Frank J. Sprague
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Frank J SPRAGUE inventeur et père de la traction électrique
Frank J SPRAGUE inventeur et père de la traction électrique

Frank Julian Sprague (1857–1934) était un officier de la marine des Etats-Unis et un inventeur qui a contribué au développement du moteur électrique, des automotrices électriques (en particulier du tramway) ainsi que des ascenseurs électriques. Ses découvertes ont eu un impact important, car elles ont permis d'accroitre la taille des villes grâce à la mise en place de moyens de transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus souvent en utilisant des véhicules et des voies de communications (la route,...) adaptés et de bâtir des quartiers d'affaires plus denses grace à l'utilisation d'ascenseurs électriques dans les gratte-ciel (Un gratte-ciel (calque de l'anglais skyscraper) est un immeuble de très grande hauteur. Il n'existe pas de définition officielle ni de hauteur minimale à partir de...). Il est connu comme le "Père de la traction électrique".

Enfance et éducation

Sprague est né à Milford, Connecticut en 1857. Lycéen, il excellait dans les mathématiques (Les mathématiques constituent un domaine de connaissances abstraites construites à l'aide de raisonnements logiques sur des concepts tels que les nombres, les figures, les structures et les transformations. Les mathématiques...). En 1874, il entre à l'Ecole Navale d'Annapolis dans le Maryland, dont il sort 7e de sa classe en 1878.

Enseigne dans la Navy et inventeur

Devenu enseigne dans l'US Navy, il sert successivement sur plusieurs vaisseaux et invente le premier interphone électrique installé sur un bateau (Un bateau est une construction humaine capable de flotter sur l'eau et de s'y déplacer, dirigé ou non par ses occupants. Il répond aux besoins du transport maritime ou fluvial, et permet diverses...). Il assiste aux expositions universelles de 1881 (Paris) et du Crystal Palace (Angleterre) en 1882, en tant que membre du jury pour les moteurs à essence, les dynamos et les éclairages.

Collaborateur d'Edison

En 1883, il démissionne de la Navy et il est recruté par un collaborateur des laboratoires de Thomas Edison à Menlo Park dans le New Jersey (Jersey est la plus grande des îles Anglo-Normandes, dont la capitale est Saint-Hélier. Sa superficie est de 118,2 km2 et elle est peuplée de 91 084 habitants (Jersiais ou plus plaisamment...). Il contribue aux recherches en mettant au point (Graphie) des méthodes de calcul permettant de limiter le nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) d'essais infructueux. Il participe également à la mise au point des centrales d'alimentation électrique (Le terme d'alimentation électrique désigne un ensemble de systèmes capables de fournir de l'électricité aux appareils fonctionnant avec cette énergie.).

En 1884, il quitte Edison et crée sa propre société, la Sprague Electric Railway Motor Company. Il invente en 1886 un nouveau moteur (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique, électrique, thermique par exemple) en une énergie mécanique ou travail.[réf. nécessaire]) électrique à vitesse (On distingue :) constante, avec des brosses fixes et un système de renvoi de courant. Son moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif qui déplace de la matière en apportant de la puissance. Il effectue ce travail à partir d'une énergie (éolienne,...) était le premier à fournir une vitesse constante sous une charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne...) variable (En mathématiques et en logique, une variable est représentée par un symbole. Elle est utilisée pour marquer un rôle dans une formule, un prédicat ou un algorithme. En...).

Les tramways électriques

Une carte postale historique montrant un tramway électrique à Richmond, Virginie, où l'inventeur démontra avec succès son nouveau système dans une zone vallonnée en 1888. Le carrefour figurant sur la carte est celui de la 8e avenue et de Broad Street.
Une carte postale historique montrant un tramway électrique à Richmond, Virginie, où l'inventeur démontra avec succès son nouveau système dans une zone vallonnée en 1888. Le carrefour figurant sur la carte est celui de la 8e avenue (Une avenue est une grande voie urbaine. Elle est en principe plantée d'arbres, et conduit à un monument.) et de Broad Street.

Une des inventions de Sprague est un système permettant de capter l'électricité (L’électricité est un phénomène physique dû aux différentes charges électriques de la matière, se manifestant par une énergie. L'électricité désigne également la branche de la physique qui étudie les phénomènes...) circulant dans une ligne électrique aérienne. Sa perche de tramway, inventée en 1880, utilisait une roue (La roue est un organe ou pièce mécanique de forme circulaire tournant autour d'un axe passant par son centre.) pour glisser sur le fil électrique (Un fil électrique, ou câble électrique est un organe fait d'un matériaux conducteur servant au transport de l'électricité. Il peut être mono-brin ou multi-brin, entouré ou non d'une enveloppe isolante (plastique, téflon, etc.) Suivant...). Fin 1887, début 1888, Sprague utilisa son invention pour mettre au point le premier système de tramway électrique à Richmond, Virginie. Les collines de Richmond, avec des rues comportant des pentes de 10%, prouvèrent l'efficacité de cette invention. Une année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.) plus tard, le transport électrique remplaçait les coûteux chevaux dans de nombreuses villes. En 1889, 110 chemins de fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le métal de transition et le matériau ferromagnétique le plus...) utilisaient le système de Sprague et sa mise en œuvre avait commencé ou était planifiée sur les autres continents. En 1890, Edison, qui fabriquait la plupart des équipements de Sprague, lui racheta son entreprise et Sprague se tourna alors vers les ascenseurs électriques.

Système de contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) à distance des motrices

Avec l'expérience acquise sur les tramways, Sprague met au point un système permettant à un seul conducteur de télécommander plusieurs motrices électriques. Ce dispositif permettait de constituer des rames comportant plusieurs motrices. La première application fut réalisée sur le métro (Un métro, apocope du terme métropolitain lui-même abréviation de chemin de fer métropolitain, est un chemin de fer urbain souterrain le plus souvent, sur viaduc...) Elevated de Chicago (Chicago est une mégapole des États-Unis, située dans la partie nord du Middle West, à 1 280 kilomètres à l'ouest de New York et à plus de 3 200 kilomètres au nord-est...). Le succès de son exploitation entraîna son déploiement à Brooklyn, New York (New York , en anglais New York City (officiellement, City of New York) pour la distinguer de l’État de New York, est la principale ville des États-Unis,...) et Boston.

Entre 1896 et 1900, Sprague réalise l'électrification des gares du New York Central Railroad et en particulier du Grand Central Terminal de New York. Il met au point un système de freinage automatique (L'automatique fait partie des sciences de l'ingénieur. Cette discipline traite de la modélisation, de l'analyse, de la commande et, de la régulation des systèmes dynamiques. Elle a pour fondements théoriques les...) et fonde la Sprague Safety & Signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d'objets ayant des formes particulières. Les signaux lumineux sont employés depuis la nuit des temps par les hommes pour...) Corporation pour le développement de son système.

Ascenseurs électriques

Sprague se tourne vers 1890 vers le développement de l'ascenseur (Un ascenseur est un dispositif mobile assurant le déplacement des personnes (et des objets) en hauteur sur des niveaux définis d'une construction.) électrique et fonde à cet effet en 1892 la société Sprague Electric Elevator Company. Il met au point avec Charles R. Spratt un ascenseur électrique plus rapide que les ascenseurs hydrauliques ou propulsés par des moteurs à vapeur () existants. Sprague vendit peu après son entreprise à la société Otis Elevator.

Dans les années 1920, il développe un système permettant de faire circuler deux ascenseurs indépendants dans une même gaine ainsi que des nouveaux dispositifs de sécurité. Il vendit plus tard son système à Westinghouse Electric.

Récompenses

Sprague a reçu plusieurs récompenses, dont la médaille d'or de l'Exposition électrique de Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville est construite sur une boucle de la Seine, au centre du bassin parisien, entre les confluents de la Marne et de la...) en 1889, le grand prix de l'Exposition de Saint Louis en 1904, La médaille Elliott-Cresson en 1904 et la Médaille Edison de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel...) Américain des Ingénieurs en électricité en 1910, ainsi que la médaille Franklin en 1921, et à titre posthume la médaille d'or John Fritz en 1935.

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