Willis Carrier (1876-1950) était le « père de la climatisation », développant à la fois la théorie et les applications des systèmes de climatisation.
Willis Haviland Carrier est né à Angola, dans l’État de New York, le 26 novembre 1876, membre d’une vieille famille de Nouvelle-Angleterre. Le jeune Willis a fait ses études à l’Académie d’Angola et a enseigné pendant deux ans avant d’entrer à la Central High School de Buffalo, dans l’État de New York, pour répondre aux exigences d’entrée à l’université. Carrier a ensuite obtenu une bourse d’État pour fréquenter l’université Cornell. Il obtient son diplôme d’ingénieur électricien à Cornell en 1901, puis rejoint la Buffalo Forge Company à Buffalo en tant qu’ingénieur de recherche. Carrier est devenu ingénieur en chef de l’entreprise en 1906.
Alors qu’il était associé à Buffalo Forge, Carrier a contribué de façon importante au développement des soufflantes et des réchauffeurs à serpentin fabriqués pour l’entreprise et a formulé une méthode technique pour tester et évaluer les soufflantes et les réchauffeurs à système de ventilation. Il a également conçu et publié le premier système de tableaux d’évaluation scientifiquement déterminés définissant les capacités, les vitesses et les résistances des appareils de chauffage à différentes pressions de vapeur et vitesses d’air. Lorsque le problème de la fourniture d’air pur s’est posé, Carrier a inventé un laveur d’air à pulvérisation, à partir duquel il a ensuite développé l’humidificateur ou le déshumidificateur à pulvérisation.
Il a ensuite entrepris une étude exhaustive d’un certain nombre de questions, y compris la première analyse de la déshumidification par l’utilisation de la réfrigération mécanique. C’est ainsi que Carrier a pu faire les premières applications de son laveur d’air à pulvérisation. Au cours de l’étude de ces applications, il s’est rendu compte de l’importance fondamentale de l’humidification (c’est-à-dire du contrôle de la teneur en humidité de l’air) et a développé le contrôle du point de rosée, une méthode de régulation de l’humidité par le contrôle de la température de l’eau pulvérisée dans la machine de conditionnement. À la suite de ces recherches, Carrier a présenté en 1911 à l’American Society of Mechanical Engineers deux articles décrivant le contrôle de l’humidité.
Le travail de Carrier n’était pas simplement théorique. Par l’intermédiaire des bureaux de Buffalo Forge, il a mis ses concepts en pratique. Très tôt, il a conçu pour la Sackett-Wilhelm Lithography and Publishing Company un système qui maintenait 55 % d’humidité dans le bâtiment tout au long de l’année à une température de 70 degrés en hiver et de 80 degrés en été. En 1907, des systèmes Carrier avaient été installés dans plusieurs filatures de coton et autres usines. C’est pourquoi, plus tard dans l’année, Buffalo Forge décide de créer une filiale à part entière, la Carrier Air Conditioning Company, pour concevoir et commercialiser des systèmes complets de climatisation. Pendant les six années suivantes, Carrier est vice-président de la filiale et ingénieur en chef et directeur de la recherche de la société mère. Au cours de cette période, les équipements Carrier sont installés dans plusieurs industries : tabac, rayonne, caoutchouc, papier, produits pharmaceutiques et transformation des aliments.
Carrier, donc, était le « père de la climatisation » en Amérique, à la fois dans un sens théorique et pratique. Bien que le terme » climatisation » ait été utilisé pour la première fois par Stuart W. Cramer, propriétaire et exploitant d’une usine à Charlotte, en Caroline du Nord, Carrier l’a rapidement adopté, définissant la climatisation comme le contrôle de l’humidité, de la température, de la pureté et de la circulation de l’air. En 1914, Buffalo Forge décide de se limiter à la fabrication et se retire du secteur de l’ingénierie. Carrier crée alors la Carrier Engineering Corporation. Peu de temps après, Carrier fait une invention qui va transformer l’industrie. Il met au point une machine frigorifique radicalement nouvelle – le compresseur centrifuge – qui utilise des réfrigérants sûrs et non toxiques et peut desservir de grandes installations à peu de frais. Cela a ouvert la voie à un système dont l’objectif était le confort humain.
Durant les années 1920, Carrier a commencé à installer des systèmes complets de climatisation. L’un des premiers et des plus importants fut installé dans l’immense grand magasin J. L. Hudson à Détroit en 1924. Cette installation est suivie en 1928-1929 par celle des chambres de la Chambre et du Sénat du Capitole américain. Le fait qu’en 1930, plus de 300 cinémas avaient installé des systèmes de climatisation revêt une importance plus locale. L’entreprise, que Willis Carrier avait lancée avec peu de moyens en 1915, a prospéré grâce à ces installations et à d’autres et, en 1929, elle exploitait deux usines à Newark, dans le New Jersey, et une troisième à Allentown, en Pennsylvanie. En 1930, Carrier Engineering fusionne avec deux entreprises de fabrication, la Brunswick-Kroeschell Company et la York Heating and Ventilating Corporation, pour devenir la Carrier Corporation, dont Willis Carrier est le président du conseil d’administration.
La dépression des années 1930 oblige cependant l’entreprise à lutter pour sa survie. Faisant appel à des consultants en affaires, Carrier réduit les coûts et systématise ses opérations, centralisant tout dans une usine à Syracuse, New York. Il se met également à la recherche de nouveaux marchés. Un candidat évident était le gratte-ciel, mais jusqu’à la fin des années 1930, aucun système ne pouvait fournir efficacement ce service. En 1939, cependant, Carrier invente un système dans lequel l’air conditionné provenant d’une station centrale est acheminé à grande vitesse dans de petits conduits en acier vers les pièces individuelles. Bien que l’adoption de ce système ait été retardée par la Seconde Guerre mondiale, la climatisation a connu un grand essor après la guerre, car elle est devenue pratiquement obligatoire dans tous les immeubles de bureaux. Carrier Air Conditioning s’est taillé la part du lion dans cette activité, mais une crise cardiaque a contraint Carrier à prendre sa retraite en 1948. Il est décédé le 7 octobre 1950.
Les réalisations de Carrier étaient multiples, et à sa mort, il détenait plus de 80 brevets. Outre les choses précédemment mentionnées, il a également joué un rôle important dans le développement de la pompe centrifuge, déterminé et publié les données de base relatives à la friction de l’air dans les conduits, développé des moyens praticables pour assurer une distribution et une circulation de l’air uniformes et efficaces à l’intérieur des bâtiments, conçu la sortie du diffuseur, et développé le système d’éjection de la circulation de l’air dans lequel un volume d’air relativement petit est éjecté par des buses convergentes de telle manière qu’il induit le mouvement de l’air de trois à cinq fois son propre volume, fournissant ainsi une circulation efficace à l’intérieur de l’enceinte donnée.
L’une des installations les plus remarquables d’équipements Carrier a été réalisée à la Robinson Deep en Afrique du Sud, la mine la plus profonde du monde. Grâce à l’équipement Carrier, les propriétaires ont pu augmenter la profondeur de la mine de 1 500 pieds pour atteindre un total de 8 500 pieds, augmentant ainsi la quantité d’or disponible. Carrier a reçu la médaille John Scott de la ville de Philadelphie en 1931 pour ses inventions de climatisation, la médaille F. Paul Anderson de l’American Society of Heating Engineers et la médaille de l’American Society of Mechanical Engineer’s Society en 1934.
Lectures complémentaires
M. Ingels, W. H. Carrier : Father of Air Conditioning (1927) fournit une biographie. Des informations sur l’industrie de la climatisation peuvent être obtenues dans les livres publiés par Carrier Corporation. □