Isambard Kingdom Brunel

Isambard Kingdom Brunel (1806-1859) était un ingénieur britannique et une figure clé de la révolution industrielle britannique (1760-1840). Brunel dirigea la construction du chemin de fer Great Western Railway de Londres à Bristol, conçut et construisit des navires à vapeur géants et innovants comme le SS Great Britain, construisit des ponts et des tunnels et aida les victimes de la guerre de Crimée en concevant l'hôpital innovant qu'était l'hôpital d'Erenköy.

À maintes reprises, Brunel repoussa les limites de ce qui était considéré comme possible en matière d'ingénierie. Ses projets avaient généralement du mal à obtenir un financement suffisant et ils dépassaient presque toujours le budget prévu. La réalisation de projets aussi ambitieux que le pont suspendu de Clifton, la ligne droite et rapide du Great Western Railway et le plus grand navire à vapeur jamais construit ont fait que les livres d'histoire ont été beaucoup plus cléments à l'égard des réalisations de Brunel que ne l'ont jamais été ses investisseurs.

Jeunesse et caractère

Isambard Kingdom Brunel vit le jour à Portsmouth, en Angleterre, le 9 avril 1806. Il était le fils unique de Marc Isambard Brunel (1769-1849), un ingénieur de renom né en France et vivant en Angleterre. La mère d'Isambard était Sophia Kingdom, fille d'un entrepreneur naval de Plymouth. Isambard fut envoyé dans un pensionnat à Hove, puis, peut-être pour rappeler les racines de sa famille, il étudia à Caen, puis à Paris au collège Henri IV à partir de 1820. Il remporta plusieurs prix mais quitta le collège encore adolescent pour devenir l'apprenti du célèbre horloger Louis Breguet. Isambard retourna en Angleterre en 1822. Il travailla ensuite comme stagiaire dans le célèbre atelier d'Henry Maudslay à Lambeth, Londres. Se révélant un dessinateur, un mathématicien et un observateur attentif de l'architecture, il participa immédiatement aux projets d'ingénierie de son père, notamment le tunnel sous la Tamise.

Le biographe S. Brindle résume comme suit son caractère énergique et ses goûts:

Il aimait le style en toutes choses - certainement dans ses vêtements; il aimait les arts, les paysages pittoresques et l'architecture ornementale éclectique. Brunel, bien qu'étant un homme très moderne dans sa vie professionnelle, vivait selon un code d'honneur démodé, quelque peu snob, mais fondé sur des principes élevés. Contrairement à l'homme d'affaires moderne, le profit et le succès commercial n'étaient pas tout pour Brunel.

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Avant tout, "même selon les normes énergétiques de l'époque, Brunel avait une capacité de travail exceptionnelle"(ibid., 144). Il ne dormait que quelques heures par nuit et se nourrissait de son seul et unique plaisir: des cigares géants.

Le tunnel sous la Tamise

En 1820, Londres, congestionnée, avait désespérément besoin d'une traversée supplémentaire de la Tamise, et c'est ainsi qu'un tunnel fut proposé. Marc Brunel avait breveté un bouclier de creusement qui permettrait aux ouvriers de creuser le sol meuble sous la rivière. Les travaux commencèrent en 1824, mais ils s'avérèrent être une tâche presque interminable et semée d'embûches. Le tunnel fut sérieusement inondé à deux reprises. La première inondation eut lieu en mai 1827, lorsque les excavateurs atteignirent une zone particulièrement mince sous la rivière. La proximité de la masse d'eau située au-dessus fut confirmée lorsque Isambard descendit dans une cloche de plongée dans les profondeurs troubles de la Tamise. La brèche fut comblée en enfonçant environ 150 tonnes de sacs d'argile dans le trou, et le creusement du tunnel se poursuivit.

Isambard, désormais ingénieur résident du projet et souvent sujet aux accidents, se blessa gravement en tombant dans un réservoir d'eau non couvert en octobre 1827. La deuxième grande inondation du tunnel se produisit en janvier 1828. Six ouvriers perdirent la vie. Isambard fut pris dans l'énorme mur d'eau qui s'abattit sur le tunnel et fut sauvé de justesse de la noyade par l'un des ouvriers. Les travaux se poursuivirent, mais le projet de tunnel nécessita une injection de fonds de la part du gouvernement en raison de l'explosion des coûts. La presse baptisa ce projet de tunnel interminable le "Great Bore" (jouant sur le jeu de mot "Bore" qui veut dire forage mais aussi ennui). Ce projet fut une dure leçon pour Isambard qui comprit que de tels grands projets nécessitaient non seulement un savoir-faire technique, de l'argent et de la chance, mais aussi une personnalité énergique poussant l'équipe à aller de l'avant et à éliminer tous les obstacles qui se présentaient. Le tunnel fut officiellement inauguré le 25 mars 1843 et est toujours utilisé aujourd'hui.

Le pont suspendu de Clifton

En 1829, alors qu'il se remettait encore de son accident dans le tunnel sous la Tamise, Brunel présenta pas moins de quatre projets de pont pour enjamber la spectaculaire gorge de Clifton, à Bristol. L'un d'entre eux fut accepté et les travaux commencèrent en 1831 pour la construction du célèbre pont suspendu de Clifton. Après d'innombrables retards, des interférences politiques et un manque chronique de financement, Brunel ne verrait jamais l'ouvrage ouvert au public le 8 décembre 1864. Il s'agissait du plus long pont suspendu à travée unique jamais construit, survolant 214 mètres (700 pieds) d'air frais à travers les gorges de l'Avon.

Brunel fut souvent critiqué pour son arrogance; il était à la fois d'une exéspérante imprévisibilité (il changeait de projet en cours de route) et souvent dédaigneux des opinions qui ne correspondaient pas aux siennes. Comme le note le biographe T. Bryan, "Brunel manquait profondément de confiance en lui, et ses journaux intimes révèlent qu'il s'est longtemps inquiété de voir tous ses "châteaux dans les airs" s'effondrer" (153).

La Great Western Railway

Brunel fut ensuite nommé ingénieur en chef de la Great Western Railway (GWR ou Grand chemin de fer de l'Ouest) en mars 1833. Brunel obtint le poste par la persuasion et sa personnalité, des outils qu'il utiliserait à bon escient à de nombreuses reprises. Il supervisa la construction de la ligne de chemin de fer de 190 km de long pour la GWR, de Bristol à Londres, qui fut inaugurée en 1838. Ce projet d'envergure impliquait la conception de plusieurs ponts (par exemple Chepstow) et tunnels, dont le plus long jamais construit, le Box Tunnel, long de 2 950 mètres (9 678 pieds). Ces tunnels étaient plus nombreux que d'habitude, car Brunel tenait à ce que la ligne soit la plus droite et la plus plate possible, afin que les trains puissent rouler plus vite. Il conçut les gares de Temple Meads (Bristol, ouverte en 1840) et de Paddington (Londres, ouverte en 1854), ainsi que la gare de Bath. La ligne Londres-Bristol fut ouverte en 1841 et fut ensuite prolongée jusqu'au Devon et aux Cornouailles, un tronçon qui comprenait le Royal Albert Bridge de Brunel au-dessus de la rivière Tamar.

la GWR finit par jouir d'une réputation de rapidité, de confort et d'élégance auprès du public. Brunel était au cœur de ces idéaux, intervenant personnellement dans chaque aspect du chemin de fer, du nombre de rivets à utiliser dans un pont aux couleurs de la décoration intérieure des wagons.

Le 5 juillet 1836, Brunel trouva le temps d'épouser Mary Horsley. Le couple passa sa lune de miel au Pays de Galles et dans la région anglaise préférée d'Isambard, le West Country. Ils eurent trois enfants: Isambard (né en 1837), Henry Marc (né en 1842) et Florence. Isamabard Junior écrivit une biographie chaleureuse de son père en 1870. La vie de famille ne le distrairait en rien de son travail, il eut même des réunions pendant sa lune de miel. Brunel était tellement préoccupé par le gaspillage de temps qu'il était connu pour n'avoir aucune chaise dans son bureau à Londres, afin que quiconque osait l'interrompre ne puisse au moins pas s'asseoir et rester plus longtemps qu'il n'était absolument nécessaire.

L'un des échecs de Brunel fut sa défaite dans ce que l'on a appelé la "guerre des gabarits". À l'époque, différentes compagnies exploitaient chacune des lignes dans des régions spécifiques. Brunel avait conçu ses trains pour qu'ils circulent sur des voies dont l'écartement entre les rails parallèles était de 2,1 mètres. D'autres compagnies, notamment celles de George Stephenson (1781-1848) et de son fils Robert Stephenson (1803-1859), inventeur de la célèbre locomotive Rocket (La Fusée), utilisaient des rails espacés de seulement 1,4 mètre. Cette différence d'écartement obligeait de nombreux trains à transférer leurs passagers ou leurs marchandises sur un second train dont l'écartement était compatible avec un nouveau tronçon de ligne. Brunel pensait que ses rails offraient une plus grande stabilité et une plus grande vitesse (puisque les trains pouvaient avoir un centre de gravité plus bas). Cela signifiait également que les trains plus larges de Brunel pouvaient transporter plus de marchandises. L'inconvénient était que les rails de Brunel étaient plus chers à poser (mais pas de beaucoup). En fin de compte, le coût et le fait qu'il y avait déjà huit fois plus de voies étroites que de voies larges en service furent les facteurs décisifs lorsque le gouvernement adopta la loi sur la réglementation de l'écartement des voies ferrées (Regulating the Gauge of Railways Act) en 1846. Par la suite, les compagnies ferroviaires furent obligées d'adopter les voies à écartement réduit.

Les navires à vapeur de Brunel

Non content de se limiter aux chemins de fer, Brunel s'intéressa de près aux navires, et plus particulièrement aux possibilités offertes par la vapeur. Un navire à vapeur n'avait pas besoin d'attendre les vents favorables et pouvait naviguer sur la ligne la plus droite et la plus courte entre deux ports. Le problème des navires à vapeur est qu'ils devaient transporter leur propre carburant ou s'arrêter régulièrement dans des stations de ravitaillement. Au début, les navires à vapeur étaient donc généralement de petites embarcations qui sillonnaient les rivières ou effectuaient des traversées en ferry. L'évolution de la machine à vapeur la rendit beaucoup plus économe en carburant, mais personne ne croyait vraiment que les navires à vapeur pouvaient traverser les océans du monde. Brunel était l'un des rares à penser que c'était possible, et sa vision était de voir que la solution au problème du carburant était de rendre les navires à vapeur aussi grands que possible. De cette manière, l'espace laissé aux passagers et aux marchandises serait suffisant pour que les voyages soient rentables. Brunel créa la Great Western Steamship Company et conçut et construisit un trio de navires géants: le SS Great Western (1838), le SS Great Britain (1843) et le SS Great Eastern (1858).

Le Great Western

Le Great Western, navire en bois propulsé par des roues à aubes actionnées par la vapeur, était en quelque sorte un projet hybride qui mêlait des idées nouvelles et anciennes. Le navire n'arriva qu'en deuxième position dans sa tentative d'être le premier navire à vapeur à traverser l'Atlantique, mais il était plus efficace et plus rapide que son rival (qui était parti quatre jours avant). Le Great Western fut également victime d'un incendie dès le premier jour; Brunel, en luttant contre le feu, tomba d'une échelle endommagée et perdit connaissance. Le Great Western traversa l'Atlantique 67 fois et réalisa des bénéfices. Brunel fut donc encouragé à essayer un projet encore plus grand et plus radical.

Le Great Britain

Le Great Britain était plus innovant que son prédécesseur car il était équipé d'une hélice pour la propulsion. L'idée d'une hélice arrière n'était pas nouvelle, mais l'appliquer à un gigantesque navire en acier l'était. Brunel conçut une hélice à six pales avant de la remplacer par une hélice à quatre pales plus efficace. Des tests ont prouvé qu'une hélice moderne n'est que 5 % plus efficace que le modèle de Brunel. Brunel démontra qu'il avait raison de dire que le poids et le volume d'un navire n'avaient aucune incidence sur son efficacité à fendre l'eau. La surface de la coque, en particulier la partie qui traverse le plus l'eau, est l'élément crucial à prendre en compte. Brunel savait que pour les navires, plus c'était grand, mieux c'était, puisque le volume augmente sous forme cubique alors que la surface n'augmente que sous forme carrée. Concrètement, un gigantesque navire métallique offrirait beaucoup d'espace pour le charbon et les passagers. C'est cette idée que Brunel présenta au monde entier et qui révolutionna la construction navale par la suite. Le Great Britain était si grand qu'il avait besoin de machines à vapeur géantes jamais construites auparavant, conçues par Brunel. Les moteurs étaient complétés par des voiles sur les six mâts du navire. Parmi les autres innovations, citons une coque à double paroi dont les plaques se chevauchaient pour une plus grande solidité. Le navire fut un véritable succès lors de ses premiers voyages de Londres à New York, mais lors de sa cinquième traversée en septembre 1846, un désastre survint. Le navire s'échoua sur la côte irlandaise, sans avoir jamais recouvré ses coûts de construction. Le Great Britain connut une seconde vie en tant que paquebot pour l'Australie, mais Brunel était déjà passé à son troisième grand navire, le plus grand de tous.

Le Great Eastern

Le Great Eastern poussa encore plus loin l'idée de Brunel selon laquelle plus c'était grand, mieux c'était. Il fut conçu pour parcourir les océans du monde entier sans s'arrêter pour faire le plein. Il était propulsé par des roues à aubes, une hélice et des voiles sur ses six mâts. Brunel appelait le géant son "grand bébé". L'entreprise représentait un grand risque car aucune société ne l'avait commandée. Brunel espérait plutôt que, lorsqu'il deviendrait réalité, quelqu'un l'achèterait. Le projet s'avéra être le plus difficile pour le concepteur. Le navire géant nécessita la construction d'un quai spécial. Le constructeur, John Scott Russell de Millwall, fit faillite en février 1856 alors que le navire n'était qu'à moitié terminé. Brunel se battit contre les créanciers qui voulaient vendre la coque et abandonner le projet. Par la force de sa personnalité, Brunel réussit à persuader de nouveaux investisseurs et à poursuivre le projet. Le navire était si grand qu'il dut être mis à l'eau latéralement à l'aide d'énormes chaînes, mais l'inauguration en 1857 fut un désastre; les treuils de freinage soigneusement conçus par Brunel échappèrent à tout contrôle et un homme fut tué. Il fallut deux mois supplémentaires pour trouver un moyen d'abaisser la coque en toute sécurité dans le fleuve. Le 1er février 1858, le Great Eastern étaitt à flot et prêt à être aménagé. Le budget initial était passé de 14 000 £ à 120 000 £. Plus tard en 1858, la société de construction de Brunel fit faillite. Il fallut trouver d'autres investisseurs. La malchance semblait poursuivre Brunel, et le Great Eastern ne fit pas exception. Pendant les essais en mer, un radiateur explosa, tuant cinq hommes et soufflant une cheminée du pont. Des sommes supplémentaires furent investies dans le navire pour les réparations. Finalement, le Great Eastern effectua son voyage inaugural en juin 1860.

Avec une longueur de 211 mètres (692 pieds) et un déplacement de 27 000 tonnes, le Great Eastern devint facilement le plus grand navire jamais construit, un record qu'il conserverait pendant 49 ans. Il pouvait transporter 4 000 passagers et 418 membres d'équipage à travers l'Atlantique en seulement 10 jours (contre une moyenne de 30 jours à la voile). Malheureusement, des navires plus petits pouvaient battre ce record, et la vitesse devenait la principale préoccupation des voyageurs océaniques, ce qui signifie que le Great Eastern fit beaucoup moins de profits que ce que tout le monde espérait. Néanmoins, les grands paquebots du XXe siècle, comme le RMS Lusitania (le nouveau record de taille) et le RMS Titanic, doivent leur existence à la vision de Brunel, un demi-siècle plus tôt.

Hôpital d'Erenköy

Pendant la guerre de Crimée (1853-56), les désastres militaires et la détresse des milliers de blessés incitèrent Brunel à mettre ses talents de concepteur au service de la construction d'un tout nouveau type d'hôpital. Les principales exigences du ministère de la Guerre étaient que l'hôpital soit disponible rapidement et facile à construire sur place. Brunel ne prit que quelques semaines pour concevoir un complexe de bâtiments préfabriqués. L'idée d'un hôpital préfabriqué était probablement née du succès du Crystal Palace de Londres, hôte de la première Exposition Universelle de 1851. Brunel avait lui-même utilisé des éléments préfabriqués pour la gare de Paddington. Un autre avantage de la préfabrication était que les bâtiments de l'hôpital pouvaient facilement être agrandis en cas de besoin.

L'hôpital comptait 1 000 lits et intégrait les dernières idées en matière de ventilation et d'assainissement défendues par des pionniers des soins infirmiers tels que Florence Nightingale (1820-1910). À l'époque où la maladie était encore la principale cause de mortalité en temps de guerre, Brunel veilla à ce que l'hôpital dispose d'excellentes installations pour se laver et d'un bon assainissement, y compris des salles de bains adaptées pour les invalides et une ventilation assurée par des ventilateurs. Chaque élément préfabriqué était conçu de manière à pouvoir être transporté par un ou deux hommes seulement. Brunel veilla également à ce que seuls les outils les plus élémentaires soient nécessaires pour assembler les pièces.

De nombreux navires furent nécessaires pour transporter les 11 500 tonnes de matériel jusqu'à leur destination: Erenköy. Brunel planifia minutieusement la logistique nécessaire à la mise en place de son hôpital, puis l'équipa et l'approvisionna en tout, d'une buanderie en fer au papier hygiénique. L'hôpital fut un succès. Environ 1 350 patients y furent traités, et tous sauf 50 se rétablirent, un taux de réussite étonnant pour l'époque. D'autres nations ne tardèrent pas à adopter l'idée. La conception de l'hôpital de Brunel fut adoptée, par exemple, par l'Union Army pendant la guerre de Sécession (1861-65).

Mort et héritage

À la fin de sa vie, Brunel était en mauvaise santé. Le fiasco du Great Eastern lui fit subir un stress énorme et on lui diagnostiqua une grave maladie des reins, la maladie de Bright. Il passa l'hiver 1858-1859 en Égypte et en Italie dans l'espoir qu'un climat plus chaud puisse améliorer sa santé. Il n'en fut rien. Brunel mourut des suites d'une attaque cérébrale le 15 septembre 1859. Il fut enterré dans le caveau familial du cimetière de Kensal Green à Londres.

Brunel était certainement l'un des plus grands ingénieurs, peut-être le plus grand de la révolution industrielle britannique si l'on considère ses réalisations en matière de chemins de fer, de transport maritime et de projets de génie civil. L'ingénieur n'était cependant pas exempt de critiques. Les investisseurs et certains journalistes se plaignaient régulièrement du fait que Brunel avait de grandes idées, mais qu'elles étaient peut-être un peu trop grandes pour être utilisées dans la pratique. Les grands navires en fer de Brunel n'ont certainement pas rapporté beaucoup d'argent. Ce sentiment a été exprimé dans un article nécrologique du magazine The Engineer de septembre 1859: "Aussi brillante qu'ait pu être la carrière de M. Brunel, elle a été, à bien des égards, malheureuse ; et nous pensons que personne n'a ressenti cette vérité plus vivement que lui-même" (Shelley, 108). Une évaluation plus aimable pourrait consister à dire que Brunel était en avance sur son temps, tellement en avance que la technologie n'avait pas encore rattrapé certaines de ses conceptions. Au XXe siècle, les domaines de l'ingénierie, de l'architecture et du design sont devenus plus spécialisés, si bien qu'aujourd'hui, Brunel aurait besoin d'au moins huit professionnels différents hautement qualifiés pour l'égaler. En bref, "Brunel était la réponse du XIXe siècle à l'homme de la Renaissance" (Brindle, 179).

De nombreux ouvrages de Brunel ont toujours la cote. Entre autres, le SS Great Britain peut être visité aujourd'hui à Bristol, le pont suspendu de Clifton est toujours en service, et certaines parties de la ligne de la Great Western Railway sont encore utilisées, ce qui a valu à cette dernière d'être inscrite sur la liste des sites du patrimoine mondial de l'UNESCO.