Cinq tonnes de bronze, de fonte et d’acier, immobiles pendant 142 ans dans des cartons de plans. Charles Babbage a dessiné sa machine à différences n°2 entre 1847 et 1849, persuadé qu’elle allait révolutionner le calcul des tables mathématiques. Elle n’a jamais tourné de son vivant. Pas à cause d’un défaut de conception, ni d’une limite technique des ateliers victoriens : l’argent a manqué, encore et toujours.

Le mathématicien anglais, né en 1791 et mort en 1871, cumulait les casquettes : inventeur, philosophe, polymathe, il avait aussi imaginé un système de signalisation pour les phares et un pare-buffles pour les locomotives. Il a aussi travaillé sur des systèmes de signalisation lumineuse pour les phares, un pare-buffles pour les locomotives, un éclairage de théâtre multicolore et des systèmes de chiffrement. Mais c’est pour ses machines à calculer qu’on se souvient de lui. Babbage est surtout connu pour ses machines à calculer, les machines à différences et la machine analytique, parmi les icônes les plus célèbres de la préhistoire de l’informatique.

Sa première machine, la n°1, avait déjà englouti des sommes colossales sans jamais voir le jour complet. Avec la n°2, Babbage a corrigé le tir : moins de pièces, un calcul plus rapide. Il a conçu une machine à différences n°2 améliorée, capable de traiter des nombres à 31 chiffres par différences du septième ordre, entre 1846 et 1849, en réutilisant des idées développées pour la machine analytique afin de calculer plus vite avec moins de pièces. Un projet plus modeste sur le papier, mais toujours hors de portée de son financement personnel.

Une machine oubliée pendant 140 ans

Babbage n’a fait aucune tentative pour construire cette machine, qui est restée non construite pendant environ 140 ans. Les plans dormaient au Science Museum de Londres, considérés davantage comme des curiosités historiques que comme un mode d’emploi industriel. C’est là qu’intervient Doron Swade, conservateur en informatique du musée à partir du milieu des années 1980.

En 1985, l’équipe se lance dans un pari fou. En 1985, le Science Museum de Londres entreprend de construire une machine à différences n°2 fidèle aux dessins originaux de Babbage datant de 1847-1849, sous la direction du conservateur Doron Swade. L’objectif n’était pas seulement muséographique. Le projet visait à commémorer le travail de Babbage pour le bicentenaire de sa naissance en 1991, tout en répondant à deux questions : Babbage aurait-il pu construire sa machine, et aurait-elle fonctionné ?

Reconstituer une machine à partir de croquis vieux d’un siècle et demi n’a rien d’une formalité. Babbage avait laissé vingt grands dessins techniques décrivant les mécanismes de la machine, mais aussi détaillés soient-ils, ils n’étaient pas suffisants pour servir de plans de fabrication. Il a fallu combler les vides, interpréter les intentions du mathématicien, parfois trancher entre plusieurs versions contradictoires de ses notes.

8 000 pièces et une précision toute victorienne

Le résultat impose le respect. La machine se compose de 8 000 pièces de bronze, de fonte et d’acier, pèse environ cinq tonnes et mesure 3,4 mètres de long sur un peu plus de deux mètres de haut. Une masse comparable à celle d’un gros SUV, entièrement dédiée à additionner des chiffres.

La partie calcul a d’abord vu le jour. La section de calcul a été achevée en 1991 pour le bicentenaire de la naissance de Babbage. Le module d’impression, lui, a demandé onze années supplémentaires. L’essentiel de la machine a été terminé en juin 1991 pour l’année du bicentenaire, et le mécanisme d’impression a été achevé et ajouté en 2002.

Le fonctionnement repose sur un principe d’une simplicité trompeuse : la méthode des différences finies, qui permet de calculer des polynômes complexes en n’utilisant que des additions successives, sans jamais recourir à la multiplication ou à la division. Actionnée à la manivelle, la machine peut ainsi produire et imprimer des tables numériques d’une précision redoutable. Elle mesure 3,3 mètres de long, deux mètres de haut, pèse cinq tonnes et peut calculer des polynômes jusqu’à 31 décimales.

Un détail technique mérite qu’on s’y attarde. La machine est conçue pour se bloquer si un résultat est compromis d’une quelconque façon, comme forme de détection d’erreur. Pas de silence numérique trompeur : si un rouage dérape, tout s’arrête net. Une philosophie de conception qui ferait pâlir bien des logiciels modernes.

La preuve que Babbage avait raison

Le verdict est tombé après dix-sept ans de travail acharné. La conception de Babbage était réalisable, mais les techniques de métallurgie de l’époque ne permettaient pas de fabriquer économiquement des pièces avec la précision et en quantité requises. Le problème n’a jamais été l’ingénierie du XIXe siècle, mais son coût. Les ateliers londoniens auraient très bien pu usiner chaque roue dentée avec la tolérance nécessaire ; ils l’auraient simplement fait au prix fort, pièce par pièce, sans économie d’échelle.

Un second exemplaire a vu le jour quelques années plus tard, financé par un mécène américain. Une deuxième machine a été achevée en 2008, toujours par le Science Museum, pour la collection privée de Nathan Myhrvold aux États-Unis, et livrée en mai 2008 au Computer History Museum de Mountain View, en Californie. Cette réplique californienne a fonctionné quotidiennement pendant sept ans devant le public, preuve vivante que la machine n’avait rien d’un coup de chance isolé.

Ce qui frappe, avec le recul, c’est le contraste entre l’échec personnel de Babbage et la validation posthume de son génie. Le gentleman victorien était un mathématicien brillant, mais pas très doué en politique et en levée de fonds, si bien qu’il n’a jamais obtenu le soutien financier pour achever aucune de ses machines élaborées. Le Science Museum, avec ses 8 000 pièces usinées au tournant des années 2000, a finalement rendu justice à un homme mort convaincu de son propre échec.

Sources : collection.sciencemuseumgroup.org.uk | computerhistory.org