En reliant un thermomètre métallique à un circuit électrique, Warren S. Johnson a littéralement laissé la température d’une pièce donner les ordres. Son brevet américain 281 884, intitulé « Electric tele-thermoscope » et daté du 24 juillet 1883, décrit un thermomètre capable de fermer des contacts électriques pour déclencher un signal. Ce signal s’adressait au concierge d’une école de Whitewater, dans le Wisconsin.

Une classe mal chauffée, un sous-sol, une ronde à chaque heure

Johnson n’avait rien d’un ingénieur diplômé. Largement autodidacte, il avait été imprimeur, arpenteur, instituteur, puis directeur d’écoles avant d’enseigner à la Whitewater Normal School, où l’électricité l’occupait beaucoup.

Il y enseigne depuis 1876, et les salles sont chauffées par des fourneaux à air chaud installés au sous-sol. La température varie d’une classe à l’autre. Le seul réglage possible passe par des clapets manuels, placés près des fourneaux, donc loin des élèves. Le National Inventors Hall of Fame, qui a intronisé Johnson en 2018, décrit ce dispositif comme inefficace.

Pour savoir s’il fallait ouvrir ou fermer ces clapets, un concierge entrait dans les classes à chaque heure, jugeait la température, puis redescendait agir. Chaque passage interrompait le cours en cours. Cette gêne répétée a poussé Johnson à chercher une solution pratique.

Johnson voulait supprimer les visites, pas le concierge.

Dans une école du Wisconsin sonnait dès 1883 un signal que seule la température de la classe pouvait déclencher et auquel le concierge devait obéir. Plus de tournée salle après salle : c’est la salle elle-même qui appelait, et l’employé n’avait plus qu’à manœuvrer le bon clapet.

Ce que contient réellement le brevet 281 884

Le document s’ouvre sur une formule d’époque, dans laquelle Johnson se présente comme habitant de Whitewater, comté de Walworth, État du Wisconsin. Plus loin, une revendication protège l’association d’un thermomètre métallique et d’un balancier oscillant muni de points de contact et de ressorts, conçue pour fermer des circuits électriques. La déformation du métal sous l’effet de la chaleur fait donc osciller le balancier, et c’est ce mouvement qui ferme tel ou tel circuit.

Le titre lui-même donne un indice : « télé » vient du grec pour « loin », et ce thermoscope lit la température à distance. Le brevet parle d’un transmetteur thermostatique, c’est-à-dire d’un thermomètre qui envoie une information plutôt qu’il ne l’affiche. La description mentionne des godets de mercure et un schéma de fils conducteurs. Un détail mécanique donne la mesure de la finesse du montage : une broche située au bout libre du thermomètre s’engage dans une fente verticale du balancier.

Date de délivrance : le 24 juillet 1883.

Sur la forme exacte du signal, les récits divergent. Certains évoquent une cloche, d’autres un indicateur par salle qui afficherait « chaud » ou « froid ». Le principe, lui, ne fait aucun doute : la température de la pièce commande l’envoi du signal.

Un concierge encore aux commandes

Le dispositif de 1883 supprimait la ronde horaire, mais la décision finale restait humaine, souligne le Hall of Fame. Johnson a ensuite combiné l’air comprimé et l’électricité pour automatiser clapets et vannes. Le thermostat cessait d’être un messager pour devenir un donneur d’ordres à part entière.

Johnson quitte l’enseignement la même année, en 1883.

En 1895, il présente le premier système automatique multizone assez abouti pour une diffusion large. On le retrouve dans des bureaux et des écoles, mais aussi au Capitole des États-Unis, au Smithsonian, à la Bourse de New York, à West Point et chez Andrew Carnegie. Le Hall of Fame y voit l’origine d’une industrie du contrôle des bâtiments qui se chiffre aujourd’hui en milliards de dollars. L’intronisation de 2018 récompense précisément cette invention du réglage automatique de la température d’une pièce.

Dans votre salon, la même logique

Le chauffage a été rallumé cette semaine dans bien des foyers, et le thermostat qu’on règle du bout du doigt fait ce que faisait le balancier de Whitewater : il compare la température mesurée à celle qu’on lui demande, puis il envoie un ordre. Le concierge a simplement cédé sa place à un dispositif qui commande la chaudière.

Cela donne un repère pour le réglage. La molette fixe un seuil, pas une puissance : dans une installation qui fonctionne en tout ou rien, la tourner à fond n’accélérerait pas la montée en température, elle repousserait seulement le moment de l’ordre d’arrêt. Mieux vaut choisir une consigne raisonnable et laisser le système travailler.

Le brevet 281 884 prévoyait déjà ce réglage : une revendication couvre un bras indicateur associé à une vis et à une roue d’ajustement du thermomètre. Cent quarante-trois ans plus tard, le geste est le même, et seule la distance entre la pièce et celui qui obéit a changé.

Sources : facebook.com | invent.org