La SIP: du microscope à la machine-outil l étonnante trajectoire industrielle de la Société genevoise d instruments de physique

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1 La SIP: du microscope à la machine-outil l étonnante trajectoire industrielle de la Société genevoise d instruments de physique Musée d histoire des sciences

2 La Société genevoise d instruments de physique la culture de la perfection Ce carnet, paru à l occasion de l exposition La SIP, du microscope à la machine-outil, qui se tient au Musée d histoire des sciences du 3 novembre 2005 au 3 avril 2006, se propose d illustrer l étonnante épopée industrielle de la Société genevoise d instruments de physique (Sip), depuis sa création en 1862 jusque dans les années 1950, à travers six objets emblématiques de l exposition. Fondée par deux savants genevois de renom, Marc Thury et Auguste De la Rive, dans le but de fabriquer des instruments scientifiques, la Sip se retrouve une soixantaine d années plus tard propulsée au sommet de la hiérarchie des constructeurs de machines-outils. Ce passage de la science expérimentale à l industrie marque toutefois une rupture plus apparente que réelle. L activité scientifique étant plus prestigieuse que rentable, la Sip se diversifie dès 1870 dans les «biens d équipements». Ainsi, jusqu en 1914, 1 fabrique-t-elle principalement deux gammes de produits, les machines frigorifiques et les compteurs électriques. Parallèlement, tirant parti d une machine à diviser de grande précision mise au point par Marc Thury lui-même, l entreprise devient à partir de 1875 la grande spécialiste de la métrologie, livrant à travers le monde quantité de mètres étalon et règles graduées. En 1909, la Sip opère un pas décisif en direction de l industrie mécanique. Elle invente un banc de mesure révolutionnaire, capable de déterminer les dimensions exactes d une pièce. Dix ans plus tard, elle s ouvre définitivement les portes de l industrie avec la «machine à pointer», une perceuse de précision qui impose le micron comme unité de mesure. Plus soucieuse de perfection technique que de considérations économiques, la Sip entame dès les années 1970 un long déclin. Confrontée récemment à deux faillites, la fabrique vient à nouveau de déposer son bilan en octobre Va-t-elle réussir à renaître encore une fois, et perpétuer ainsi cette exigence de perfection qui aura marqué sa trajectoire depuis 150 ans? 3

3 # : les microscopes p. 7 9 # : les appareils à reproduire les aurores boréales p # : le mètre étalon p # : les compteurs électriques p # : «les machines à mesurer» p # : «les machines à pointer» p

4 1863 : les microscopes la SIP au service de la science # 01 Microscopes simple, composé et polarisant, Sip, Genève fin xix e siècle collection Musée d histoire des sciences, nº inv , 94 et 688 photographie: Flora Bevilacqua, Musée d histoire des sciences Instruments scientifiques par excellence, les microscopes figurent en bonne place dans les premiers catalogues de la Sip. On y trouve des microscopes simples (loupes montées) destinés aux naturalistes, des microscopes composés (plusieurs lentilles), des microscopes polarisants pour l étude 7

5 des coupes minéralogiques et de nombreux accessoires pour la microscopie: appareils d éclairage, lames, microtomes, etc. Les microscopes ne constituent cependant qu un petit échantillon de l o re pléthorique de la SIP à ses débuts. La société fabrique aussi bien des instruments de mesure hygromètres, spectroscopes, théodolites que des appareils de démonstration machine à trombes de Colladon ou appareil pour la reproduction des aurores boréales de De la Rive. Pourquoi une o re aussi abondante? Pour Thury et De la Rive, la Sip doit permettre aux savants genevois et suisses de disposer enfin d un atelier fabriquant des instruments de physique et de mécanique dans le pays, et de n être ainsi plus tributaires de l étranger. «C est pour combler s il est possible cette lacune, que des amis des sciences, résidant à Genève, ont provoqué la création d un atelier pour la construction de tous les appareils que l expérimentation réclame», expliquait Marc Thury. Si par hasard un instrument ne figure pas dans le catalogue, Eugène Schwerd, l artisan contremaître de l établissement se chargera de fournir tout instrument de recherches qui lui serait demandé, précisait encore le cofondateur de la Sip. La Sip poursuivra la fabrication d instruments scientifiques jusqu au sortir de la Première Guerre mondiale avant de se spécialiser dans les appareils de mesure de haute précision destinés à la métrologie industrielle. Des microscopes et d autres instruments scientifiques seront toutefois encore fabriqués à Genève jusque dans les années 1930 par l atelier de mécanique Thury & Amey, créé en 1878 par Emile Thury, fils du cofondateur de la Sip. 9

6 1863 : les appareils à reproduire les aurores boréales la nature expliquée par la physique # 02 Appareil à reproduire les aurores boréales, Auguste de la Rive, Genève, vers 1865 Collection Musée d histoire des sciences, nº inv. 501 photographie: Flora Bevilacqua, Musée d histoire des sciences Les aurores boréales fascinent l homme depuis la plus haute Antiquité. Si l on sait aujourd hui que ces phénomènes découlent de collisions entre particules solaires, piégées par le champ magnétique terrestre, et des molécules de la haute atmosphère, de nombreuses théories ont été énoncées 11

7 dans le passé pour expliquer la formation des aurores: inflammation des hautes couches de l atmosphère, pénétration de l atmosphère solaire dans celle de la terre, réflexion des rayons solaires sur les glaciers polaires, décharges électriques, etc. Vers 1850, Auguste De la Rive, physicien et expérimentateur de renom, s intéresse à son tour aux aurores. Influencé par les travaux de Benjamin Franklin sur l électricité atmosphérique et la découverte récente de l électromagnétisme, le savant genevois tente d expliquer les aurores polaires par l action conjointe de l électricité et du magnétisme terrestres. Elles découleraient de décharges entre l électricité positive de l atmosphère et celle négative de la terre dans les régions polaires. Ces décharges se transformeraient en rubans colorés sous l action des courants magnétiques terrestres. De la Rive fonde son explication sur de précédentes expériences où il a mis en évidence l action rotatoire des aimants sur des décharges électriques dans des gaz raréfiés. Il met au point un appareil de démonstration sophistiqué destiné à reproduire des aurores polaires en laboratoire. L appareil consiste en une grosse sphère en bois représentant la terre munie à ses pôles de deux tiges de fer coi ées chacune par un manchon en verre. En provoquant des décharges électriques dans les deux manchons (partiellement sous vide) et en aimantant les tiges de fer, on obtient des anneaux lumineux semblables aux aurores polaires. De la Rive construit un premier exemplaire vers 1860 qu il présentera en 1863 à l Observatoire de Paris. Dès la même année, la Sip propose à la vente le «grand appareil de De la Rive pour la reproduction des aurores boréales» pour le prix de 800 francs. 13

8 1875 : le mètre étalon le mètre copié à l infini # 03 Mètre étalon en acier nickel, Sip, Genève, 1899 Collection Musée d histoire des sciences photographie: Flora Bevilacqua, Musée d histoire des sciences C est en 1875 que le mètre issu de la Révolution française est o ciellement adopté par une vingtaine de pays dont la Suisse. Le Bureau International des Poids et Mesures de Paris (Bipm) est chargé de fabriquer un nouveau mètre étalon en platine iridié, à partir du «Mètre des Archives» en platine de

9 ainsi qu une vingtaine de prototypes identiques entre eux qui sont remis aux pays signataires de la «Convention du mètre». Ces prototypes servent à leur tour de modèles à la fabrication de copies (étalons secondaires) destinées à l usage courant (calibrage, comparaison des instruments de mesure) dans les laboratoires et les industries. A cette époque, la Sip possède déjà un grand savoir-faire dans le domaine de la métrologie. En e et, grâce à une machine à diviser (destinée à graver des graduations sur les règles) mise au point par Marc Thury en 1865, l entreprise produit des règles graduées et des étalons de mesure depuis près de 10 ans. Elle maîtrise les délicats procédés de fabrication qui permettent d obtenir des règles de dimension aussi stable que possible et dont les graduations ne s altèrent pas avec le temps. C est donc tout naturellement qu elle se voit confier par le Bipm la fabrication de nombreux étalons secondaires. Plusieurs milliers d exemplaires sortiront ainsi des ateliers genevois. Si la première machine à diviser de Thury est capable de graver des traits sur une règle avec une précision du dixième de millimètre sur la longueur totale, les machines suivantes atteindront une précision de l ordre du millième de millimètre (micron). En 1960, le mètre étalon physique en platine iridié est abandonné au profit d une nouvelle définition du mètre fondée sur le multiple de la longueur d onde dans le vide de la raie orange du krypton 86, une constante naturelle plus facilement reproductible et moins sujette au vieillissement que la règle métallique. La Sip continuera cependant à fabriquer des règles de précision, les mesures courantes en laboratoire étant bien plus faciles à réaliser à l aide d une règle graduée qu avec un interféromètre 17

10 1896 : les compteurs électriques les limites de la diversification # 04 Compteurs électriques, Sip, Genève, vers 1900 Collection Services industriels de Genève et Musée d'histoire des sciences photographie: Flora Bevilacqua, Musée d histoire des sciences Il ne faut que quelques années aux dirigeants de la Sip pour constater que la seule fabrication d appareils scientifiques est insu sante pour assurer la survie de l entreprise. L activité est d autant moins rentable que Marc Thury considère qu il est inconvenant de gagner de l argent sur le dos de la science et que 19

11 les articles sont fabriqués à l unité, quand il ne s agit pas de prototypes. Pour redresser la situation, il est fait appel à un jeune ingénieur, Théodore Turrettini, qui élargit l activité aux biens d équipements. A l exception de l électricité, toutes les filières énergétiques sont alors investies. Aux fourneaux à gaz s ajoutent les moteurs à eau, les compresseurs pneumatiques puis les «machines à froid» inventées par le physicien genevois Raoul Pictet. Entre 1877 et la Première Guerre mondiale, l entreprise fabriquera ainsi un bon millier d installations frigorifiques, principalement pour l industrie alimentaire. A Genève, la totalité des brasseries, ainsi que les abattoirs, les Laiteries Réunies et l Hôpital seront équipés par la Sip. Coïncidant avec la mise en service de l usine hydroélectrique de Chèvres, l année 1896 constitue l An i de l électricité à Genève. Par réalisme, la Sip s attaque à un marché émergent compatible avec ses moyens de production, les compteurs de courant électrique. Tous les segments sont couverts: compteurs monophasés, triphasés à trois ou quatre fils, à double tarif jour et nuit pour particuliers, appareils industriels. Bénéficiaire pendant une quinzaine d années, le département subit de plein fouet à partir de 1910 la concurrence de firmes spécialisées. En dépit d une rationalisation de la production, la Sip écoule ses appareils en dessous du seuil de rentabilité. En 1928, le département des compteurs est cédé à l entreprise zougoise Landis&Gyr, donnant naissance à la Sodeco (Société des compteurs de Genève). Celle-ci emménage en 1930 dans une usine horlogère désa ectée à la rue du Grand-Pré dans le quartier de la Servette. 21

12 1909 : «les machines à mesurer» La précision au service de la fabrication en série # 05 Machine à mesurer d atelier, Sip, Genève, vers 1920 Collection Sip photographie: Flora Bevilacqua, Musée d histoire des sciences Lancée en 1909, la «machine à mesurer» constitue la première vraie ouverture de la Sip au monde de l industrie mécanique. Décisive pour l avenir de l entreprise, cette impulsion est donnée par Fernand Turrettini, qui vient de succéder à son père Théodore. Homme 23

13 de son temps, Fernand a parfaitement saisi les enjeux de la fabrication en série, alors en plein essor. Les véhicules à moteur, les bicyclettes, les machines à coudre ou, dans le registre militaire, les armes automatiques, sont autant de biens apparus au tournant du xx e siècle qui doivent leur large di usion à deux développements ayant partie liée, la normalisation des pièces et leur interchangeabilité. Pour contrôler les tolérances d usinage, les industriels utilisent des calibres et des jauges dont il faut régulièrement vérifier les dimensions exactes. Tirant parti du savoir faire de la maison, Fernand Turrettini révolutionne la métrologie d atelier en concevant un banc capable de mesurer la valeur absolue d une pièce faisant jusqu à un mètre de longueur avec une précision de l ordre du millième de millimètre. En plus de la longueur, la machine permet également de mesurer les diamètres extérieurs, intérieurs et e ectifs. Précise, facile à utiliser et solide, la Mul (pour machine à mesurer universelle linéaire) voit son lancement favorisé par les circonstances. Pendant la Première Guerre mondiale, les entreprises d armement ou de munitions les plus prestigieuses s équipent largement de matériel Sip. Une fois la paix revenue, le relais est pris par les fabriques de moteurs et de mécanique de précision. 25

14 1921 : «les machines à pointer» Naissance d une machine mythique # 06 Machine à pointer nº 4, Sip Genève, 1921 photographie: Sip Lors du Salon de l auto 1923, la Sip présente au grand public sa dernière merveille, la «machine à pointer nº4». L entreprise est alors en passe de gagner son pari: prendre pied dans le monde de la machine-outil. En revanche, elle est loin d imaginer que cette réalisation sans équivalent, rapidement déclinée dans de multiples variantes, va la hisser au rang des meilleurs constructeurs 27

15 de machines-outils au monde. Aujourd hui encore, les «Mp» de la Sip demeurent des modèles de perfection mécanique et une référence en matière d usinage de précision. Comme la «machine à mesurer», la «Mp» est une réponse à l essor de la fabrication en série, un procédé qui repose, entre autres, sur un usinage parfait des pièces de façon à supprimer les opérations d ajustage. L obtention de tolérances serrées passe par un outillage de grande précision, délicat et coûteux à réaliser. Ainsi la confection d un gabarit de perçage requiert jusqu à six opérations distinctes (traçage à la main de l emplacement du trou, pointage, perçage, ajustage, alésage, contrôle), à répéter autant de fois qu il y a de trous à réaliser. Rien de cela avec la «Mp», qui réalise elle-même l ensemble du processus d usinage, sans déplacement de la pièce, une prouesse rendue possible grâce à des solutions techniques inédites. Les avantages qu elle procure en terme de productivité (jusqu à 90 % de gain de temps) et de précision (unité de mesure passant du centième au millième de millimètre) lui assurent une notoriété immédiate. En quelques années, la Sip compte les plus grands fabricants d automobiles et d avions parmi ses clients. En 1934, l entreprise présente une évolution de son fleuron, l «Hydroptic», conçue pour supporter les contraintes du fraisage. La machine comprend deux innovations: une commande hydraulique de la table et un système de positionnement des organes par règle étalon. Plus de 6000 «Mp» seront fabriquées jusqu à la fin des années

16 Colophon rédaction Bénédict Frommel Stéphane Fischer graphisme Mathieu Christe caractères Jigsaw Stencil Johanna Balušíková odile Sibylle Hagmann photolithographie bombie impression Noir sur noir Un grand merci à tous ceux qui ont contribué à la réalisation de cette exposition, en particulier aux employés et vétérans de la Sip, aux prêteurs privés ainsi qu au Musée Centre Müller de Bienne. Ce carnet a été publié à l occasion de l exposition «La SIP, du microscope à la machine-outil», 3 novembre 2005 au 3 avril 2006, au Musée d histoire des sciences de Genève. Usine Reiden (Lucerne) vers Trois générations de machines à pointer Sip: au centre une Mp 6b (1933), à droite une Hydroptic b (1935), à gauche une Mp 8 p (1953) photographie: collection Sip Halle de montage des machines à pointer, Sip Plainpalais, vers 1930 photographie: Sip papiers Inkada silk 240 gm 2 Eletto brillant 100 gm 2 reliure Monica Buchs commissaires d exposition Bénédict Frommel, Stéphane Fischer muséographie Laurent Pavy

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