Par Patrick Stothers Kwak, mis à jour le 24 mars 2022
Les moulins à eau convertissent l'énergie cinétique de l'eau courante, généralement celle des rivières ou des ruisseaux, en énergie mécanique ou en électricité. La roue en rotation fait tourner un arbre qui entraîne divers processus industriels. Historiquement, l’application la plus courante consistait à moudre des grains en farine, une pratique qui a débuté dans la Grèce antique et se poursuit aujourd’hui dans le monde entier. D'autres utilisations clés incluent la fabrication textile et la scierie.
L’utilisation principale et historiquement dominante des moulins à eau est la mouture des grains. Ces installations, connues sous le nom de moulins à grains, moulins à maïs ou moulins à farine, traduisent le mouvement de la roue en une action de broyage entre une pierre de guidage en rotation et une pierre de lit fixe. Les premières conceptions en Grèce et à Rome utilisaient des palettes horizontales (roues nordiques) attachées à un arbre qui entraînait la pierre de guidage. En Grande-Bretagne et aux États-Unis, la roue est montée verticalement, mais le principe fondamental reste le même.
Les premières scieries documentées remontent à l'Empire romain d'Orient, à la fin du IIIe siècle, et se sont poursuivies jusqu'à l'époque médiévale et au-delà. Dans le monde islamique, les scieries hydroélectriques étaient également courantes. En couplant la rotation de la roue hydraulique à un bras de pitman, le moulin a converti le mouvement circulaire en mouvement de va-et-vient d'une lame de scie, permettant ainsi de couper les bûches plus rapidement et plus efficacement que le travail manuel. Cette technologie est restée répandue en Amérique du Nord jusqu'à l'avènement de l'énergie électrique.
La production textile alimentée à l’eau a commencé dans la France médiévale du XIe siècle. Les usines de foulage utilisaient la roue pour soulever des marteaux en bois (stocks de foulage) qui frappaient le tissu, tandis que les usines de coton exploitaient la rotation pour carder le coton brut, alignant ainsi les fibres pour le tissage. Le même principe alimente les métiers à tisser et autres équipements de tissage.
Aujourd'hui, les moulins à eau restent essentiels à la transformation des céréales dans de nombreuses régions en développement, notamment dans les zones rurales de l'Inde et du Népal. Même si l’électricité bon marché les a largement supplantés au XXe siècle, des usines historiques fonctionnent toujours aux États-Unis. Au Royaume-Uni, certains ont été modernisés pour produire de l’énergie hydroélectrique à petite échelle. Si ces installations produisent moins d'énergie que les grands barrages, elles évitent l'impact environnemental de la retenue des rivières.