Nuit du 14 février 1946, à Philadelphie. Dans la salle de l'ENIAC, Betty Snyder et Jean Jennings font tourner une dernière fois leur programme : un obus d'artillerie simulé décolle, monte, retombe, touche le sol et continue sa course. « Il a creusé un trou », racontera Jennings (traduction). Le dernier train part ; elles rentrent. Le lendemain matin, Snyder arrive avec la réponse, trouvée pendant la nuit, et bascule un seul commutateur. L'ENIAC peut être montré au monde. Est-il pour autant le premier ordinateur ? Réponse franche après cinq épisodes : aucune machine ne porte seule ce titre, et l'ENIAC ne l'obtient que pour une définition précise, celle du calculateur électronique à usage général.
Sixième et dernier épisode de notre série « Les ancêtres de l'ordinateur » : nous sommes partis des engrenages de la machine d'Anticythère, passés par la Pascaline, les cartes de Jacquard, les plans de Babbage et d'Ada Lovelace et les relais de Konrad Zuse. Reste à répondre à la question qui courait depuis le début.
En résumé
- L'ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer) est conçu à la Moore School de Philadelphie pour l'armée américaine, de 1943 à 1945, par John Mauchly et J. Presper Eckert.
- Six femmes, Kay McNulty, Jean Jennings, Betty Snyder, Marlyn Wescoff, Fran Bilas et Ruth Lichterman, apprennent à le programmer à partir de schémas. La presse de 1946 ne les nomme pas.
- Il additionne 5 000 fois par seconde en comptant des impulsions dans des anneaux de bascules, en base 10.
- En avril 1948, il est converti pour exécuter des programmes codés, deux mois avant le Manchester Baby : une priorité qui reste discutée.
- En 1973, un juge américain annule son brevet au profit de John Atanasoff. Cela règle un litige, pas la question de l'histoire.
Pourquoi l'armée a-t-elle financé une machine à 18 000 tubes ?
Pour viser. Un canon se règle avec une table de tir, et chaque table réunit des centaines de trajectoires, selon la charge, le vent, l'altitude. Pendant la guerre, ces calculs se font à la Moore School de l'université de Pennsylvanie, sur machines de bureau, par des femmes recrutées comme « computers », des calculatrices au sens humain du mot. Une seule trajectoire leur prend de 30 à 40 heures selon Kathy Kleiman, 12 heures selon la page historique de Penn. L'analyseur différentiel de l'école, tout mécanique, descend à une demi-heure, mais il est unique.
En 1942, John Mauchly, physicien venu d'un petit collège, rédige un mémo de quelques pages sur le calcul par tubes à vide. Il trouve un allié dans le jeune ingénieur J. Presper Eckert, et un appui dans Herman Goldstine, mathématicien et officier de liaison de l'armée. Le contrat du 5 juin 1943 engage 61 700 dollars pour six mois ; neuf avenants le porteront à 486 804,22 dollars. La guerre s'arrête avant : la machine n'a servi à aucune table de tir du conflit.
Autre souci d'ingénieur, moins glorieux : Eckert racontait avoir enfermé des souris avec des échantillons de tous les fils disponibles, pour ne retenir que les isolants qu'elles dédaignaient.
Combien pesait l'ENIAC, et combien de tubes contenait-il ?
Les chiffres qui circulent ne concordent pas : la machine a évolué pendant dix ans, et les sources datent de moments différents.
| Grandeur | Valeur retenue | Ce que disent les sources |
|---|---|---|
| Tubes à vide | environ 18 000 | 18 000 chez Penn et Eckert ; 17 468 chez l'agence allemande dpa ; 19 000 chez Weik |
| Masse | environ 27 tonnes | « 30 tons » américaines, soit 27 t (dpa donne 27 t) |
| Puissance | environ 150 kW | 150 kW selon Eckert et Penn ; « près de 200 kW » avec la ventilation selon Weik |
| Encombrement | 40 panneaux en U | salle de 9 × 15 m environ ; façade de 24 m (Penn) à 30 m (Spectrum) |
| Addition | 5 000 par seconde | 200 µs : rapport technique de 1946 |
Comment un accumulateur additionne-t-il avec des impulsions ?
Oublions le binaire de Zuse : l'ENIAC compte en base 10, comme une Pascaline qui aurait troqué ses roues contre des tubes. Chacun de ses 20 accumulateurs stocke un nombre de 10 chiffres et un signe. Chaque chiffre vit dans une « décade », un anneau de dix bascules dont une seule est active à la fois : sa position est le chiffre. Une impulsion électrique fait avancer l'anneau d'un cran, comme une dent pousse une roue. Une lampe néon double chaque bascule : le calcul se voit.
L'horloge bat à 100 000 impulsions par seconde, et 20 de ces temps de 10 µs forment un « temps d'addition », soit 200 µs. Prenons le nombre de la démonstration de 1946, 97 367, ajouté à lui-même :
- Émission. L'accumulateur émetteur envoie sur chaque ligne autant d'impulsions que son chiffre vaut : 7 sur la ligne des unités, 6 sur celle des dizaines, et ainsi de suite. Il fait un tour complet de 10 impulsions et retombe sur son chiffre.
- Comptage. Dans le récepteur, la décade des unités, à 7, reçoit 7 impulsions : 8, 9, 0, 1, 2, 3, 4. En passant de 9 à 0, elle arme une bascule de retenue, sans rien faire d'autre pour l'instant.
- Même travail partout, en même temps. Les autres décades comptent en parallèle : 6 + 6 donne 2 avec retenue, 3 + 3 donne 6, 7 + 7 donne 4 avec retenue, 9 + 9 donne 8 avec retenue.
- Retenues. Au temps d'impulsion 13, chaque bascule armée envoie une impulsion à la décade de gauche : les dizaines passent à 3, les centaines à 7, les dizaines de mille à 9, et un 1 apparaît en sixième position.
- Résultat. 194 734, 200 microsecondes après le départ, et une impulsion part déclencher l'opération suivante.
Si une retenue arrive sur une décade à 9, celle-ci repasse à 0 et transmet aussitôt à sa voisine. Pour soustraire, l'accumulateur émet le complément de son nombre.
Les tubes claquaient-ils sans arrêt ?
La légende montre un technicien courant avec un panier de tubes. Eckert la balayait en 1989 : un tube tous les deux jours, une panne localisée en 15 minutes, des châssis enfichables échangés en quelques secondes. Sa recette : faire tourner les filaments sous leur tension normale (Penn parle même d'un quart de leur puissance). Le rapport de Weik confirme : composants testés, sous-utilisés, et des circuits qui ne distinguent que la présence ou l'absence d'une impulsion, donc peu sensibles au vieillissement.
Ce récit d'inventeur reste à tempérer. Weik, qui écrit pour l'armée, décrit des débuts difficiles à Aberdeen : réseau instable, chaleur, longues immobilisations. Quand Nick Metropolis veut faire tourner son code en avril 1948, la machine calcule mal, jusqu'à ce qu'il ramène l'horloge de 100 à 60 kHz. Le fonctionnement fiable devient alors la norme.
Qui étaient les six programmeuses ?
À l'été 1945, Goldstine choisit six calculatrices parmi 80 à 100 : Kathleen « Kay » McNulty, Betty Jean Jennings, Frances Elizabeth « Betty » Snyder, Marlyn Wescoff, Frances « Fran » Bilas et Ruth Lichterman. Penn détaille leurs parcours : mathématiciennes pour la plupart, Snyder venant du journalisme. On les connaît aussi sous leurs noms d'épouses : Mauchly puis Antonelli, Bartik, Holberton, Meltzer, Spence et Teitelbaum.
« On nous a donné ces schémas fonctionnels et dit de les étudier », raconte Jean Bartik (traduction). Leur habilitation n'étant pas arrivée, elles n'ont même pas le droit de voir la machine. Dans une salle de classe vide en plein août, sous les marteaux-piqueurs d'un chantier à l'étage, Jennings et Snyder déchiffrent les schémas. Un homme entre et inspecte le plafond : John Mauchly, venu vérifier qu'il ne s'effondre pas. « Dites-nous comment marche ce fichu accumulateur », lui lancent-elles (traduction). Il leur ouvre son bureau d'à côté, et voilà leur cours.
Un programme de l'ENIAC s'écrit alors avec les mains : des câbles entre les unités, des milliers de commutateurs à positionner. On attribue à Betty Snyder l'invention du point d'arrêt, procédé que tout programmeur utilise encore. Il faut cependant nuancer le mythe des pionnières parties de rien : elles ont les schémas, les ingénieurs à portée de voix, et Adele Goldstine rédige en 1946 le manuel technique. Thomas Haigh rappelle aussi qu'elles ont été embauchées comme opératrices, le métier de programmeur n'existant pas encore. Cela n'enlève rien au travail accompli.
Dès le 10 décembre 1945, l'ENIAC reçoit son premier vrai travail, classifié et venu de Los Alamos : probablement des calculs préparatoires à la bombe H.
Février 1946 : la démonstration et les balles de ping-pong
Il y eut deux démonstrations. Le 1er février, Arthur Burks présente à la presse une séquence reconstituée par Brian Stuart : 5 000 additions de 97 367 en une seconde, pour 486 835 000 ; la même chose ralentie mille fois ; 13 975 au carré, soit 195 300 625 ; des tables de carrés, de cubes, de sinus. « J'ai cru comprendre que c'était très ennuyeux », dira Jean Bartik (traduction).
Le couple Goldstine invite donc Jennings et Snyder dans son appartement et leur demande si leur trajectoire sera prête. Le doyen Pender passe les voir et leur laisse une bouteille d'alcool, qu'elles ne boiront pas. Le soir du 14 survient l'obus qui creuse sa tombe, le lendemain matin le commutateur de Snyder sur le programmateur maître. Devant les invités du 15 février, l'obus vole 30 secondes, et l'ENIAC le calcule en 20.
Pour la scène, Eckert et son équipe ont une idée de génie publicitaire : poser des demi-balles de ping-pong sur les néons des accumulateurs. Bartik précise qu'on y a imprimé les chiffres, pour qu'ils ressortent sur les photos. Le Penn Almanac y voit l'origine des ordinateurs clignotants de la science-fiction.
Le soir, on dîne en grande pompe. « Betty et moi n'étions pas invitées », se souvient Bartik, qui se dit « horrifiée » (traduction). Les légendes des photos nomment Eckert, Mauchly et les officiers. Selon Penn, Marlyn Wescoff et Ruth Lichterman assuraient l'exécution, sans laisser de trace dans les comptes rendus. Bartik accuse même Goldstine de s'être attribué ce programme dans son livre : un témoignage, à lire comme tel.
Dans les années 1980, l'étudiante Kathy Kleiman tombe sur les photos officielles et demande qui sont ces femmes. On lui répond que ce sont des modèles, des « Refrigerator Ladies » posant pour embellir la machine. Ses recherches aboutiront au documentaire The Computers et au livre Proving Ground (Grand Central, 2022). La photo de couverture de cet article résume l'affaire : le code source de la page de l'Army Research Laboratory garde la trace de deux corrections de sa légende, en février 2014 puis sur intervention de Kleiman. Elle nommait Wescoff et Lichterman ; elle nomme désormais Ester Gerston et Gloria Gordon Bolotsky, de la génération suivante.
Lumières qui baissent, « bug » : que valent les légendes ?
Philadelphie dans la pénombre. À chaque mise en marche, dit-on, les lampes de la ville baissaient. Eckert tranche : « pure fiction, inventée par un journaliste » (traduction). La machine tirait 150 kW régulés sur le réseau. Penn parle de lignes dédiées, un article étudiant de 1996 d'un générateur propre : le détail varie, la conclusion non. Eckert dément aussi que les militaires saluaient la machine.
Le « bug ». Rien à voir avec l'ENIAC. Le papillon de nuit scotché dans un cahier le 9 septembre 1947 vient d'un relais du Harvard Mark II, avec la mention « premier cas réel de bug trouvé » (traduction), preuve que le mot existait déjà. Edison l'employait dès 1878 pour les petits défauts de ses inventions.
Une célébrité mondiale dès 1946 ? Vu d'Allemagne, non. Le musée HNF de Paderborn a fouillé la presse germanophone : un des tout premiers articles, dans le Wiener Kurier du 2 avril, parle d'une machine à « cerveau », et les zones d'occupation allemandes n'en surent sans doute presque rien.
Le rapport de 1945 et la conversion de 1948
L'été 1944, sur un quai de gare (à Aberdeen selon la plupart des récits, à Philadelphie selon d'autres), Goldstine aborde John von Neumann et lui parle de l'ENIAC. Le mathématicien rejoint les réflexions sur la machine suivante, l'EDVAC, et rédige le First Draft of a Report on the EDVAC, que Goldstine diffuse le 30 juin 1945 sous le seul nom de von Neumann. Eckert et Mauchly, qui revendiquent ces idées, sont furieux, et Bartik dira de von Neumann que « ce qu'il a fait, c'est de l'écrire » (traduction).
L'ENIAC déménage à Aberdeen, redémarre à l'été 1947 et change de nature. Plutôt que de recâbler à chaque problème, von Neumann, Adele Goldstine, Jean Bartik et Richard Clippinger imaginent de câbler une fois pour toutes un jeu d'instructions codées sur quelques chiffres, rangées dans les tables de fonctions, ces banques de commutateurs lues comme une mémoire morte. Le 12 avril 1948, le journal de bord note une première démonstration réussie : Haigh, Priestley et Rope y voient le premier programme de style moderne jamais exécuté. Suit une simulation Monte-Carlo de neutrons pour Los Alamos, largement codée par Klara von Neumann, qui avouait n'avoir jamais compris ses cours de mathématiques. « Le miracle de l'ENIAC a vraiment eu lieu », écrit Stanislaw Ulam (traduction).
Les mêmes auteurs reconnaissent la limite : la machine ne pouvait réécrire son propre programme, et elle n'a servi de modèle à personne. Ils préfèrent d'ailleurs décrire ce qu'elle faisait plutôt que de « discuter pour savoir si l'ENIAC de 1948 était un ordinateur à programme enregistré » (traduction). Elle tourne jusqu'au 2 octobre 1955 à 23 h 45, après avoir livré en 1950 les premières prévisions météo numériques : 24 heures de calcul pour prédire 24 heures de temps.
Le procès Honeywell contre Sperry Rand : Atanasoff a-t-il tout inventé ?
En juin 1941, Mauchly rend visite en Iowa à John Atanasoff, qui construit avec Clifford Berry une machine à tubes destinée aux systèmes d'équations. Vingt-six ans plus tard, cette visite devient une arme. Sperry Rand détient le brevet ENIAC, déposé en 1947 et délivré en 1964, et Honeywell l'attaque en 1967. Le 19 octobre 1973, le juge Earl Larson écrit qu'Eckert et Mauchly « n'ont pas inventé eux-mêmes l'ordinateur numérique automatique, mais en ont tiré le sujet d'un certain Dr John Vincent Atanasoff » (traduction). La décision aurait été éclipsée par le « massacre du samedi soir » du Watergate, survenu le lendemain.
Faut-il y voir le verdict de l'histoire ? Les historiens s'en gardent. Le brevet tombe aussi parce que le rapport de von Neumann avait circulé plus d'un an avant le dépôt, et une antériorité juridique n'est pas un récit historique. Martin Campbell-Kelly rappelle que la machine d'Atanasoff, limitée, n'était pas programmable et n'a jamais vraiment fonctionné ; Eckert parlait d'un machin « de paillasse » (traduction). Le poids réel de la visite de 1941, sur laquelle les deux hommes donnent des versions opposées, reste discuté.
Colossus et le Manchester Baby, les autres candidats
Colossus est conçu par Tommy Flowers, ingénieur des Postes britanniques, pour casser le chiffre Lorenz de l'état-major allemand. Le premier exemplaire arrive à Bletchley Park fin 1943 ou début janvier 1944 ; dix machines tournent à la fin de la guerre, avec environ 2 400 à 2 500 tubes pour le modèle 2. Électronique, réglable par prises et commutateurs, antérieur à l'ENIAC, il reste voué à une seule tâche.
Le secret le rend invisible : les premières informations ne sont déclassifiées qu'en 1975, longtemps après que l'ENIAC a pris toute la lumière. Une reconstruction en état de marche est exposée à Bletchley.
Le Manchester Baby, ou Small-Scale Experimental Machine, de Frederic Williams, Tom Kilburn et Geoff Tootill, sert d'abord à tester une mémoire à tube cathodique. Le 21 juin 1948 à 11 heures, son premier programme, tenu en mémoire et non sur bande ni par câblage, tourne 52 minutes et enchaîne 3,5 millions d'opérations pour trouver le plus grand diviseur propre de 218, soit 131 072.
Minuscule et à peine utile, il est le premier ordinateur que nous reconnaîtrions sans hésiter : instructions et données partagent une mémoire que la machine peut réécrire. L'EDSAC de Cambridge, en 1949, sera souvent salué comme le premier à rendre un vrai service.
Alors, y a-t-il un « premier ordinateur » ?
Non, il y a plusieurs premières. À Paderborn, le blog du HNF écrit sans détour : « ENIAC n'était pas le premier ordinateur, c'était la Z3 de Konrad Zuse » (traduction). À Philadelphie, Penn parle du « premier ordinateur électronique à usage général », comme l'italien Geopop. Chacun a raison dans son cadre, et la définition choisie dit souvent d'où l'on parle.
| Date | Repère |
|---|---|
| 1941 | Z3 de Zuse à Berlin ; visite de Mauchly à Atanasoff |
| 5 juin 1943 | Contrat de l'armée avec la Moore School |
| fin 1943 - début 1944 | Colossus à Bletchley Park |
| 30 juin 1945 | First Draft de von Neumann |
| 10 décembre 1945 | Premier travail de l'ENIAC, pour Los Alamos |
| 1er et 15 février 1946 | Présentation à la presse, puis inauguration |
| 12 avril 1948 | L'ENIAC exécute des programmes codés |
| 21 juin 1948 | Le Manchester Baby exécute un programme en mémoire |
| 19 octobre 1973 | Jugement Honeywell contre Sperry Rand |
La réponse se lit sur toute cette série : l'engrenage, la retenue, la carte perforée, le programme, le relais, le tube. L'ordinateur ressemble moins à une invention qu'à un assemblage, dont chaque pièce a son inventeur, et souvent son inventrice oubliée.
Que reste-t-il de l'ENIAC dans un PC d'aujourd'hui ?
Peu de matière, beaucoup d'idées. Votre processeur bat toujours au rythme d'une horloge, garde ses nombres dans des bascules et les manipule dans des registres, lointains descendants des accumulateurs. La retenue court encore de chiffre en chiffre, en binaire. Le point d'arrêt attribué à Betty Snyder figure dans tous les outils de développement. Et l'ENIAC a prouvé que des milliers de composants pouvaient travailler ensemble, ce qu'Eckert résumait ainsi : une idée très radicale, menée de façon très conservatrice (traduction).
Pour le cinquantenaire, des étudiants de Penn ont fait entrer l'ENIAC sur une puce de 7,44 × 5,29 mm. Le processeur d'un PC d'occasion aligne aujourd'hui des centaines de millions de transistors, là où l'ENIAC comptait 18 000 tubes, et l'IBM PC de 1981 tenait déjà sur un bureau. À l'atelier, une panne se règle encore souvent comme à Aberdeen : on isole l'élément fautif sur un châssis ouvert, armé de patience, avec beaucoup moins de souris.
Pour aller plus loin : ressources commentées
Voir de vrais morceaux.
- Penn Engineering, Philadelphie : quatre panneaux d'origine dans le bâtiment Moore.
- HNF, Paderborn : le plus proche, trois modules d'origine et un accumulateur reconstitué que les visiteurs font calculer.
- The National Museum of Computing, Bletchley Park : le Colossus reconstruit.
- Science and Industry Museum, Manchester : la réplique du Baby, démontrée par des bénévoles.
Faire tourner. La simulation de la Freie Universität de Berlin, hébergée par les archives Zuse, date de 2003-2004 et réclame Java.
Regarder. The Computers, le documentaire de Kathy Kleiman, avec des entretiens de quatre des programmeuses, et sa conférence TED.
Lire.
- Thomas Haigh, Mark Priestley et Crispin Rope, ENIAC in Action (MIT Press, 2016) : la référence savante.
- Jean Jennings Bartik, Pioneer Programmer (Truman State University Press, 2013), et son entretien de 2008, savoureux et partial.
- Textes d'époque : A Report on the ENIAC (1946), First Draft of a Report on the EDVAC (1945), The ENIAC Story de Martin Weik (1961).
Ainsi se termine la première saison de notre série. La seconde commence le 16 novembre : elle suit l'ordinateur hors des laboratoires, du mot « ordinateur » inventé en 1955 jusqu'aux premiers micro-ordinateurs. Si une vieille machine mérite un coin d'histoire chez vous, le musée RACK la regardera avec intérêt.
Sources principales : A. Goldstine, A Report on the ENIAC, partie I (1946) ; M. Weik, The ENIAC Story (1961) ; T. Haigh, M. Priestley, C. Rope, IEEE Annals of the History of Computing (2014) ; B. Stuart, ibid. (2021) ; entretiens de Bartik (CHM, 2008) et d'Eckert (Computerworld) ; Penn ; TNMOC ; HNF-Blog. Crédits : couverture, U.S. Army Photo, domaine public, Ester Gerston (debout) et Gloria Gordon Bolotsky selon l'ARL, Commons, recadrée ; autres crédits en légende ; images converties en WebP.