimum à atteindre pour que l'entreprise fasse de la recherche se trouve vérifiée. En outre, le contexte politique et économique de la troisième République a joué un rôle déterminant. Bien que la loi de 1926 atténue la législation en vigueur contre les entreprises en distinguant les bonnes des mauvaises ententes, l'État n'a pas favorisé le rapprochement entre l'amont et l'aval de la branche aluminium. Et, étant donné que le mouvement de concentration caractérisant l'amont ne s'est pas produit pour l'aval, il est moins surprenant que ce soit AFC, premier producteur français d'aluminium, qui, en liaison avec l'AF, ait créé le SREPC. Un ,laboratoire de recherche initié par les transformateurs aurait été perçu par l'Etat comme un prétexte pour conclure des ententes. Et même si la législation avait permis cette entente, aurait-elle fonctionné compte tenu des rivalités opposant les différents transformateurs? De plus, la présence de l'AF 19

CENT ANS D'INNOVATION

DANS L'INDUSTRIE

DE L'ALUMINIUM

protège AFC des critiques de ces derniers. Il n'est pas possible d'accuser AFC de vouloir prendre pied dans le secteur aval, puisque le SREPC travaille pour eux. Ainsi, des contraintes politiques, sociales, économiques ont conduit les dirigeants d'AFC à s'intéresser à la recherche transformation. Ici, une décision politique, au niveau de l'entreprise, a été déterminante. La volonté des dirigeants d'APC d'assumer le rôle des transformateurs a été le moteur de la fondation du SREPC. De plus, cette stratégie sert l'entreprise, car c'est par le biais de la recherche que l'implantation d' AFC dans le secteur aval s'est faite. Ce processus qui fait appel à une organisation externe à l'entreprise s'est achevé en 1966 par une concentration verticale complète. Il était donc normal que la recherche, opérant comme l'éclaireur de cette stratégie, ait lieu au sein d'une structure clairement délimitée: un laboratoire, et que celui-ci se trouve localisé hors des sites de production. Malgré tout, la technique demeure un élément d'explication. On ne peut pratiquer avec un laminoir comme avec une cuve. Une fois le laminoir réglé, il n'est pas question de faire des essais et des corrections, d'où la nécessité d'effectuer des recherches au préalable. Ces raisons montrent que la recherche dans la branche aluminium commença à être organisée et structurée par la métallurgie. En ce qui concerne la recherche, l'attitude d' AFC de 1921 à 1931 a été conforme à ses ambitions nationales: être la première. La création d'un service central de recherche peut au moins être considérée comme une attitude défensive (son rôle étant d'informer la DG sur l'évolution des progrès des concurrents et sur l'évolution des questions scientifiques) alors que la compétition instaurée entre les différentes usines d'aluminium primaire, les dépôts de brevets et la fondation du SREPC doivent au contraire être considérés comme les éléments d'une stratégie offensive. Néanmoins, il convient de ne pas déplacer le centre des préoccupations des dirigeants de l'époque pour qui la recherche n'était pas la question majeure. II - UNE RECHERCHE

ADAPTÉ

STRUCTURÉE, UN OUTIL STRATÉGIQUE .

La Seconde Guerre mondiale a été dans le domaine de la recherche, comme dans tant d'autres, une coupure importante. Ce fut la reconnaissance officielle que la science et la recherche scientifique avaient permis aux Américains de gagner la guerre. Cela eut des conséquences importantes sur la recherche. Même si le processus d'industrialisation (11) de la science avait commencé auparavant, il se généralisa et se systématisa. D'ailleurs, la distinction entre sciences universitaires et sciences industrielles s'atténua. Dès 1943, un comité de recherche rassemblant AFC, Cégédur et Ugine s'était réuni pour préparer l'après-guerre. Il était clair que tout serait différent. Un certain nombre de membres d'AFC firent partie de divers comités chargés des dommages de guerre et de la reconstruction ou bien furent appelés comme experts du gouvernement français. A ce titre, ils 20

DE L'INNOVATION

DIFFUSE À LA RECHERCHE

STRUCTURÉE

allèrent en Allemagne ou aux États-Unis. Ils découvrirent que sur le plan de l'organisation du travail et sur celui de la technologie, surtout dans le domaine des alliages et de la transformation, les Américains étaient très en avance. Le retard des Français était moins grand dans le domaine de la production du métal primaire parce que, du fait de l'isolement des usines, loin des villes donc loin de l'Occupant, il était, si l'on peut dire, plus facile de travailler. Ainsi, dès 1944, démarraient les premières cuves à 100 000 ampères. En arrivant en Allemagne, les ingénieurs supervisant le démontage des usines ont découvert des laboratoires importants travaillant sur des procédés nouveaux. Au titre des dommages de guerre, ils rapatrièrent en France certains des chercheurs allemands. En 1946, la totalité du patrimoine hydroélectrique d' AFC fut nationalisé. Ceci eut pour conséquence « d'affaiblir AFC par rapport à ses concurrents» (12). Dans ce contexte, il n'est pas étonnant que, dès 1947, la reconstruction des usines étant achevée, l'attention de la DG se porta plus spécifiquement sur la recherche. En 1948, après l'audit K.B. White, fut créé un Service des Recherches Centrales dirigé par un scientifique, Monsieur Fréjacques. Dès 1945 avaient été créés deux laboratoires pour la recherche du secteur amont: le premier pour travailler sur le procédé Lowenstein et le second, le plus important, Soluméta/CRG, pour étudier les nouveaux procédés de fabrication de l'aluminium (Alcar et Azal). Le SRFILRF, en relation avec les différentes usines, devait mettre au point de nouvelles cuves moins coûteuses en énergie. La recherche du secteur amont se structure en laboratoire; au cours des années 1960, le LRF joue un rôle de plus en plus précis en poursuivant toutes les études qui ne pouvaient être conduites en usines. Le CRG fut fermé en 1966 et l'usine pilote de Noguères arrêtée. Pour ces recherches sur les nouveaux procédés, c'est «une évaluation des diverses options technologiques en présence qui aurait été nécessaire. Or en l'état actuel des choses, celle-ci n'est pas possible, même réduite à un simple bilan économique. Car les techniques alternatives à comparer ne sont pas au même point de développement et c'est sans doute là l'avantage» de l'électrolyse (13). Ce mode de production du métal correspond à une technologie disponible bien maîtrisée. Au total, ce n'est pas la sélection du meilleur procédé technique qui a prévalu, mais la meilleure solution économique. Néanmoins les recherches du CRG n'ont pas été inutiles. Outre les apports secondaires, la compétition entre deux familles de procédés a abouti à la mise au point de cuves d'électrolyse les plus performantes qui soient. En ce sens, la compétition a prouvé que la recherche et la stimulation qu'elle suppose sont un outil très intéressant pour Innover. Au cours de la même décennie, et parallèlement à la mise en place du Marché Commun qui introduisit de sérieuses menaces concurrentielles, Monsieur Jouven amena Pechiney à la taille d'un groupe international en prenant des participations majoritaires chez Cégédur et en absorbant Tréfimétaux. Favorisée par une décision du gouvernement français, l'intégration de la transformation achevait le processus de concentration 21

CENT ANS D'INNOVATION

DANS L'INDUSTRIE

DE L'ALUMINIUM

commencé 50 ans auparavant. Pour la recherche, ces opérations se sont traduites par la fermeture du CRMC (trop petit et ne travaillant pas assez sur les procédés) et son transfert au CRV ouvert en 1966. Ce centre, un des plus importants centres de recherche métallurgique, intègre tous les progrès du moment et possède une division d'études fondamentales (entérinant ainsi l'industrialisation de la science). Il est vrai que tout cela s'est produit dans un contexte général favorable: la croissance était continue, la recherche était en vogue (14) [le décret du 4 juillet 1959 institua la botte de recherche à Polytechnique; en 1960 fut créé le centre de recherche aéronautique]. C'est d'ailleurs à la même époque que l'on commença à trouver dans la presse des interviews faisant état des projets et des positions de Pechiney dans ce domaine. En 1963 fut créée la Direction Scientifique du groupe et elle fut confiée à M. Crussard, venant de l'IRSID. Au début des années 1970, le LRF se trouva investi de la totale responsabilité des recherches du secteur amont. Le capotage des cuves, l'informatisation des unités de mesure et de surveillance firent qu'il n'était plus possible de chercher comme cela s'était pratiqué jusqu'alors. Le LRF, doté de cuves pilotes grandeur réelle, est depuis le seul lieu de recherche pour le secteur amont. On peut se demander si cela n'a pas eu lieu seulement après que les « hommes du feu », les ingénieurs de l'électrolyse, ont partiellement été dépossédés de leur pouvoir par les microprocesseurs? Conclusion C'est au cours des Trente Glorieuses que la recherche dans l'industrie de l'aluminium a achevé de se structurer. Les raisons majeures ont été tout aussi bien techniques que politiques, sociales, culturelles et bien sûr économiques. Depuis 1886, la recherche a été l'objet d'attentions variées. Il est difficile d'évaluer ce qui a été fait. Nous ne possédons pas d'étalon pour mesurer l'efficacité de cette activité. Nous avons essayé de montrer combien l'impact des facteurs extérieurs avait pu influencer l'évolution et la maturation de cette activité. Le mouvement général tend vers une structuration de la recherche en laboratoire, mais cela ne s'est jamais accompagné de plan à moyen ou long terme et a toujours été le produit d'une réflexion visant à adapter au mieux cette activité aux besoins du moment. Il nous faut reconnaître que cela nous a longtemps paru être un point faible. Aujourd'hui, nous nous demandons si cette « adaptation» n'est pas la meilleure forme d'organisation de la recherche permettant en accord avec le système technique d'y intégrer toutes les données extérieures. Cette structuration ne s'est pas produite au détriment de l'initiative personnelle qui plus que jamais est sollicitée. Par contre, en corrélation avec l'évolution générale des connaissances scientifiques, il apparaît que le questionnement qui prévaut aujourd'hui soit plus théorique qu'il y a un siècle, même si les retombées sont restées du même ordre.

22

DE L'INNOVATION DIFFUSE À LA RECHERCHE STRUCTURÉE

NOTES

1. Les Échos Industrie, supplément du 6 mars 1991, p. 15. 2. Yves FARGE, directeur de la Recherche et du Développement, «La recherche et l~ développement dans le groupe Pechiney» dans La Technique moderne, n° 5-6, mai-juin 1986, Paris. 3. Muriel LE Roux-CALAS, «Les premiers laboratoires d'Alais, Froges et Camargue, 18861931 : deux stratégies », Cahiers d'Histoire de l'Aluminium, n° 5, Paris, automne 1989, pp. 53-65. 4. Informations recueillies par interviews. 5. Jacques PERRIN,Comment naissent les techniques? Publisud, Paris, 1988, p. 34. 6. Jacques PERRIN,op. cit., p. 35. 7. Louis Renault, juste avant la Première Guerre mondiale, sans doute en 1912, obtint des tarifs préférentiels de PCAC, en échange de quoi il renonça à construire une cuve d'électrolyse en Maurienne. 8. Utilisation du Duralumin (1909), Alpax (1920), Zicral (1955) et fabrication de tôles fortes actuellement. 9. Utilisation (en tonnage cumulé) de l'Almelec pour le transport de l'électricité: de 1925 à 1945 : 1 600 tonnes; 1950-1955 : 13 000 tonnes; 1955 : 20 000 tonnes; 1970 : 150 000 tonnes. 10. Ce Service de Recherches et d'Études Physico-Chimiques deviendra par la suite le Centre de Recherches Métallurgiques de Chambéry. Il. Geoff BOWKER,« Recherche industrielle et industrialisation de la recherche », dans Culture technique, Recherche, Innovation, Industrie, n° l 8, Paris, 1988. 12. Propos tenus par Monsieur de Vitry. 13. Nous appliquons ici à l'électrolyse une démonstration appliquée à la comparaison TGVaérotrain menée par Jacques Perrin, op. cit., p. 23. 14. André GRELON,« Les écoles d'ingénieurs et la recherche industrielle », dans Culture technique, Recherche, Innovation, Industrie, n° 18, Paris, 1988.

23