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BIBLIOTHÈQUE DES MERVEILLES

LE TÉLÉPHONE

LE MICROPHONE

ET LE PHONOGRAPHE

par

Le comte Th. DU MONCEL

Membre de l'Institut

OUVRAGE ILLUSTRÉ

DE 67 FIGURES DESSINÉES SUR BOIS

PAR B. BONNAFOUX

PARIS

LIBRAIRIE HACHETTE ET Cie

79, BOULEVARD SAINT-GERMAIN, 79

1878

Droits de propriété et de traduction réservés

BIBLIOTHÈQUE DES MERVEILLES
PUBLIÉE SOUS LA DIRECTION

DE M. ÉDOUARD CHARTON

LE TÉLÉPHONE, LE MICROPHONE

ET LE PHONOGRAPHE

21571-78.—PARIS, TYPOGRAPHIE LAHURE

  Rue de Fleurus, 9

 LE TÉLÉPHONE

LE MICROPHONE

ET LE PHONOGRAPHE

UN COUP D'ŒIL HISTORIQUE.

À proprement parler, le téléphone n'est qu'un instrument apte à
transmettre les sons à distance, et l'idée de cette transmission est
aussi ancienne que le monde. Les Grecs employaient des moyens
susceptibles de la réaliser, et il n'est pas douteux que ces moyens
n'aient été quelquefois mis à contribution dans les oracles du
paganisme. Seulement cette transmission des sons ne sortait pas de
certaines limites assez restreintes, ne dépassant pas sans doute
celles des porte-voix. Suivant M. Preece, le document le plus ancien
où cette transmission du son à distance soit formulée d'une manière un
peu nette, remonte à l'année 1667, comme il résulte d'un écrit d'un
certain Robert Hooke, qui dit à ce propos: «Il n'est pas impossible
d'entendre  un bruit à grande distance, car on y est déjà
parvenu, et l'on pourrait même décupler cette distance sans qu'on
puisse taxer la chose d'impossible. Bien que certains auteurs estimés
aient affirmé qu'il était impossible d'entendre à travers une plaque
de verre noircie même très-mince, je connais un moyen facile de faire
entendre la parole à travers un mur d'une grande épaisseur. On n'a pas
encore examiné à fond jusqu'où pouvaient atteindre les moyens
acoustiques, ni comment on pourrait impressionner l'ouïe par
l'intermédiaire d'autres milieux que l'air, et je puis affirmer qu'en
employant un fil tendu, j'ai pu transmettre instantanément le son à
une grande distance et avec une vitesse sinon aussi rapide que celle
de la lumière, du moins incomparablement plus grande que celle du son
dans l'air. Cette transmission peut être effectuée non-seulement avec
le fil tendu en ligne droite, mais encore quand ce fil présente
plusieurs coudes.»

Ce système de transmission des sons, sur lequel sont basés les
téléphones à ficelle qui attirent l'attention depuis quelques années,
est resté à l'état de simple expérience jusqu'en 1819, époque à
laquelle M. Wheatstone l'appliqua à sa lyre magique. Dans cet
appareil, les sons étaient transmis à travers une longue tige de sapin
dont l'extrémité était adaptée à une caisse sonore; de là à l'emploi
des membranes utilisées dans les téléphones à ficelle, il n'y avait
qu'un pas. Quel est celui qui eut cette dernière idée?... il est assez
difficile de le dire, car beaucoup de ces vendeurs de téléphones se
l'attribuent sans se douter même de la question.  S'il faut
en croire certains voyageurs, ce système serait depuis longtemps
employé en Espagne pour les correspondances amoureuses. Quoi qu'il en
soit, les cabinets de physique ne possédaient pas ces appareils il y a
quelques années, et beaucoup de personnes croyaient même que la
ficelle était constituée par un tube acoustique de petit diamètre. Cet
appareil, quoique devenu un jouet d'enfant, est d'une grande
importance scientifique, car il montre que les vibrations capables de
reproduire la parole peuvent être d'un ordre infiniment petit,
puisqu'elles peuvent être transmises mécaniquement à des distances
dépassant cent mètres. Toutefois, au point de vue télégraphique, le
problème de la propagation des sons à distance était loin d'être
résolu de cette manière, et l'idée d'appliquer les effets électriques
à cette sorte de transmission dut naître aussitôt qu'on put être
témoin des effets merveilleux de la télégraphie électrique, ce qui
nous reporte déjà aux époques qui suivirent l'année 1839. Une
découverte inattendue faite par M. Page en 1837, en Amérique, et
étudiée depuis par MM. Wertheim, de la Rive et autres, devait
d'ailleurs y conduire naturellement; car on avait reconnu qu'une tige
magnétique soumise à des aimantations et à des désaimantations
très-rapides, pouvait émettre des sons, et que ces sons étaient en
rapport avec le nombre des émissions de courants qui les provoquaient.

D'un autre côté, les vibrateurs électriques combinés par MM.
Mac-Gauley, Wagner, Neef, etc., et disposés dès 1847 et 1852 par MM.
Froment et Pétrina pour la production de sons musicaux, prouvaient que
le problème  de la transmission des sons à distance était
possible. Toutefois, jusqu'en 1854, personne n'avait osé admettre la
possibilité de transmettre électriquement la parole à distance, et
quand M. Charles Bourseul publia à cette époque une note sur la
transmission électrique de la parole, on regarda cette idée comme un
rêve fantastique. Moi-même, je dois l'avouer, je ne pouvais y croire,
et quand, dans la première édition de mon exposé des applications de
l'électricité publiée en 1854[1], je rapportai cette note, je crus
devoir l'accompagner de commentaires plus que dubitatifs. Cependant,
comme la note me paraissait bien raisonnée, je n'hésitai pas à la
publier en la signant seulement des initiales Ch. B***. La suite
devait donner raison à cette idée hardie, et quoiqu'elle ne renfermât
pas en elle le principe physique qui seul pouvait conduire à la
reproduction des sons articulés, elle était pourtant le germe de
l'invention féconde qui a illustré les noms de Graham Bell et d'Elisha
Gray. C'est à ce titre que nous allons reproduire encore ici la note
de M. Charles Bourseul.

«Après les merveilleux télégraphes qui peuvent reproduire à distance
l'écriture de tel ou tel individu, et même des dessins plus ou moins
compliqués, il semblerait impossible, dit M. B***, d'aller plus en
avant dans les régions du merveilleux. Essayons cependant de faire
quelques pas de plus encore. Je me suis demandé, par exemple, si la
parole elle-même ne pourrait pas être transmise par l'électricité, en
un mot, si  l'on ne pourrait pas parler à Vienne et se faire
entendre à Paris. La chose est praticable: voici comment:

«Les sons, on le sait, sont formés par des vibrations et appropriés à
l'oreille par ces mêmes vibrations que reproduisent les milieux
intermédiaires.

«Mais l'intensité de ces vibrations diminue très rapidement avec la
distance; de sorte qu'il y a, même en employant des porte-voix, des
tubes et des cornets acoustiques, des limites assez restreintes qu'on
ne peut dépasser. Imaginez que l'on parle près d'une plaque mobile,
assez flexible pour ne perdre aucune des vibrations produites par la
voix, que cette plaque établisse et interrompe successivement la
communication avec une pile: vous pourrez avoir à distance une autre
plaque qui exécutera en même temps les mêmes vibrations.

«Il est vrai que l'intensité des sons produits sera variable au point
de départ, où la plaque vibre par la voix, et constante au point
d'arrivée, où elle vibre par l'électricité; mais il est démontré que
cela ne peut altérer les sons.

«Il est évident d'abord que les sons se reproduiraient avec la même
hauteur dans la gamme.

«L'état actuel de la science acoustique ne permet pas de dire a
priori s'il en sera tout à fait de même des syllabes articulées par
la voix humaine. On ne s'est pas encore suffisamment occupé de la
manière dont ces syllabes sont produites. On a remarqué, il est vrai,
que les unes se prononcent des dents, les autres des lèvres, etc.,
mais c'est là tout.

«Quoi qu'il en soit, il faut bien songer que les syllabes  ne
reproduisent, à l'audition, rien autre chose que des vibrations des
milieux intermédiaires; reproduisez exactement ces vibrations, et vous
reproduirez exactement aussi les syllabes.

«En tout cas, il est impossible de démontrer, dans l'état actuel de la
science, que la transmission électrique des sons soit impossible.
Toutes les probabilités, au contraire, sont pour la possibilité.

«Quand on parla pour la première fois d'appliquer l'électro-magnétisme
à la transmission des dépêches, un homme haut placé dans la science
traita cette idée de sublime utopie, et cependant aujourd'hui on
communique directement de Londres à Vienne par un simple fil
métallique.—Cela n'était pas possible, disait-on, et cela est.

«Il va sans dire que des applications sans nombre et de la plus haute
importance surgiraient immédiatement de la transmission de la parole
par l'électricité.

«À moins d'être sourd et muet, qui que ce soit pourrait se servir de
ce mode de transmission qui n'exigerait aucune espèce d'appareils. Une
pile électrique, deux plaques vibrantes et un fil métallique
suffiraient.

«Dans une multitude de cas, dans de vastes établissements, par
exemple, on pourrait, par ce moyen, transmettre à distance tel ou tel
avis, tandis qu'on renoncera à opérer cette transmission par
l'électricité, dès lors qu'il faudra procéder lettre par lettre et à
l'aide de télégraphes exigeant un apprentissage et de l'habitude.

«Quoi qu'il arrive, il est certain que dans un avenir  plus
ou moins éloigné, la parole sera transmise à distance par
l'électricité. J'ai commencé des expériences à cet égard: elles sont
délicates et exigent du temps et de la patience, mais les
approximations obtenues font entrevoir un résultat favorable.»

Il est certain que cette description n'est pas assez complète pour
qu'on puisse y découvrir la disposition qui pouvait conduire à la
solution du problème, et si les vibrations de la lame au poste de
réception devaient résulter d'interruptions et de fermetures de
courant effectuées au poste de transmission, sous l'influence des
vibrations déterminées par la voix, elles ne pouvaient fournir que des
sons musicaux et non des sons articulés. Néanmoins l'idée était
très-belle, comme le dit M. Preece, tout en regardant sa réalisation
comme impossible[2]. Il est du reste facile de voir que M. Bourseul
lui-même ne se dissimulait pas les difficultés du problème en ce qui
touchait les sons articulés, car il signale, comme on vient de le
voir, les différences qui existent entre les vibrations simples
produisant les sons musicaux et les vibrations complexes déterminant
les sons articulés; mais, comme il le disait fort justement:
Reproduisez au poste de réception les vibrations de l'air déterminées
au poste de transmission, et vous aurez la transmission de la parole
quelque compliqué que soit le mécanisme au moyen duquel on l'obtient.
Nous verrons à l'instant comment a été résolu ce problème, et il est
probable que certains essais avaient déjà fait pressentir à 
M. Bourseul la solution de la question; mais rien dans sa note ne peut
faire entrevoir quels étaient les moyens auxquels il avait pensé; de
sorte que l'on ne peut raisonnablement pas lui rapporter la découverte
de la transmission électrique de la parole, et nous ne comprenons
guère qu'on ait pu nous faire un reproche de ne pas avoir apprécié,
dès cette époque, l'importance de cette découverte qui pouvait bien
alors paraître un peu du domaine de la fantaisie.

Ce n'est qu'en 1876 que le problème de la transmission électrique de
la parole a été définitivement résolu, et cette découverte a soulevé
dans ces derniers temps, entre MM. Elisha Gray, de Chicago, et Graham
Bell un débat de priorité intéressant sur lequel nous devons dire
quelques mots.

Dès l'année 1874, M. Elisha Gray s'occupait d'un système de téléphone
musical qu'il voulait appliquer aux transmissions télégraphiques
multiples, et les recherches qu'il dut entreprendre pour établir ce
système dans les meilleures conditions possibles lui firent entrevoir
la possibilité de transmettre électriquement les mots articulés. Tout
en expérimentant son système télégraphique, il combina, en effet, vers
le 15 janvier 1876, un système de téléphone parlant dont il déposa à
l'office des patentes américaines, sous la forme de caveat ou de
brevet provisoire, la description et les dessins. Ce dépôt fut fait le
14 février 1876: or ce même jour M. Graham Bell déposait également à
l'office des patentes américaines une demande de brevet dans laquelle
il était bien question d'un appareil du même genre, mais qui
s'appliquait surtout à des transmissions  télégraphiques
simultanées au moyen d'appareils téléphoniques, et les quelques mots
qui, dans ce brevet, pouvaient se rapporter au téléphone à sons
articulés, s'appliquaient à un instrument qui, de l'aveu même de M.
Bell, n'a pu fournir aucuns résultats satisfaisants[3]. Dans le
caveat de M. Gray, au contraire, l'application de l'appareil à la
transmission électrique de la parole est uniquement indiquée, la
description du système est complète, et les dessins qui l'accompagnent
sont tellement précis qu'un téléphone exécuté d'après eux pouvait
parfaitement fonctionner; c'est du reste ce que M. Gray put constater
lui-même quand, quelque temps après, il exécuta son appareil qui ne
différait guère de celui à liquide dont parle M. Bell dans son
mémoire. À ce titre, M. Elisha Gray se serait trouvé certainement mis
en possession du brevet, si une omission de formes de l'office des
patentes américaines, qui, comme on le sait, prononce sur la priorité
des inventions dans ce pays, n'avait entraîné la déchéance de son
caveat, et c'est à propos de cette omission qu'un procès a été
intenté dernièrement à M. Bell, devant la Cour suprême de l'office des
patentes américaines, pour faire tomber son brevet. Si M. Gray ne
s'est pas occupé plus tôt de cette réclamation, c'est qu'il était
alors entièrement occupé d'expérimenter son système de téléphone
harmonique appliqué aux transmissions télégraphiques qu'il jugeait
plus important au point de vue commercial, et que le temps lui avait
complètement manqué pour donner suite à cette affaire.

 Quoi qu'il en soit, c'est seulement à partir de la prise de
possession de son brevet que M. Bell commença à s'occuper sérieusement
du téléphone parlant, et ses efforts ne tardèrent pas à être couronnés
de succès, car peu de mois après, il exposait à Philadelphie son
téléphone parlant qui excita, dès cette époque, l'attention publique
au plus haut degré, et qui, perfectionné encore au point de vue
pratique, nous arriva en Europe dans l'automne 1877 avec la forme que
nous lui connaissons.

Comme complément à cette histoire sommaire du téléphone, nous devons
dire que, depuis sa réussite, bon nombre de réclamations de priorité
ont surgi comme par enchantement. Nous voyons d'abord qu'un certain M.
John Camack, Anglais d'origine, s'attribue l'invention du téléphone,
se basant sur ce qu'en 1865 il aurait non-seulement fait la
description de cet appareil, mais encore exécuté les dessins; il
ajoute même que si les moyens ne lui avaient pas fait défaut pour le
construire, le téléphone aurait été découvert dès cette époque. Une
prétention semblable a été également émise par M. Dolbear, compatriote
de M. Bell, et nous verrons bientôt ce qu'en dit ce dernier.

Il en est de même d'un certain M. Manzetti, d'Aoste, qui prétend que
son invention téléphonique a été décrite dans beaucoup de journaux de
1865, entre autres dans le Petit Journal, de Paris, du 22 novembre
1865, le Diretto, de Rome, du 10 juillet 1865, l'Écho d'Italie, de
New-York, du 9 août 1865, l'Italie, de Florence, du 10 août 1865,
la Commune d'Italie, de Gênes, du 1er décembre 1865, la Vérité,
de Novarre, du 4 janvier  1866, le Commerce, de Gênes, du 6
janvier 1866. Il est vrai qu'aucune description n'a été donnée de ce
système, et que les journaux en question n'ont fait qu'assurer que les
expériences qui avaient été faites avaient montré que la solution
pratique du problème de la transmission électrique de la parole par ce
système était possible. Quoi qu'il en soit, M. Charles Bourseul aurait
encore la priorité de l'idée; mais suivant nous, on ne doit ajouter
qu'une médiocre confiance à toutes ces revendications faites après
coup.

Avant de nous occuper du téléphone de Bell et des diverses
modifications qu'on lui a apportées, il nous a paru important, pour
bien familiariser le lecteur avec ces sortes d'appareils, d'étudier
les téléphones électro-musicaux qui l'ont précédé, et en particulier
celui de M. Reiss, qui fut construit en 1860 et qui a été le point de
départ de tous les autres. Nous verrons d'ailleurs que ces instruments
ont des applications très-importantes, et la télégraphie leur devra
probablement un jour de grands progrès.[Table des Matières]

TÉLÉPHONES MUSICAUX.

Téléphone de M. Reiss.—Le téléphone de M. Reiss est fondé, quant à la
reproduction des sons, sur les effets découverts par M. Page en 1837
et, pour leur transmission électrique, sur le système à membrane
vibrante utilisé dès 1855 par M. L. Scott dans son phonautographe. Cet
appareil se compose donc, comme les systèmes télégraphiques, de deux
parties distinctes,  d'un transmetteur et d'un récepteur, et
nous les représentons fig. 1.




Fig. 1.


Le transmetteur était essentiellement constitué par une boîte sonore
K, qui portait à sa partie supérieure une large ouverture circulaire à
travers laquelle était tendue une membrane, et au centre de celle-ci
était adapté un léger disque de platine o, au-dessus duquel était
fixée une pointe métallique b, qui constituait avec le disque
l'interrupteur. Sur une des faces de cette boîte sonore K, se trouvait
une sorte de porte-voix T qui était destiné à recueillir les sons et à
les diriger à l'intérieur de la boîte pour les faire réagir ensuite
sur  la membrane. Une partie de la boîte K est brisée sur la
figure pour qu'on puisse distinguer les différentes parties qui la
composent.

Les tiges a, c, qui portent la pointe de platine b, sont réunies
métalliquement avec une clef Morse t, placée sur le côté de la boîte
K, et avec un électro-aimant A, qui appartient à un système
télégraphique destiné à échanger les signaux nécessaires à la mise en
action des deux appareils aux deux stations.

Le récepteur est constitué par une caisse sonore B, portant deux
chevalets d, d, sur lesquels est soutenu un fil de fer d d de la
grosseur d'une aiguille à tricoter. Une bobine électro-magnétique g
enveloppe ce fil et se trouve enfermée par un couvercle D, qui
concentre les sons déjà amplifiés par la caisse sonore; cette caisse
est même munie, à cet effet, de deux ouvertures pratiquées au-dessous
de la bobine.

Le circuit de ligne est mis en rapport avec le fil de cette bobine par
les deux bornes d'attache 3 et 4, et une clef Morse t se trouve
placée sur le côté de la caisse B pour l'échange des correspondances.

Pour faire fonctionner ce système, il suffit de faire parler
l'instrument dont on veut transmettre les sons devant l'ouverture T,
et cet instrument peut être une flûte, un violon ou même la voix
humaine. Les vibrations de l'air déterminées par ces instruments font
vibrer à l'unisson la membrane téléphonique, et celle-ci, en
approchant et éloignant rapidement le disque de platine o de la
pointe b, fournit une série d'interruptions de courant qui se
trouvent répercutées par le fil de fer d d et transformées en
vibrations métalliques,  dont le nombre est égal à celui des
sons successivement produits.

D'après ce mode d'action, on comprend donc qu'il soit possible de
transmettre les sons avec leur valeur relative; mais l'on conçoit
également que ces sons ainsi transmis n'auront pas le timbre de ceux
qui leur donnent naissance, car le timbre est indépendant du nombre
des vibrations, et, il faut même le dire ici, les sons produits par
l'appareil de M. Reiss avaient un timbre de flûte à l'oignon qui
n'avait rien de séduisant; toutefois le problème de la transmission
électrique des sons musicaux était bien réellement résolu, et l'on
pouvait dire en toute vérité qu'un air ou une mélodie pouvait être
entendu à une distance aussi grande qu'on pouvait le désirer.

L'invention de ce téléphone date, comme on l'a déjà vu, de l'année
1860, et le professeur Heisler en parle dans son traité de physique
technique, publié à Vienne en 1866; il prétend même dans l'article
qu'il lui a consacré, que, quoique dans son enfance, cet appareil
était susceptible de transmettre non-seulement des sons musicaux, mais
encore des mélodies chantées. Ce système fut ensuite perfectionné par
M. Vander-Weyde, qui, après avoir lu la description publiée par M.
Heisler, chercha à rendre la boîte de transmission de l'appareil plus
sonore et les sons produits par le récepteur plus forts. Voici ce
qu'il dit à ce sujet dans le Scientific american Journal:

«Ayant fait construire en 1868 deux téléphones du genre de celui
décrit précédemment, je les montrai à la réunion du club polytechnique
de l'Institut américain.  Les sons transmis étaient produits
à l'extrémité la plus éloignée du Cooper Institut, et tout à fait en
dehors de la salle où se trouvaient les auditeurs de l'association;
l'appareil récepteur était placé sur une table, dans la salle même des
séances. Il reproduisait fidèlement les airs chantés, mais les sons
étaient un peu faibles et un peu nasillards. Je songeai alors à
perfectionner cet appareil, et je cherchai d'abord à obtenir dans la
boîte K des vibrations plus puissantes en les faisant répercuter par
les côtés de cette boîte au moyen de parois creuses. Je renforçai
ensuite les sons produits par le récepteur, en introduisant dans la
bobine plusieurs fils de fer, au lieu d'un seul. Ces perfectionnements
ayant été soumis à la réunion de l'Association américaine pour
l'avancement des sciences qui eut lieu en 1869, on exprima l'opinion
que cette invention renfermait en elle le germe d'une nouvelle méthode
de transmission télégraphique qui pourrait conduire à des résultats
importants. Cette appréciation devait être bientôt justifiée par la
découverte de Bell et d'Elisha Gray.

Téléphone de MM. Cécil et Léonard Wray.—Ce système, que nous
représentons fig. 2 et 3, n'est qu'un simple perfectionnement de celui
de M. Reiss, imaginé en vue de rendre les effets produits plus
énergiques. Ainsi le transmetteur est muni de deux membranes au lieu
d'une, et son récepteur, au lieu d'être constitué par un simple fil de
fer recouvert d'une bobine magnétisante, se compose de deux bobines
distinctes, H, H', fig. 2, placées dans le prolongement l'une de
 l'autre, et à l'intérieur desquelles se trouvent deux tiges
de fer. Ces tiges sont fixées par une de leurs extrémités à deux lames
de cuivre A, B, maintenues elles-mêmes dans une position fixe au moyen
de deux piliers à écrous I, I', et les deux autres extrémités de ces
tiges, entre les bobines, sont disposées à une très-petite distance
l'une devant l'autre, mais sans cependant se toucher. Le système est
d'ailleurs monté sur une caisse sonore, munie d'un trou T dans
l'espace correspondant à l'intervalle séparant les bobines, et
celles-ci communiquent avec quatre boutons d'attache qui sont mis en
rapport avec le circuit de ligne de telle manière que les polarités
opposées des deux tiges soient de signes contraires, et ne forment
qu'un seul et même aimant coupé par le milieu. Il paraît qu'avec cette
disposition les sons produits sont beaucoup plus accentués.




Fig. 2.


La forme du transmetteur est aussi un peu différente de celle que nous
avons décrite précédemment; la partie supérieure, au lieu d'être
horizontale, est un peu inclinée, comme on le voit fig. 3, et
l'ouverture  E par laquelle les sons doivent se communiquer à
la membrane vibrante, occupe une grande partie du côté le plus élevé
de la caisse, qui, à cet effet, se présente sous une certaine
obliquité. La seconde membrane G, qui est en caoutchouc, forme une
sorte de cloison qui divise en deux la caisse, à partir du bord
supérieur de l'ouverture, et, d'après l'inventeur, elle aurait pour
effet, tout en augmentant l'amplitude des vibrations produites par la
membrane extérieure D, comme dans un tambour, de protéger celle-ci
contre les effets de la respiration et plusieurs autres causes
nuisibles. L'interrupteur lui-même diffère aussi de celui de
l'appareil de M. Reiss. Ainsi le disque de platine  b,
appelé à fournir les contacts, n'est mis en rapport métallique avec le
circuit que par l'intermédiaire de deux petits fils de platine ou
d'acier qui plongent dans deux petits godets a, c remplis de
mercure et reliés à ce circuit. Par ce moyen, la membrane D se trouve
libre dans ses mouvements et peut vibrer plus facilement.




Fig. 3.


L'interruption est d'ailleurs effectuée par une petite pointe de
platine portée par un levier à ressort articulé KH qui se trouve
au-dessus du disque, et dont l'extrémité, étant fixée au-dessous d'une
sorte de clef Morse MI, permet d'effectuer à la main les fermetures de
courant nécessaires à l'échange des correspondances pour la mise en
train des appareils.

Harmonica électrique.—Longtemps avant M. Reiss et à plus forte raison
longtemps avant M. Elisha Gray qui a imaginé un téléphone du même
genre, j'avais fait mention d'une sorte d'harmonica électrique qui a
été décrit de la manière suivante dans le tome I, p. 167, de la
première édition de mon Exposé des applications de l'électricité
publié en 1853[4].

«La faculté que possède l'électricité de mettre en mouvement des lames
métalliques et de les faire vibrer, a pu être utilisée à la production
de sons distincts, susceptibles d'être combinés et harmonisés; mais,
en outre de cette application toute physique, l'électro-magnétisme a
pu venir en auxiliaire à certains instruments, tels que pianos,
orgues, etc., pour leur donner  la facilité d'être joués à
distance. Ainsi jusque dans les arts en apparence les moins
susceptibles de recevoir de l'électricité quelque application, cet
élément si extraordinaire a pu être d'un secours utile.

«Nous avons déjà parlé de l'interrupteur de M. de la Rive. C'est,
comme on le sait, une lame de fer soudée à un ressort d'acier et
maintenue dans une position fixe vis-à-vis un électro-aimant, par un
autre ressort ou un butoir métallique en connexion avec l'une des
branches du courant. Comme l'autre branche, après avoir passé dans le
fil de l'électro-aimant aboutit à la lame de fer elle-même,
l'électro-aimant n'est actif qu'au moment où cette lame touche le
butoir ou le ressort d'arrêt; mais aussitôt qu'elle l'abandonne,
l'aimantation cesse, et la lame de fer revient en son point d'arrêt,
puis l'abandonne ensuite. Il se détermine donc une vibration d'autant
plus rapide que la longueur de la lame vibrante est plus courte, et
que la force est plus grande par suite du rapprochement de la lame de
l'électro-aimant.

«Pour rendre les sons de plus en plus aigus, il ne s'agit donc que
d'employer l'un ou l'autre des deux moyens. Le plus simple est d'avoir
une vis que l'on serre ou que l'on desserre à volonté, et qui par cela
même éloigne plus ou moins la lame vibrante de l'électro-aimant. Tel
est l'appareil de M. Froment au moyen duquel il a obtenu des sons
d'une acuité extraordinaire, bien qu'étant fort doux à l'oreille.

«M. Froment n'a pas fait de cet appareil un instrument de musique;
mais on conçoit que rien ne serait plus facile que d'en constituer un;
il ne s'agirait pour  cela que de faire agir les touches d'un
clavier sur des leviers métalliques, dont la longueur des bras serait
en rapport avec le rapprochement de la lame nécessité pour la
vibration des différentes notes. Ces différents leviers, en appuyant
sur la lame, joueraient le rôle du butoir d'arrêt, mais ce butoir
varierait de position suivant la touche.

«Si le courant était constant, un pareil instrument aurait
certainement beaucoup d'avantages sur les instruments à anches dont on
se sert, en ce sens qu'on aurait une vibration aussi prolongée qu'on
le voudrait pour chaque note, et que les sons seraient plus veloutés;
malheureusement l'inégalité d'action de la pile en rend l'usage bien
difficile. Aussi ne s'est-on guère servi de ce genre d'appareils que
comme régulateurs auditifs pour l'intensité des piles, régulateurs
infiniment plus commodes que les rhéomètres, puisqu'ils peuvent faire
apprécier les différentes variations d'une pile pendant une
expérience, sans qu'on soit obligé d'en détourner son attention.»

En 1856, M. Pétrina, de Prague, imagina un dispositif analogue auquel
il donna le nom d'harmonica électrique, bien qu'à proprement parler
il ne constituât pas dans sa pensée un instrument de musique.

Voici ce que j'en disais dans le tome IV de la seconde édition de mon
exposé des applications de l'électricité publié en 1859.

«Le principe de cet appareil est le même que celui du rhéotome de
Neef, au marteau duquel on a substitué une baguette dont les
vibrations transversales produisent un son. Quatre de ces baguettes,
différentes  en longueur, sont placées l'une à côté de
l'autre, et étant mises en mouvement au moyen de touches, puis
arrêtées par des leviers, produisent des sons de combinaison dont il
devient facile de démontrer l'origine.»

Dans ce qui précède je ne dis pas, il est vrai, que ces appareils
pouvaient être joués à distance; mais cette idée était toute
naturelle, et les journaux allemands prétendent que M. Pétrina l'avait
réalisée même avant 1856. Elle était la conséquence de ce que je
disais en débutant: «que l'électro-magnétisme pouvait venir en
auxiliaire à certains instruments tels que pianos, orgues, etc., pour
leur donner la facilité d'être joués à distance», et j'indiquais plus
loin les moyens employés pour cela et même pour les faire fonctionner
sous l'influence d'une petite boîte à musique. Je n'y avais du reste
pas attaché d'importance, et ce n'est que comme document historique
que je parle de ces systèmes.

Téléphone de M. Elisha Gray, de Chicago.—Ce système, imaginé en 1874,
n'est en réalité qu'un appareil du genre de ceux qui précèdent, mais
avec des combinaisons importantes qui ont permis de l'appliquer
utilement à la télégraphie. Dans un premier modèle il mettait à
contribution une bobine d'induction à deux hélices superposées, dont
l'interrupteur, qui était à trembleur, était multiple et disposé de
manière à produire des vibrations assez nombreuses pour émettre des
sons. Ces sons, comme on l'a vu, peuvent avec cette disposition être
modifiés suivant la manière dont l'appareil est réglé, et s'il existe
à côté les uns des  autres un certain nombre d'interrupteurs
de ce genre, dont les lames vibrantes soient réglées de manière à
fournir les différentes notes de la gamme sur plusieurs octaves, on
pourra, en mettant en action tels ou tels d'entre eux, exécuter sur
cet instrument d'un nouveau genre un morceau de musique dont les sons
se rapprocheront de ceux produits par les instruments à anches, tels
que harmoniums, accordéons, etc. La mise en action de ces
interrupteurs pourra d'ailleurs être effectuée au moyen du courant
primaire de la bobine d'induction qui circulera à travers l'un ou
l'autre des électro-aimants de ces interrupteurs, sous l'influence de
l'abaissement de l'une ou l'autre des touches d'un clavier
commutateur, et les courants secondaires qui naîtront dans la bobine
sous l'influence de ces courants primaires interrompus, pourront
transmettre des vibrations correspondantes à distance sur un
récepteur. Celui-ci pourrait être analogue à ceux dont nous avons
parlé précédemment pour les téléphones de Reiss, de Wray, etc., mais
M. Gray a dû le modifier pour obtenir des effets plus amplifiés.

Nous représentons (fig. 4) la disposition de ce premier système. Les
vibrateurs sont en A et A', les touches du clavier en M et M', la
bobine d'induction en B, et le récepteur en C. Ce récepteur se
compose, comme on le voit, d'un simple électro-aimant NN' au-dessus
des pôles duquel est adaptée une caisse cylindrique en métal C dont le
fond est en fer et sert d'armature. Cette boîte étant percée comme les
violons de deux trous en S, joue le rôle de caisse sonore, et M.
Elisha Gray a reconnu que les mouvements moléculaires 
déterminés au sein du noyau magnétique et de son armature, sous
l'influence des alternatives d'aimantation et de désaimantation,
étaient suffisants pour engendrer des vibrations en rapport avec la
rapidité de ces alternatives, et fournir des sons qui devenaient
perceptibles par suite de leur amplification par la boîte sonore.




Fig. 4.


S'il faut en croire M. Elisha Gray, les vibrations transmises par des
courants secondaires seraient capables de faire résonner à distance,
par l'intermédiaire du corps humain, des lames conductrices
susceptibles d'entrer facilement en vibration et disposées sur des
caisses sonores. Ainsi l'on pourrait faire produire des  sons
musicaux à des cylindres de cuivre placés sur une table, à une plaque
métallique appliquée sur une sorte de violon, à une feuille de
clinquant tendue sur un tambour ou à toute autre substance résonnante,
en touchant d'une main ces différents corps et en prenant de l'autre
le bout du fil du circuit. Ces sons qui pourraient avoir un timbre
différent, suivant la nature de la substance touchée, reproduiraient
la note transmise avec le nombre exact de vibrations qui lui
correspond[5].

On comprend aisément que les effets obtenus dans le système représenté
(fig. 4) pourraient être reproduits, si au lieu d'interrupteurs ou de
rhéotomes électriques, on employait à la station de transmission des
interrupteurs mécaniques disposés de manière à fournir le nombre
d'interruptions de courants en rapport avec les vibrations des
différentes notes de la gamme. On pourrait encore, par ce moyen, se
dispenser de la bobine d'induction et faire réagir directement sur le
récepteur le courant ainsi interrompu par l'interrupteur mécanique. M.
Elisha Gray a du reste combiné une autre disposition de ce système
téléphonique qu'il a appliquée à la télégraphie pour les transmissions
électriques simultanées, et dont nous parlerons plus tard.

 Téléphone de M. Varley.—Ce téléphone n'est à proprement
parler qu'un téléphone musical dans le genre de celui de M. Gray, mais
dont le récepteur présente une disposition originale vraiment
intéressante.

Cette partie de l'appareil est essentiellement constituée par un
véritable tambour de grandes dimensions (3 ou 4 pieds de diamètre),
dans l'intérieur duquel est placé un condensateur formé de quatre
feuilles de papier d'étain séparées par des feuilles en matière
parfaitement isolante, et dont la surface représente à peu près la
moitié de celle du tambour. Les lames de ce condensateur sont
disposées parallèlement aux membranes du tambour et à une très-petite
distance de leur surface.

Si une charge électrique est communiquée à l'une des séries de plaques
conductrices de ce condensateur, celles qui leur correspondront se
trouveront attirées, et si elles peuvent se mouvoir, elles pourront
communiquer aux couches d'air interposées un mouvement qui, en se
communiquant aux membranes du tambour, pourront, pour une série de
charges très-rapprochées les unes des autres, faire vibrer ces
membranes et engendrer des sons; or ces sons seront en rapport avec le
nombre des charges et décharges qui seront produites. Comme ces
charges et décharges peuvent être déterminées  par la réunion
des deux armatures du condensateur aux extrémités du circuit
secondaire d'une bobine d'induction dont le circuit primaire sera
interrompu convenablement, on voit immédiatement que, pour faire
émettre par le tambour un son donné, il suffira de faire fonctionner
l'interrupteur de la bobine d'induction de manière à produire le
nombre de vibrations que comporte ce son.

Le moyen employé par M. Varley pour produire ces interruptions est
celui qui a été déjà mis en usage dans plusieurs applications
électriques et notamment pour les chronographes; c'est un diapason
électro-magnétique réglé de manière à émettre le son qu'il s'agit de
transmettre. Ce diapason peut, en formant lui-même interrupteur,
réagir sur le courant primaire de la bobine d'induction, et s'il y a
autant de ces diapasons que de notes musicales à transmettre, et que
les électro-aimants qui les animent soient reliés à un clavier de
piano, il sera possible de transmettre de cette manière une mélodie à
distance comme dans le système de M. Elisha Gray.

La seule chose particulière dans ce système est le fait de la
reproduction des sons par l'action d'un condensateur, et nous verrons
plus loin que cette idée, reprise par MM. Pollard et Garnier, a
conduit à des résultats vraiment intéressants.[Table des Matières]

 TÉLÉPHONES PARLANTS.

Les téléphones que nous venons d'étudier ne peuvent transmettre, comme
on l'a vu, que des sons musicaux, puisqu'ils ne peuvent répéter que
des vibrations simples, en nombre plus ou moins grand, il est vrai,
mais non en combinaisons simultanées, telles que celles qui doivent
reproduire les sons articulés. Jusqu'à l'époque de l'invention de M.
Bell, la transmission de la parole ne pouvait donc se faire que par
des tubes acoustiques ou par les téléphones à ficelle dont nous avons
déjà parlé. Bien que ces sortes d'appareils n'aient aucun rapport avec
ceux que nous nous proposons d'étudier dans cet ouvrage, nous avons
cru devoir en dire ici quelques mots, car ils peuvent quelquefois être
combinés avec les téléphones électriques, et, d'ailleurs, ils
représentent la première étape de l'invention.

Téléphones à ficelle.—Les téléphones à ficelle qui depuis plusieurs
années inondent les boulevards et les rues des différentes villes
d'Europe, et dont l'invention remonte, comme on l'a vu, à l'année
1667, sont des appareils très-intéressants par eux-mêmes, et nous
sommes étonné qu'ils n'aient pas figuré plutôt dans les cabinets de
physique. Ils sont constitués par des tubes cylindro-coniques en métal
ou en carton, dont un bout est fermé par une membrane tendue de
parchemin, au centre de laquelle est fixée par un nœud la ficelle
ou le cordon destiné à les réunir. Quand deux  tubes de ce
genre sont ainsi réunis et que le fil est bien tendu, comme on le voit
fig. 5, il suffit qu'une personne applique un de ces tubes contre
l'oreille et qu'une autre personne parle très-près de l'ouverture de
l'autre tube, pour que toutes les paroles prononcées par cette
dernière soient immédiatement transmises à l'autre, et l'on peut même
converser de cette manière à voix presque basse. Dans ces conditions,
les vibrations de la membrane impressionnée par la voix se trouvent
transmises mécaniquement à l'autre membrane par le fil qui, comme
l'avait annoncé le physicien de 1667, transmet les sons beaucoup mieux
que l'air. On a pu par ce moyen converser à une distance de cent
cinquante mètres, et il paraîtrait que la  grosseur et la
nature des fils exercent une certaine influence. Suivant les vendeurs
de ces appareils, les fils de soie seraient ceux qui donneraient les
meilleurs résultats et les ficelles de chanvre les moins bons. Ce sont
ordinairement des fils de coton tressés qui sont employés afin de
permettre de livrer à bon marché ces appareils.




Fig. 5.


Dans certains modèles on a disposé les tubes de manière à présenter,
entre la membrane et l'embouchure, un diaphragme percé d'un trou, et
l'appareil ressemble alors à une espèce de cloche dont le fond aurait
été percé et recouvert à quelques millimètres au-dessus de la membrane
de parchemin; mais je n'ai pas reconnu de supériorité bien marquée à
ce modèle.

On a également prétendu que les cornets en métal nickelé étaient
préférables; je n'en suis pas davantage convaincu. Quoi qu'il en soit,
ces appareils ont donné des résultats qu'on était loin d'attendre, et
bien que leurs usages pratiques soient très-restreints, ils
constituent des instruments scientifiques très-intéressants et des
jouets instructifs pour les enfants.

D'après M. Millar, de Glascow, l'intensité des effets produits dans
ces téléphones dépend beaucoup de la nature de la ficelle, de la
manière dont elle est attachée et de la manière dont la membrane est
placée sur l'embouchure.

Perfectionnements apportés aux téléphones à ficelle.—Les effets
prodigieux des téléphones Bell ont dans ces derniers temps remis à la
mode les téléphones à ficelle qui étaient restés jusque-là dans le
domaine  des jouets d'enfant. La possibilité qu'ils ont
donnée de transmettre à plusieurs personnes la parole reproduite sur
un téléphone électrique a fait rechercher les moyens de les utiliser
concurremment avec ces derniers, et pour cela on a dû d'abord examiner
le moyen le plus efficace de les faire parler sur un fil présentant
plusieurs coudes; nous avons vu que, dans les conditions ordinaires,
ces appareils ne parlaient distinctement que quand le fil était tendu
en ligne droite. Pour résoudre ce problème, M. A. Bréguet a eu l'idée
d'employer comme supports des espèces de petits tambours de basque par
le centre desquels on fait passer le fil; le son porté par la partie
du fil en rapport avec le cornet dans lequel on parle, fait alors
vibrer la membrane de ce tambour, et celle-ci communique ensuite la
vibration à la partie du fil qui suit. On peut de cette manière
obtenir autant de coudes que l'on veut et soutenir le fil sur toute la
longueur qui peut convenir à ces sortes de téléphones, laquelle ne
dépasse guère cent mètres.

M. A. Bréguet a fait encore de ce système des espèces de relais pour
arriver au même but, et pour cela il fait aboutir les fils à deux
membranes qui ferment les deux ouvertures d'un cylindre de laiton; les
sons reproduits par l'une des membranes réagissent sur l'autre, et
celle-ci vibre sous cette influence comme si elle était impressionnée
par la voix; le cylindre joue alors le rôle d'un tube acoustique
ordinaire, et sa forme peut être aussi variée qu'on peut le désirer.

Il paraît que M. A. Badet, dès le 1er février 1878, était parvenu à
faire fonctionner d'une manière analogue les téléphones à ficelle, et
il se servait pour cela de parchemins  tendus sur des cadres
qui faisaient l'office de tables résonnantes. Le fil était fixé au
centre de la membrane et faisait avec elle tel angle que l'on voulait.

Plusieurs savants, entre autres MM. Wheatstone, Cornu et Mercadier, se
sont occupés il y a déjà longtemps de ces sortes de transmissions par
les fils, et tout dernièrement MM. Millar, Heaviside et Nixon ont fait
des expériences intéressantes dont nous devons dire quelques mots.
Ainsi, M. Millar a reconnu qu'avec un fil télégraphique tendu et relié
par deux fils de cuivre à deux disques susceptibles de vibrer, on
pouvait transporter les sons musicaux à cent cinquante mètres, et
qu'en tendant des fils à travers une maison, ces fils étant reliés à
des embouchures et à des cornets auriculaires placés dans différentes
chambres, on pouvait correspondre avec toutes ces chambres de la
manière la plus facile.

Il a employé pour les disques vibrants, soit du bois, soit du métal,
soit de la gutta-percha ayant la forme d'un tambour, et les fils
étaient fixés au centre. L'intensité du son semblait augmenter avec la
grosseur du fil.

MM. Heaviside et Nixon, dans leurs expériences à New-Castle sur la
Tyne, ont reconnu que la grosseur du fil qui donnait les meilleurs
résultats était le fil no 4 de la jauge anglaise. Les disques qu'ils
avaient employés étaient en bois de 1/8 de pouce d'épaisseur, et ils
pouvaient être placés en un point quelconque de la longueur du fil.
Avec un fil bien tendu et tranquille, la parole a pu être entendue de
cette manière à une distance de deux cents mètres.

 Téléphone électrique de M. Graham Bell.—Tel était l'état des
appareils téléphoniques, lorsqu'en 1876 apparut à l'exposition de
Philadelphie le téléphone de Bell que sir W. Thomson n'a pas craint
d'appeler la merveille des merveilles, et sur lequel l'attention du
monde entier s'est trouvée immédiatement portée, bien qu'à vrai dire
son authenticité ait soulevé dans l'origine bien des incrédulités. Ce
téléphone, en effet, reproduisait les mots articulés, et ce résultat
dépassait tout ce que les physiciens avaient pu concevoir. Cette fois
ce n'était plus une conception que l'on pouvait, jusqu'à preuve
contraire, traiter de fantastique: l'appareil parlait, et même parlait
assez haut pour n'avoir pas besoin d'être placé contre l'oreille.
Voici ce qu'en disait sir W. Thomson à l'Association britannique pour
l'avancement des sciences lors de sa réunion à Glascow en septembre
1876.

«Au département des télégraphes des États-Unis, j'ai vu et entendu le
téléphone électrique de M. Elisha Gray, merveilleusement construit,
faire résonner en même temps quatre dépêches en langage Morse, et avec
quelques améliorations de détail, cet appareil serait évidemment
susceptible d'un rendement quadruple.... Au département du Canada,
j'ai entendu: To be or not to be.—There's the rub, articulés à
travers un fil télégraphique, et la prononciation électrique ne
faisait qu'accentuer encore l'expression railleuse des monosyllabes;
le fil m'a récité aussi des extraits au hasard des journaux de
New-York... Tout cela, mes oreilles l'ont entendu articuler
très-distinctement par le mince disque circulaire formé par l'armature
 d'un électro-aimant. C'était mon collègue du jury, le
professeur Watson, qui, à l'autre extrémité de la ligne, proférait ces
paroles à haute et intelligible voix, en appliquant sa bouche contre
une membrane tendue, munie d'une petite pièce de fer doux, laquelle
exécutait près d'un électro-aimant introduit dans le circuit de la
ligne, des mouvements proportionnels aux vibrations sonores de l'air.
Cette découverte, la merveille des merveilles du télégraphe
électrique, est due à un de nos jeunes compatriotes, M. Graham Bell,
originaire d'Édimbourg et aujourd'hui naturalisé citoyen des
États-Unis.

«On ne peut qu'admirer la hardiesse d'invention qui a permis de
réaliser avec des moyens si simples, le problème si complexe de faire
reproduire par l'électricité les intonations et les articulations si
délicates de la voix et du langage, et pour obtenir ce résultat, il
fallait trouver moyen de faire varier l'intensité du courant dans le
même rapport que les inflexions des sons émis par la voix.»

S'il faut en croire M. G. Bell, l'invention du téléphone n'aurait pas
été le résultat d'une conception spontanée et heureuse; elle aurait
été la conséquence de longues et patientes études entreprises par lui
sur l'acoustique et les travaux des physiciens qui s'en étaient
occupés avant lui[6]. Déjà son père, M. Alexandre  Melville
Bell, d'Édimbourg, avait fait de cette science une étude approfondie,
et était même parvenu à représenter d'une manière excessivement
ingénieuse la disposition des organes vocaux pour émettre des sons. Il
devait naturellement inculquer à son fils le goût de ses études
favorites, et ils firent ensemble de nombreuses recherches pour
découvrir les relations qui pouvaient exister entre les divers
éléments de la parole dans les différentes langues et les relations
musicales existant entre les voyelles. Plusieurs de ces recherches
avaient, il est vrai, déjà été entreprises par M. Helmholtz, et même
dans de meilleures conditions; mais ces études lui furent d'une grande
utilité quand il s'occupa plus tard du téléphone, et les expériences
d'Helmholtz qu'il répéta avec un de ses amis, M. Hellis, de Londres,
sur la reproduction artificielle des voyelles au moyen de diapasons
électriques, le lancèrent dans l'étude de l'application des moyens
électriques aux instruments d'acoustique. Il combina d'abord un
système d'harmonica électrique à clavier, dans lequel les différents
sons de la gamme étaient reproduits par des diapasons électriques de
différentes tailles, accordés suivant les différentes notes, et qui
étant mis en action par suite de l'abaissement successif des touches
du clavier, pouvaient reproduire les sons correspondants aux touches
abaissées, comme cela a lieu dans les pianos ordinaires.

Il s'occupa ensuite, dit-il, de télégraphie et pensa à rendre les
télégraphes Morse auditifs en faisant réagir l'organe
électro-magnétique sur des contacts sonores. Ce résultat, il est vrai,
était déjà obtenu dans les parleurs  usités en télégraphie,
mais il pensa qu'en appliquant ce système à son harmonica électrique
et en employant des appareils renforceurs tels que le résonnateur
d'Helmholtz à la station de réception, on pourrait obtenir à travers
un seul fil des transmissions simultanées, fondées sur l'emploi des
moyens phonétiques. Nous verrons plus tard que cette idée s'est
trouvée réalisée presque simultanément par plusieurs inventeurs, entre
autres par MM. Paul Lacour, de Copenhague, Elisha Gray, de Chicago,
Edison et Varley.

C'est à partir de ce moment que commencèrent sérieusement les
recherches de M. G. Bell sur les téléphones électriques, et des
appareils compliqués il passa aux appareils simples, en faisant une
étude complète des différents modes de vibrations résultant d'actions
électriques différentes; voici ce qu'il dit à cet égard dans son
Mémoire lu à la Société des ingénieurs télégraphistes de Londres, le
31 octobre 1877:

«Si l'on représente par les ordonnées d'une courbe les intensités d'un
courant électrique, et les durées des fermetures de ce courant par les
abscisses, la courbe fournie pourra représenter des ondes en dessus ou
en dessous de la ligne des x, suivant que le courant sera positif ou
négatif, et ces ondes pourront être plus ou moins accentuées suivant
que les courants transmis seront plus ou moins instantanés.

«Si les courants interrompus pour produire un son sont tout à fait
instantanés dans leur manifestation, la courbe représente une série de
dentelures isolées comme on le voit, fig. 6, et si les interruptions
sont faites de  manière à ne provoquer que des différences
d'intensité, la courbe se présente sous la forme de la figure 7. Enfin
si les émissions de courant sont effectuées de manière que les
intensités soient successivement croissantes ou décroissantes, la
courbe prend l'aspect représenté fig. 8. Or je donne aux premiers
courants le nom de courants intermittents, aux seconds le nom de
courants d'impulsion et aux troisièmes le nom de courants
ondulatoires.




Fig. 6.


«Naturellement ces courants sont positifs ou négatifs, suivant
leur position au-dessus ou au-dessous de la ligne des x, et s'ils
sont alternativement renversés, les courbes se présentent sous
l'aspect de la figure 9, courbes essentiellement différentes des
premières, non-seulement par le sens différent des dentelures, mais
surtout par la suppression du courant résiduel  qui existe
toujours avec les courants d'impulsion et les courants ondulatoires.




Fig. 7.


«Les deux premiers systèmes de courants ont été employés depuis
longtemps pour la transmission électrique des sons musicaux, et le
téléphone de Reiss dont nous avons déjà parlé en a été une application
intéressante. Mais les courants ondulatoires n'avaient pas été
employés avant moi[7], et ce sont eux qui ont permis de résoudre le
problème de la transmission de la parole. Pour qu'on puisse se rendre
compte de l'importance de cette découverte, il suffit d'analyser les
effets produits avec ces différents systèmes de courants, quand
plusieurs sons de hauteur différente doivent entrer en combinaison.

 «La fig. 6 montre une combinaison dans laquelle les styles
a et a' de deux instruments transmetteurs provoquent
l'interruption du courant d'une même batterie B, de manière que les
vibrations déterminées soient entre elles dans le rapport d'une tierce
majeure, c'est-à-dire dans le rapport de quatre à cinq. Dans ces
conditions, les courants sont intermittents, et quatre fermetures de
a se produiront dans le même espace de temps que les cinq fermetures
de a', et les intensités électriques correspondantes seront
représentées par les dentelures que l'on voit en A2 et en B2; la
combinaison de ces intensités A2 + B2 donnera lieu aux dentelures
inégalement espacées que l'on distingue sur la troisième ligne. Or
l'on voit que, bien que le courant conserve une intensité uniforme, il
est moins de temps interrompu quand les styles interrupteurs
réagissent ensemble que quand ils réagissent isolément; de sorte que
pour un grand nombre de fermetures simultanées effectuées par des
styles animés de différentes vitesses, les effets produits équivalent
à celui d'un courant continu. Toutefois le nombre maximum des effets
distincts qui pourront être obtenus de cette manière dépendra beaucoup
du rapport existant entre les durées des fermetures et des
interruptions du courant. Plus les fermetures seront courtes et les
interruptions longues, plus les effets transmis sans confusion seront
nombreux et vice versâ.

«Avec les courants d'impulsion, la transmission des sons musicaux
s'effectue comme l'indique la figure 7, et l'on voit que quand ils
sont produits simultanément, l'effet résultant A2 + B2 est analogue
à celui  qui serait produit par un courant continu
d'intensité minima.




Fig. 8.


«Avec les courants ondulatoires, les choses se passent autrement, mais
pour les produire il est nécessaire d'avoir recours aux effets
d'induction, et la fig. 8 indique la manière dont l'expérience doit
être faite. Dans ce cas, les courants réagissant sur le récepteur
musical R résultent de renforcements et d'affaiblissements produits
par l'action d'armatures, M, M' vibrant devant des électro-aimants
e, e', placés dans le circuit de la batterie B, et comme ces
renforcements et affaiblissements successifs sont en rapport avec les
positions respectives des armatures par rapport aux pôles magnétiques,
les courants qui en résultent peuvent avoir leur  intensité
représentée par des lignes ondulées comme on le voit en A2 et en B2;
or ces ondulations, pour la tierce dont il a été question
précédemment, seront telles qu'il s'en produira quatre en A2, dans le
même temps qu'il s'en produira cinq en B2, et il résultera de la
combinaison de ces deux effets une résultante qui pourra être
représentée par la courbe A2 + B2, laquelle représente la somme
algébrique des courbes A2 et B2. Un effet analogue est produit quand
on emploie des courants ondulatoires alternativement renversés comme
on le voit fig. 9, et pour les obtenir, il suffit d'opposer aux
armatures de fer M, M' employées dans la précédente expérience, des
aimants permanents et de supprimer la batterie voltaïque B.

«Pour peu qu'on étudie les fig. 8 et 9, continue M. G. Bell, on
reconnaît aisément que la transmission simultanée, par un même fil, de
sons de différente force et de différente nature ne peut, dans le cas
qui nous occupe en ce moment, altérer le caractère des vibrations qui
les ont provoquées, comme cela a lieu avec les courants intermittents
ou avec les courants d'impulsion; elle ne fait que changer la forme
des ondulations, et ce changement se produit de la même manière que
dans le milieu aériforme qui transmet à l'oreille la combinaison des
sons émis. On peut donc de cette manière transmettre à travers un fil
télégraphique le même nombre de sons qu'à travers l'air.»




Fig. 9.


Après avoir appliqué les principes précédents à la construction d'un
système télégraphique à transmissions  multiples[8], M. G.
Bell ne tarda pas à en tirer parti dans de nouvelles recherches qu'il
fit alors pour perfectionner l'éducation vocale des sourds et muets.
«Il est bien connu, dit M. Bell, que les sourds et muets ne sont muets
que parce qu'ils sont sourds et qu'il n'y a dans leur système vocal
aucun défaut qui puisse les empêcher de parler. Par conséquent, si
l'on parvenait à rendre visible la parole et à déterminer les
fonctions du mécanisme vocal nécessaires pour produire tel ou tel son
articulé représenté, il deviendrait possible d'enseigner aux sourds et
muets la manière de se servir de leur voix pour parler. Le succès que
j'obtins de ce système  dans les expériences que je fis à
l'école de Boston m'engagea à étudier d'une manière toute particulière
les relations qui pouvaient exister entre les sons produits et leur
représentation graphique, et j'employai, à cet effet, la capsule
manométrique de M. Kœnig et le phonautographe de M. Léon Scott
auquel M. Maurey de Boston avait appliqué un enregistreur assez
sensible pour être mis en action par la voix. Cet enregistreur
consistait d'ailleurs dans un style de bois de un pied de longueur
environ, qui était fixé directement sur la membrane vibrante du
phonautographe et qui pouvait fournir sur une surface plane de verre
noirci, des traces assez amplifiées pour être d'une distinction
facile. Quelques-unes de ces traces sont représentées  fig.
10. Je fus très-frappé des résultats produits par cet instrument, et
il me sembla qu'il y avait une grande analogie entre lui et l'oreille
humaine. Je cherchai alors à construire un phonautographe modelé
davantage sur le mécanisme de l'oreille, et j'eus pour cela recours à
un célèbre médecin spécialiste de Boston,  M. le docteur
Clarence J. Blake. Il me proposa de me servir de l'oreille humaine
elle-même comme de phonautographe plutôt que de chercher à l'imiter,
et d'après cette idée, il construisit l'appareil représenté fig. 11,
auquel fut adapté un style traçant. En enduisant la membrane du tympan
et le pavillon circulaire avec un mélange de glycérine et d'eau, on
communiqua à ces organes une souplesse suffisante pour que, en
chantant dans la partie extérieure de cette sorte de membrane
artificielle, le style fût mis en vibration, et l'on obtint ainsi des
traces sur une plaque de verre noircie, disposée au-dessous de ce
style et soumise à un mouvement d'entraînement rapide. La
disproportion considérable de masse et de grandeur qui, dans cet
appareil, existait entre la membrane et les osselets mis en vibration
par elle, attira particulièrement mon attention et me fit penser à
substituer à la disposition compliquée que j'avais employée pour mon
téléphone à transmission de sons multiples, une simple membrane à
laquelle était fixée une armature de fer. Cet appareil fut alors
disposé comme l'indique la fig. 12, et je croyais obtenir par lui les
courants ondulatoires qui m'étaient nécessaires[9].  En
effet, en articulant à la branche sans bobine d'un électro-aimant
boiteux une armature de fer doux A, reliée par une tige à une membrane
en or battu n, je devais obtenir, par suite des vibrations de
celles-ci, une série de courants induits ondulatoires qui, réagissant
sur l'électro-aimant d'un appareil semblable placé à distance,
devaient faire reproduire à l'armature de celui-ci les mouvements de
la première armature, et par conséquent faire vibrer la membrane
correspondante, exactement comme celle ayant provoqué les courants.
Toutefois les résultats que j'obtins de cet arrangement ne furent pas
satisfaisants, et il me fallut encore entreprendre bien des essais qui
m'amenèrent à réduire autant que possible les dimensions et le poids
des armatures et même à les constituer avec des ressorts de pendule de
la grandeur de l'ongle de mon pouce. Dans ces conditions, au lieu
d'articuler ces armatures, je les attachai au centre des membranes, et
mon appareil fut alors disposé comme l'indique la fig. 13[10]. Nous
pûmes alors, mon ami M. Thomas Watson et moi, obtenir des
transmissions téléphoniques qui nous montrèrent que nous 
étions dans la bonne voie. Je me souviens d'une expérience faite alors
avec ce téléphone qui me remplit de joie. Un des deux appareils était
placé à Boston dans une des salles de conférences de l'université,
l'autre dans le soubassement d'un bâtiment adjacent. Un de mes élèves
observait ce dernier appareil, et je tenais l'autre. Après que j'eus
prononcé ces mots: «Comprenez-vous ce que je dis?», quelle a été ma
joie quand je pus entendre moi-même cette réponse à travers
l'instrument: «Oui, je vous comprends parfaitement.» Certainement
l'articulation de la parole n'était pas alors parfaite, et il fallait
l'extrême attention que je prêtais, pour distinguer les mots de cette
réponse; cependant l'articulation de ces mots existait, et je pouvais
croire que leur manque de clarté devait être rapporté uniquement à
l'imperfection de l'instrument. Sans entrer dans le détail de tous les
essais que je dus entreprendre pour améliorer la construction de cet
appareil,  je dirai qu'au bout de quelque temps je fus
conduit à employer comme téléphone de réception l'appareil représenté
fig. 14, et c'est ce modèle joint à celui de la fig. 13, combiné comme
transmetteur, qui fut admis à l'exposition de Philadelphie.




Fig. 10.





Fig. 11.





Fig. 12.





Fig. 13.





Fig. 14.


«Dans ce nouveau modèle de récepteur, la membrane était remplacée par
une lame vibrante de fer L fixée sur l'enveloppe cylindrique d'un
électro-aimant tubulaire C, et le système était monté sur un pont P
qui servait de caisse sonore. Les articulations produites par cet
appareil étaient bien distinctes; mais son grand défaut était qu'il ne
pouvait servir d'appareil transmetteur; il était donc nécessaire
d'avoir deux appareils à chaque station, l'un pour la transmission,
l'autre pour la réception.

«Je cherchai alors à changer la disposition du téléphone transmetteur
en variant les conditions de ses éléments constituants, tels que les
dimensions et la tension de la membrane, le diamètre et l'épaisseur de
 l'armature, la grandeur et la puissance de l'aimant et même
les hélices de fil enroulé sur ce dernier; j'ai pu en reconnaître
empiriquement les meilleures conditions d'organisation et combiner la
meilleure forme à donner à l'appareil. Ainsi j'avais reconnu, par
exemple, qu'en diminuant la longueur de la bobine du fil de l'hélice
magnétisante et la surface de la lame de fer attachée à la membrane,
j'augmentais non-seulement l'intensité des sons, mais encore leur
netteté d'articulation; ce qui me fit naturellement abandonner la
membrane en or battu pour n'employer qu'une simple plaque de fer, et
comme il m'était démontré depuis longtemps que l'intervention du
courant traversant la bobine de l'électro-aimant n'était utile que
pour magnétiser celui-ci, je me décidai à supprimer la pile et à
employer pour noyau magnétique un aimant permanent. Toutefois, comme à
l'époque où ces instruments devaient être exposés pour la première
fois en public, les résultats obtenus avec ce dernier système étaient
moins satisfaisants qu'avec celui qui mettait à contribution la
batterie voltaïque, je ne voulus exposer que cette dernière
disposition d'instrument, ce qui donna l'occasion à certaines
personnes et, entre autres au professeur Dolbear du collége de Tufts,
de réclamer la priorité pour l'introduction des aimants permanents
dans le téléphone; mais j'en avais eu l'idée dès le commencement de
mes recherches et alors que je m'occupais des transmissions
simultanées des sons musicaux.




Fig. 15.





Fig. 16.


«La fig. 15 représente le premier perfectionnement que j'ai apporté à
l'appareil exposé à Philadelphie, et la  fig. 16 en
représente un autre qui a fourni des effets très-puissants. Dans ce
dernier, l'aimant était en fer à cheval et disposé à la manière de
celui que M. Hughes a employé pour son télégraphe imprimeur. Avec cet
appareil, les sons pouvaient être entendus (faiblement il est vrai)
par une nombreuse assemblée; il fut exposé le 12 février 1877 à
l'institut d'Essex, à Salem (Massachusetts), et y reproduisit devant
un auditoire de 600 personnes un discours prononcé à Boston dans un
appareil semblable. Les intonations de la voix de celui qui parlait
ont pu être distinguées par l'auditoire. Toutefois l'articulation
n'était distincte qu'à une distance de 6 pieds de l'instrument. Il fut
fait à cette occasion un rapport qu'on transmit par l'appareil à
 Boston, et qui fut reproduit le lendemain dans les journaux
de cette ville.

«Entre la forme de la fig. 13 et celle de l'appareil actuel,
représenté fig. 17, il n'y a qu'une différence bien légère, et cette
dernière forme n'a été combinée que pour rendre l'appareil plus
portatif et d'un usage plus commode. Sous ce rapport, je dois exprimer
ma reconnaissance à plusieurs de mes amis, entre autres à MM. les
professeurs Peirce et Blake, le docteur Channing, M. Clarke et M.
Jones, pour l'aide qu'ils m'ont prêté. Ainsi M. Peirce a été le
premier à démontrer la possibilité de l'emploi dans les téléphones
d'aimants de très-petites dimensions. C'est lui également qui a donné
à l'embouchure recouvrant la plaque vibrante la forme que j'ai adoptée
pour le modèle définitif qui est représenté fig. 17.




Fig. 17.


Outre le modèle représenté fig. 13, il se trouvait encore à
l'exposition de Philadelphie un autre système de transmetteur
téléphonique qui est reproduit fig. 18 et qui était fondé sur l'action
directe  des courants voltaïques. Un fil de platine p fixé
à une membrane tendue LL complétait par son immersion dans de l'eau V
le circuit réunissant les deux appareils en correspondance. En parlant
en E devant la membrane tendue, les vibrations communiquées à la
pointe de platine modifiaient la résistance du circuit dans des
conditions telles, que le courant réagissait sur le récepteur par
impulsions ondulatoires tout à fait semblables à celles résultant des
courants induits. Les sons produits devenaient plus forts quand le
liquide était légèrement acidulé ou salé, et l'on obtenait encore de
bons résultats au moyen d'une pointe de plombagine immergée dans du
mercure, de l'eau  acidulée ou salée, ou dans une solution de
bichromate de potasse.




Fig. 18.


«Bien que mes recherches eussent pour but final le perfectionnement de
la télégraphie, je pus constater dans le cours de mes expériences
quelques effets intéressants que je crois devoir rapporter ici. Ainsi
j'observai qu'un son musical était produit par le seul fait du passage
d'un courant à travers un morceau de plombagine ou de charbon de
cornue. Des effets extrêmement curieux résultaient aussi du passage de
courants intermittents alternativement renversés à travers le corps
humain. Ainsi un rhéotome étant placé dans le circuit primaire d'un
appareil d'induction et les deux bouts du fil du circuit secondaire
étant réunis à deux électrodes de cuivre dont une était placée près de
l'oreille, on percevait des sons très-distincts aussitôt que l'on
touchait de la main l'autre électrode. En touchant des deux mains les
deux électrodes et plaçant les doigts contre l'oreille, des
craquements se faisaient entendre et semblaient venir des doigts,
comme s'ils étaient la répercussion du tremblement musculaire
résultant du passage des courants induits. Ces bruits pourtant
n'existaient que pour la personne sur laquelle l'expérience était
faite. Quand deux personnes se tenant par la main étaient interposées
dans le circuit au lieu d'une seule, un son se produisait au contact
des mains réunies, mais il fallait pour cela que les mains ne fussent
pas humides. Ce phénomène se reproduisait, du reste, quand le contact
de ces deux personnes était effectué sur une partie quelconque de leur
corps. Au contact des bras, le bruit était assez  intense
pour être entendu à plusieurs pieds de distance, et il était alors
presque toujours accompagné d'une légère secousse. L'introduction
d'une feuille de papier entre les deux parties en contact
n'interrompait pas la production du son, mais elle supprimait l'effet
désagréable de la secousse. Quand on faisait passer le courant
intermittent de la bobine de Ruhmkorff à travers le bras d'une
personne, on pouvait, en y appliquant l'oreille, entendre un son qui
semblait provenir des muscles de l'avant-bras et du biceps.

«Du reste, des sons musicaux très-nets se font entendre quand on fait
fonctionner l'interrupteur du circuit primaire de l'appareil de
Ruhmkorff, et s'il y a deux interrupteurs, on obtient deux sons
différents, ce qui montre que ces sons proviennent de l'étincelle.

«Voici encore une expérience très-intéressante, faite par le
professeur Blake avec un téléphone dont le barreau aimanté était
remplacé par une tige de fer doux de six pieds de longueur. Ce
téléphone étant réuni électriquement à un téléphone ordinaire du
modèle de la fig. 17, reproduisait très-bien les sons émis dans ce
dernier; mais leur intensité variait suivant la direction que l'on
donnait à la tige de fer, et le maximum correspondait à la position de
la tige dans le méridien magnétique.

«Quand on interpose un téléphone dans un circuit télégraphique, on
entend des bruits d'un caractère très-particulier dont l'origine me
paraît encore assez complexe et souvent obscure. Il en est pourtant
qui doivent provenir de l'induction exercée par les fils voisins
 et des dérivations de courant qui se produisent toujours à
travers les supports des fils, car les signaux télégraphiques échangés
à travers ces fils voisins sont parfaitement perçus dans le téléphone.
Certains bruits résultent aussi des courants terrestres, des
vibrations du fil sous l'influence des courants d'air et même des
frictions produites par des joints défectueux. La sensibilité du
téléphone est, du reste, telle que les bruits résultant des
transmissions télégraphiques voisines peuvent être perçus quand on
substitue au fil télégraphique du téléphone un rail de chemin de fer,
et alors même que les fils télégraphiques les plus voisins de ce rail
sont éloignés de quarante pieds. D'un autre côté, M. Peirce a reconnu
que des sons peuvent être produits dans un téléphone, quand le fil
télégraphique auquel cet appareil est réuni est impressionné par une
aurore boréale. Quelquefois aussi, des airs chantés ou joués sur un
instrument de musique se sont trouvés transmis par le téléphone sans
qu'on ait pu savoir leur provenance; mais ce qui montre le plus la
merveilleuse sensibilité de cet appareil, c'est la possibilité qu'il
donne de reproduire la parole à travers des corps que l'on pourrait
croire à peu près non conducteurs. Ainsi la communication à la terre
d'un circuit téléphonique peut être faite par l'intermédiaire du corps
humain malgré l'interposition des bas et des chaussures; et elle peut
même être effectuée si, au lieu d'être sur le sol, on est placé sur un
mur en briques. Il n'y a que la pierre de taille et le bois qui
constituent un obstacle assez grand pour couper la communication; mais
il suffit que le pied touche le terrain avoisinant, soit 
même une touffe de gazon, pour qu'aussitôt les effets électriques
manifestent leur présence.

«D'après ces résultats, une question toute naturelle pouvait se poser
à l'esprit: quelle est la longueur maxima de circuit à laquelle les
transmissions téléphoniques peuvent atteindre?... Mais il est
difficile d'y répondre en raison des conditions différentes dans
lesquelles peut être placée l'expérience. Dans les essais de
laboratoire on est parvenu à échanger sans difficulté des
correspondances sur des circuits de 60,000 ohms de résistance, soit
6000 kilomètres de fil télégraphique, et je suis parvenu à transmettre
sur un circuit dans lequel étaient interposées 16 personnes se tenant
par la main, lequel circuit avait une résistance d'environ 6400
kilomètres. Toutefois la plus grande longueur de circuit télégraphique
sur laquelle j'ai pu obtenir une transmission nette de la parole, n'a
pas dépassé 250 milles. Dans cette expérience, aucune difficulté ne
survint, tant que les lignes télégraphiques voisines n'étaient pas en
activité; mais aussitôt que les correspondances s'échangèrent à
travers ces lignes, les sons vocaux, quoique encore perceptibles,
étaient bien diminués d'intensité, et l'on aurait cru entendre une
conversation échangée au milieu d'un orage. On a pu également
transmettre la parole à travers les câbles sous-marins, et M. Preece
m'informe que des résultats satisfaisants ont été obtenus à travers un
câble de 60 milles de longueur, immergé entre Dartmouth et l'île de
Guernesey, et cela avec des téléphones à main du modèle ordinaire.»

 Part de M. Elisha Gray dans l'invention du téléphone.—Nous
avons vu (p. 8) que si M. Bell a été le premier à construire et à
rendre pratique le téléphone parlant, M. Elisha Gray avait le premier
conçu le principe de cet instrument et l'avait combiné en électricien
consommé. Un travail très-curieux qu'il vient de publier sur ses
diverses inventions en téléphonie montre que dès l'année 1874 (en
juin), il avait combiné un récepteur à lame vibrante dont on peut se
faire une idée en supposant un électro-aimant soutenu verticalement
devant le fond d'un plat métallique évasé, dont la partie plate,
c'est-à-dire le fond, serait très-mince et éloignée de quelques
dixièmes de millimètre seulement des pôles de l'électro-aimant.

Le transmetteur correspondant à ce récepteur n'était, il est vrai,
qu'une sorte de tuyau d'orgue dont l'anche agissait comme interrupteur
de courant, et par conséquent il ne pouvait transmettre que des sons
musicaux. Mais en 1875, M. Gray pensa à disposer un transmetteur pour
les sons articulés, et le 15 février 1876, il déposa, comme nous
l'avons vu, à l'office des patentes américaines un caveat dans
lequel était exposé un système complet de téléphone parlant. Ce
système ne fut pas, il est vrai, exécuté immédiatement, car M. Gray
croyait qu'un téléphone de ce genre n'avait qu'un intérêt secondaire
au point de vue commercial et télégraphique, et il attachait plus
d'importance à son système de téléphone musical appliqué aux
transmissions multiples; mais sa description était complète comme on
peut en juger par la fig. 19 qui représente l'ensemble du système.




Fig. 19.


 Dans ce système, le transmetteur était tout à fait semblable
à celui à liquide dont M. Bell parle dans son mémoire et que nous
avons décrit p. 51[11], et le récepteur ressemblait beaucoup à celui
que nous avons représenté fig. 13. Pourtant, en principe, le système
de M. Gray différait entièrement de celui adopté définitivement par M.
G. Bell. Dans le premier, en effet, les variations d'intensité du
courant nécessaires pour la production des mots articulés, étaient la
conséquence de variations dans la résistance du circuit, et ces
variations étaient obtenues par l'intermédiaire d'un liquide au sein
duquel se mouvait, sous l'influence  des vibrations d'une
membrane tendue adaptée à un porte-voix, une pointe de platine mise en
rapport avec une pile. Du rapprochement plus ou moins grand de cette
pointe d'une électrode mise en rapport avec l'appareil récepteur,
résultaient des différences de conductibilité du liquide
proportionnelles aux amplitudes et aux inflexions des vibrations de la
membrane, et ces différences d'intensité étaient traduites sur le
récepteur par des magnétisations plus ou moins grandes d'un
électro-aimant actionnant un disque de fer doux, fixé au centre d'une
membrane tendue sur une sorte de résonnateur ou de cornet acoustique.
Ce système appartenait donc à la catégorie des téléphones à pile que
M. Edison, comme nous allons le voir à l'instant, a rendus si
importants par la substitution au liquide d'un conducteur secondaire
en charbon, et qui devaient plus tard donner naissance au
microphone.

Le système Bell, comme on l'a vu, bien que mettant dans l'origine à
contribution une pile, ne déterminait les affaiblissements et les
renforcements électriques nécessaires à l'articulation des mots, qu'au
moyen de courants d'induction provoqués par les mouvements d'une
armature de fer doux, courants dont l'intensité était, par conséquent,
fonction de l'amplitude et des inflexions de ces mouvements. La pile
n'intervenait que pour communiquer à l'inducteur une forte
aimantation. Or cet emploi des courants induits dans les transmissions
téléphoniques était déjà d'une grande importance, car les diverses
expériences faites depuis ont montré leur supériorité sur les courants
voltaïques  dans cette application. Mais l'expérience lui
montra bientôt que non-seulement il n'était pas besoin pour faire agir
cet instrument d'un appareil d'induction puissant animé par une pile,
mais qu'un aimant permanent très-faible et très-petit pouvait à lui
seul fournir des courants suffisants. Cette découverte à laquelle
avait contribué M. Peirce, ainsi qu'on l'a vu, était d'une extrême
importance, car elle permettait de réduire considérablement les
dimensions de l'appareil, elle le rendait portatif et susceptible de
se prêter à la transmission et à la réception, et elle montrait que le
téléphone était le plus sensible de tous les appareils révélateurs de
l'action des courants. Si donc M. Bell n'a pas employé le premier les
moyens efficaces pour transmettre les mots articulés, on peut dire
qu'il a cherché comme M. Gray à résoudre le problème par des courants
ondulatoires, et qu'il a obtenu ces courants au moyen des effets
d'induction, système qui, étant perfectionné, devait conduire aux
résultats importants que tout le monde connaît. N'y eût-il que la
connaissance qu'il a donnée au monde étonné d'un instrument capable de
reproduire télégraphiquement la parole, qu'une grande gloire lui
serait acquise, car ce problème avait été regardé jusque-là comme
insoluble.

En résumé, les prétentions de M. Gray à l'invention du téléphone ont
été résumées par lui de la manière suivante, dans un travail
très-intéressant intitulé: Experimental researches on
electro-harmonic telegraphy and telephony.

1o J'ai trouvé le premier les moyens pratiques de 
transmettre à travers un circuit fermé les sons composés et
d'inflexions variables par la superposition de deux ou de plusieurs
ondes électriques.

2o Je prétends avoir découvert et utilisé le premier le moyen de
reproduire les vibrations par l'emploi d'un aimant récepteur
constamment animé par une action électrique.

3o Je prétends encore être le premier à avoir construit un instrument
ayant un aimant avec un diaphragme circulaire en matière magnétique,
soutenu par ses bords à une petite distance en face des pôles de
l'aimant, et susceptible d'être appliqué à la transmission et à la
réception des sons articulés.

4o Je soutiens avoir décrit le premier le téléphone à sons articulés,
et cela d'une manière assez exacte et assez complète pour qu'un
téléphone exécuté d'après cette description ait pu transmettre et
reproduire fidèlement la parole.[Table des Matières]

EXAMEN DES PRINCIPES FONDAMENTAUX SUR LESQUELS REPOSE LE TÉLÉPHONE DE
BELL.


Bien que l'historique qui précède soit suffisant pour faire comprendre
aux personnes initiées dans la science électrique le principe du
téléphone de Bell, il pourrait bien ne pas en être de même pour la
plupart des personnes auxquelles notre livre s'adresse, et nous
croyons en conséquence devoir entrer dans quelques détails physiques
sur l'origine des courants électriques qui sont en jeu dans les
transmissions téléphoniques.  Ces détails nous paraissent
d'autant plus nécessaires qu'il est beaucoup de personnes qui croient
encore que les téléphones de Bell ne sont pas électriques, parce
qu'ils ne mettent pas une pile à contribution, et le plus souvent
elles les confondent avec les téléphones à ficelle, s'étonnant de la
différence de prix qui existe entre les appareils que l'on vend dans
les rues et ceux que l'on vend chez les constructeurs.

Sans définir ici ce que c'est qu'un courant électrique, ce qui serait
par trop élémentaire, nous pourrons dire que les courants électriques
peuvent provenir de beaucoup d'effets divers, et qu'en dehors de ceux
qui résultent des piles, il en est d'aussi énergiques qui peuvent
provenir d'une action exercée par des aimants sur un circuit
conducteur convenablement combiné. Ces courants sont alors appelés
courants d'induction, et ce sont eux qui sont en jeu dans les
téléphones de Bell. Pour qu'on puisse comprendre comment ils se
développent dans ces conditions, il sera nécessaire que nous
examinions d'abord ce qui arrive quand, devant un circuit fermé, on
avance ou l'on retire le pôle d'un aimant, et pour cela nous
supposerons qu'un fil de cuivre sur lequel est interposé un
galvanomètre est enroulé en cercle, et qu'on dirige vers le centre de
ce cercle l'un des pôles d'un aimant permanent. Or voici ce que l'on
observera:

1o Au moment où l'on approchera l'aimant, un courant électrique
prendra naissance et fera dévier le galvanomètre d'un certain côté.
Cette déviation sera d'autant plus grande que le mouvement accompli
sera plus étendu, et la tension de ce courant sera d'autant 
plus grande que le mouvement sera plus brusquement effectué. Ce
courant toutefois ne sera jamais qu'instantané.

2o Au moment où l'on éloignera l'aimant, un nouveau courant du même
genre prendra naissance, mais il se manifestera en sens inverse du
premier. Il sera ce que l'on appelle un courant direct, parce qu'il
est de même sens que le courant magnétique de l'aimant qui lui donne
naissance, tandis que l'autre courant sera dit inverse.

3o Si au lieu d'avancer ou de retirer l'aimant par l'effet d'un seul
mouvement, on le fait avancer par saccades, on reconnaît qu'il se
détermine une succession de courants dans le même sens dont la
présence peut être constatée sur le galvanomètre quand les mouvements
sont suffisamment espacés, mais qui se confondent en se superposant
quand ces espacements sont très-faibles, et comme des effets inverses
résultent des mouvements de l'aimant effectués dans un sens contraire,
il arrive que l'aiguille du galvanomètre suit les mouvements de
l'aimant et les stéréotype en quelque sorte.

4o Naturellement si, au lieu de réagir sur un simple circuit fermé,
l'aimant exerce son action sur un nombre considérable de
circonvolutions de ce circuit, c'est-à-dire sur une bobine de fil
enroulé, les effets seront considérablement augmentés, et ils le
seront encore plus si, à l'intérieur de cette bobine, se trouve un
noyau magnétique, car l'action inductive s'effectuera alors de plus
près et sur toutes les parties de la bobine. Comme le noyau magnétique
en s'aimantant  ou en se désaimantant plus ou moins sous
l'influence du rapprochement ou de l'éloignement de l'aimant inducteur
subit le contre-coup de tous les accidents qui peuvent se manifester
pendant le mouvement de cet aimant, les courants induits qui en
résultent les accusent parfaitement.

5o Au lieu d'admettre que l'aimant inducteur est mobile, on peut le
supposer fixe au centre de la bobine, et l'on peut dès lors déterminer
les courants induits dont nous avons parlé en modifiant son énergie.
Il suffit pour cela de réagir sur ses pôles au moyen d'une armature de
fer. Quand cette armature est approchée de l'un de ces pôles ou de
tous les deux en même temps, il acquiert de l'énergie et produit un
courant inverse, c'est-à-dire un courant dans le sens qui aurait
correspondu à un rapprochement de l'aimant du circuit fermé. Quand
elle s'éloigne, l'effet inverse se produit; mais dans les deux cas,
les courants induits sont en rapport avec l'étendue et le sens des
mouvements accomplis par l'armature, et par conséquent, ils peuvent
reproduire par leurs effets les mouvements de cette armature. Or si
cette armature est une lame de fer et que cette lame vibre sous
l'influence d'un son quelconque devant un système électro-magnétique
disposé comme il vient d'être dit plus haut, les allées et venues de
cette lame se traduiront par des courants induits, plus ou moins
forts, plus ou moins accidentés, suivant l'amplitude et la complexité
des vibrations, mais qui seront ondulatoires, puisqu'ils résulteront
toujours de mouvements successifs et continus et seront, par
conséquent, dans les conditions voulues pour  transmettre la
parole ainsi qu'on l'a vu précédemment.

Quant à l'action déterminée sur le récepteur, c'est-à-dire sur
l'appareil qui reproduit la parole, elle est assez complexe, et nous
aurons occasion de la discuter plus tard; mais, au premier abord, on
peut la concevoir si l'on considère que les effets produits par ces
courants induits d'intensité variable qui traversent la bobine du
système électro-magnétique, doivent déterminer par les magnétisations
et démagnétisations qui en résultent, des vibrations plus ou moins
amplifiées, plus ou moins accidentées de la lame armature, lesquelles
représentent exactement celles de la lame devant laquelle on a parlé,
mais qui n'en peuvent être qu'une réduction. Toutefois les effets sont
par le fait plus compliqués, quoique se produisant dans des conditions
analogues, et ce sont eux que nous discuterons plus tard quand nous en
serons aux expériences faites avec le téléphone. Nous ferons observer
néanmoins, dès maintenant, que pour ces reproductions de la parole, il
n'est pas nécessaire que le noyau magnétique soit en fer doux, car les
effets vibratoires peuvent résulter aussi bien d'aimantations
différentielles que d'aimantations directes.[Table des Matières]

DISPOSITION ORDINAIRE DES TÉLÉPHONES BELL.

La disposition la plus généralement employée pour les téléphones est
celle que nous avons représentée fig. 20. C'est une sorte de petite
boîte circulaire en bois adaptée à l'extrémité d'un manche M,
également de  bois, qui renferme dans son intérieur le
barreau aimanté NS. Ce barreau est fixé au moyen d'une vis t et est
disposé de manière à pouvoir être avancé ou reculé quand on serre ou
l'on desserre la vis, condition nécessaire pour le réglage de
l'appareil. À l'extrémité libre du barreau est fixée la bobine
magnétique B qui, d'après MM. Pollard et Garnier, doit, pour fournir
le maximum d'effet, être construite avec du fil no. 42 et présenter
un grand nombre de spires. Les bouts du fil de cette bobine
aboutissent le plus généralement à l'extrémité inférieure du manche
par deux tiges de cuivre f, f, qui traversent celui-ci dans sa
longueur et viennent se relier à deux boutons d'attache I, I' où l'on
fixe les fils C, C du circuit. Cependant dans les appareils construits
par M. Bréguet il n'y a pas de boutons d'attache, et c'est une petite
torsade de deux fils flexibles recouverts de gutta-percha et de soie
qui est fixée aux deux tiges; un capuchon en bois se visse alors à
l'extrémité du manche, et la torsade passe par un trou pratiqué dans
ce capuchon; de sorte que l'on  n'est nullement gêné dans la
manipulation de l'appareil. Des serre-fils adaptés aux extrémités des
fils de la torsade, permettent d'ailleurs de les réunir à ceux du
circuit. La figure 21 représente cet appareil.




Fig. 20.


Dans une autre disposition, les fils de la bobine aboutissent
directement à des boutons d'attache placés au-dessous de la boîte de
bois; mais cette disposition est incommode.




Fig. 21.


Au-dessus de l'extrémité polaire du barreau aimanté est placée la lame
vibrante en fer LL qui est recouverte soit de vernis noir ou jaune,
soit d'étain, soit d'un oxyde bleu, mais qui doit toujours être
très-mince. Cette lame a la forme d'un disque, et c'est par les bords
de ce disque, appuyés sur une bague en caoutchouc,  qu'elle
est fixée fortement sur les bords circulaires de la boîte de bois qui
est à cet effet composée de deux parties. Ces parties s'ajustent l'une
sur l'autre soit au moyen de vis, soit au moyen d'un pas de vis,
ménagé à mi-épaisseur de bois. Cette lame doit être le plus rapprochée
possible de l'extrémité polaire de l'aimant, mais pas assez pour que
les vibrations de la voix déterminent le contact de ces deux pièces.
Enfin l'embouchure RR', fig. 20, par laquelle on parle et qui a la
forme d'un entonnoir très-évasé, termine la partie supérieure de la
boîte et doit être disposée de manière à laisser un certain vide entre
la lame et les bords du trou V qui est ouvert à son centre. La
capacité intérieure de la boîte doit être calculée de manière à
pouvoir jouer le rôle de caisse sonore, sans cependant provoquer
d'échos et d'interférences de sons.

Quand l'appareil est bien exécuté, il peut produire des effets
très-accentués, et voici ce que m'écrivait à ce sujet M. Pollard, qui
est un des premiers qui se soient occupés en France de téléphone.

«L'appareil que j'ai confectionné donne des résultats réellement
étonnants: D'abord, au point de vue de la résistance, 5 ou 6 personnes
introduites dans le circuit n'affaiblissent pas sensiblement
l'intensité des sons. Quand on met un appareil sur chaque oreille on a
absolument la même sensation que si le correspondant parlait derrière
à quelques mètres. L'intensité, la netteté, la pureté du timbre sont
irréprochables.

«Je puis parler à mon collègue à voix complétement basse, avec le
souffle pour ainsi dire, et causer avec lui  sans que des
personnes placées à deux mètres de moi puissent saisir un seul mot de
notre conversation.

«Au point de vue de la réception, lorsqu'on m'appelle en élevant la
voix, j'entends cet appel de tous les points de mon bureau, du moins
quand le silence y règne; dans tous les cas, lorsque je suis assis à
ma table et que l'instrument est à quelques mètres de moi, je
m'entends toujours appeler. Pour augmenter l'intensité des sons,
j'adapte à l'embouchure un cornet en cuivre de forme conique, et dans
ces conditions, on entend, au bout de la ligne, parler dans mon bureau
à 2 ou 3 mètres de l'embouchure; de ma place, à 1 mètre environ du
cornet, je puis entendre et parler sans effort à mon collègue.»

Pour se servir du téléphone ordinaire de Bell, il faut parler
nettement devant l'embouchure du téléphone qu'on tient à la main,
pendant que l'auditeur placé à la station correspondante tient contre
son oreille l'embouchure du téléphone récepteur. Ces deux appareils
composent un circuit fermé avec les deux fils qui les relient, mais un
seul suffit pour réaliser complétement la transmission, si l'on a soin
de mettre en communication les deux appareils avec la terre qui, de
cette manière, tient lieu du second fil. M. Bourbouze prétend qu'en
employant ce moyen l'intensité des sons dans le téléphone est
grandement augmentée; mais nous croyons que cette augmentation dépend
des conditions du circuit, quoiqu'il prétende qu'on puisse la
constater sur un circuit ne dépassant pas 70 mètres.

Dans la pratique, il convient d'avoir à sa disposition deux téléphones
à chaque station, afin d'en avoir un  à l'oreille pendant
qu'on parle dans l'autre, comme on le voit fig. 22. On entend aussi
beaucoup mieux quand on applique un téléphone contre chaque oreille.
On tient alors les deux téléphones comme on le voit fig. 23. Afin
d'éviter la fatigue des bras, on a disposé un modèle qui les tient
suspendus devant les oreilles au moyen d'une sangle à ressort qui
entoure la tête.




Fig. 22.


Il y a du reste des différences considérables dans le pouvoir de
transmission téléphonique des différentes voix. Suivant M. Preece,
crier ne sert à rien: il faut pour obtenir de bons résultats, que
l'intonation soit claire, que l'articulation soit distincte, et que
les sons émis se rapprochent le plus possible des sons musicaux.

 «J'ai entendu, dit-il, M. Willmot, l'un des électriciens de
l'administration des postes, sur des circuits à travers lesquels
aucunes autres voix n'auraient pu se faire entendre. Les sons des
voyelles viennent toujours le mieux, et parmi les autres lettres, e,
g, j, k, q sont toujours les plus mal répétées. L'oreille
aussi demande à être exercée, et les facultés auditives varient d'une
manière surprenante suivant les personnes. Le chant est toujours
entendu avec une grande netteté ainsi que les sons des instruments à
vent et surtout ceux du cornet à piston qui, de Londres, pourraient
être entendus par des milliers de personnes à la fois à travers le
large Corn Exchange de Basingstoke.»




Fig. 23.


Suivant M. Rollo Russel, le circuit d'un téléphone n'aurait pas besoin
d'isolation sur une longueur relativement  petite; ainsi avec
un circuit de 418 mètres on a pu employer un fil de cuivre nu déposé
sur un gazon sans que les transmissions téléphoniques résultant d'une
petite boîte à musique fussent annulées, mais à la condition que les
deux fils ne fussent pas en contact. On a pu même obtenir des
transmissions quand ce circuit était enterré dans de la terre mouillée
sur une longueur de 30 mètres, ou immergé dans un puits sur une
longueur de 40 mètres. La parole transmise dans ces conditions ne
semblait même pas différente de ce qu'elle était quand le circuit
était isolé.

Le téléphone peut se faire entendre simultanément à plusieurs
auditeurs, soit en prenant sur les deux fils réunissant les deux
téléphones en correspondance (près du téléphone récepteur) des
dérivations aboutissant à différents téléphones, qui peuvent
facilement être au nombre de 5 ou 6, sur les courts circuits, soit au
moyen d'une petite caisse sonore fermée par deux membranes légères
dont l'une est fixée sur la lame vibrante. En faisant aboutir à cette
caisse un certain nombre de tubes acoustiques, plusieurs personnes
pourraient, suivant M. Mc. Kendrick, entendre très-distinctement.

On peut obtenir encore des auditions simultanées du téléphone en les
interposant dans un même circuit, et les expériences faites à New-York
ont montré qu'on pouvait ainsi en faire parler cinq échelonnés en
différents points d'une ligne télégraphique. Dans des essais
téléphoniques faits sur les lignes des écluses du département de
l'Yonne, on a constaté que sur un fil de 12 kilomètres où l'on avait
placé à des distances  différentes plusieurs téléphones,
trois ou quatre personnes ont pu causer entres elles à travers ces
téléphones, chacune entendant ce que disaient les autres. Les réponses
et les demandes tout en se croisant restaient perceptibles. On a pu
même, en plaçant un téléphone sur un second fil de dix kilomètres
éloigné du premier de cinquante centimètres, et le suivant sur une
longueur de deux kilomètres seulement, saisir la conversation échangée
sur l'autre fil. On pouvait même distinguer très-bien les timbres des
voix des deux interlocuteurs.

Depuis l'apparition du téléphone en Europe, beaucoup d'inventeurs
prétendent être parvenus à faire parler un téléphone de manière qu'il
soit entendu des différents points d'une vaste salle. Nous avons vu
que M. Bell avait déjà obtenu ce résultat, et sous ce rapport nous ne
voyons pas que ceux qui ont perfectionné le téléphone soient arrivés à
des résultats beaucoup plus importants. Mais ce qui est certain, c'est
qu'un téléphone ordinaire peut parfaitement émettre des sons musicaux
susceptibles d'être entendus dans une pièce assez grande et tout en
étant attaché à la muraille. On doit se rappeler les résultats obtenus
par MM. Pollard et Garnier lors des essais qu'ils firent à Cherbourg
pour relier la digue à la préfecture maritime de cette ville.

La digue de Cherbourg est, comme on le sait, une sorte d'île factice
créée de main d'homme devant cette ville pour constituer une rade. Les
forts établis sur cette digue sont reliés par des câbles sous-marins
au port militaire et à la préfecture maritime. Un jour 
qu'après des expériences faites dans le cabinet du préfet sur l'un de
ces câbles, au moyen de téléphones, plusieurs des personnes présentes
causaient ensemble dans la pièce, elles furent très-étonnées
d'entendre le clairon sonner la retraite, et les sons semblaient venir
de l'un des points de la pièce. On cherche, et l'on reconnaît bientôt
que c'est le téléphone pendu à la muraille qui se livrait à cet
exercice. On s'informe et l'on apprend que c'était un des
expérimentateurs de la station de la digue qui avait fait la
plaisanterie de sonner du clairon devant le téléphone de cette
station. Or la digue est éloignée de Cherbourg de plus d'une lieue, et
la préfecture maritime est au milieu de la ville. Les téléphones
étaient pourtant construits grossièrement dans les ateliers du port de
Cherbourg, ce qui prouve une fois de plus combien ces appareils
exigent peu de précision pour fonctionner.

Les téléphones du modèle de Bell les plus variés dans leurs
dispositions se trouvent chez M. C. Roosevelt, représentant de M. Bell
à Paris, 1, rue de la Bourse. Ils sont généralement construits par M.
Bréguet, et les modèles les plus recherchés sont, indépendamment de
celui que nous avons décrit, le grand modèle carré dont l'aimant est
en fer à cheval et qui est renfermé dans une boîte plate, portant sur
sa face antérieure un cornet qui sert en même temps d'embouchure. Nous
représentons (fig. 24), ce système, qui a du reste été construit tout
récemment à Boston dans de meilleures conditions. Dans ce nouveau
modèle, établi par M. Gower, l'aimant est composé de plusieurs lames
terminées par un noyau magnétique en fer sur lequel  est
fixée la bobine, et le tout est recouvert d'une épaisse couche de
paraffine. Les sons reproduits sont alors beaucoup plus nets et plus
forts. Il y a aussi un modèle en forme de tabatière dans lequel
l'aimant est contourné en spirale afin de conserver sa longueur sous
une forme ronde. Le pôle qui occupe la partie centrale de cette
spirale est alors muni d'un noyau de fer sur lequel est fixée la
bobine d'induction, et le couvercle de la tabatière porte la lame
vibrante ainsi que l'embouchure; nous représentons ce modèle fig. 25.
Dans un autre modèle, dit téléphone miroir, le dispositif précédent
est adapté sur un manche comme la glace d'un miroir portatif, et
l'embouchure se présentant sur l'une des faces latérales, on parle
avec cet instrument comme si l'on parlait devant un écran de cheminée.




Fig. 24.


On trouve d'un autre côté chez M. Bailey les divers modèles de
téléphones à pile et à charbon d'Edison  dont nous parlerons
bientôt et qui ont donné les meilleurs résultats sur les longues
lignes, ainsi que les téléphones de MM. Gray et Phelps.[Table des Matières]

DISPOSITIONS DIFFÉRENTES DES TÉLÉPHONES.

Les résultats si prodigieux obtenus avec le téléphone Bell et dont
l'authenticité avait été mise en doute par la plupart des savants,
devaient naturellement, étant une fois démontrés, provoquer une foule
de recherches de la part des inventeurs et même de ceux qui avaient
été dans l'origine les plus incrédules. Il en est résulté une foule de
perfectionnements et de modifications qui ont évidemment leur intérêt,
et dont nous allons maintenant nous occuper.[Table des Matières]




Fig. 25.


 TÉLÉPHONES À PILE.


Téléphone de M. Edison.—L'un des premiers et des plus intéressants
perfectionnements apportés au téléphone de Bell, est celui qui a été
combiné dans la première moitié de l'année 1876 par M. Edison. Ce
système est, à la vérité, plus compliqué que celui que nous avons
étudié précédemment, car il met à contribution une pile, et l'appareil
transmetteur est différent de l'appareil récepteur; mais il est moins
susceptible d'être influencé par les causes extérieures et permet des
transmissions à plus grande distance.

Le téléphone de M. Edison, comme celui de M. Gray, dont nous avons
déjà eu occasion de parler, est fondé sur l'action de courants
ondulatoires déterminés par des variations de résistance d'un médiocre
conducteur interposé dans le circuit, et sur lequel réagissent les
vibrations d'un diaphragme devant lequel on parle. Seulement, au lieu
d'employer un conducteur liquide qui ne peut jamais être utilisé
pratiquement, M. Edison a cherché à mettre à contribution les corps
solides semi-conducteurs. Ceux qui lui offrirent le plus d'avantages,
à ce point de vue, furent le graphite et le charbon, surtout le
charbon résultant du noir de fumée comprimé. Ces substances, en effet,
étant introduites dans un circuit entre deux lames conductrices dont
l'une est mobile, sont susceptibles de modifier la résistance de ce
circuit dans le même rapport à peu près que la pression qui est
exercée sur elles par la lame  mobile[12], et l'on conçoit
que pour obtenir avec ce système les courants ondulatoires nécessaires
à la reproduction des sons articulés, il suffisait d'introduire un
disque de plombagine ou de noir de fumée entre la lame vibrante d'un
téléphone et une lame de platine mise en rapport avec la pile. La lame
du téléphone étant mise en communication avec le fil du circuit, il
devait résulter des vibrations de cette lame devant le disque de
charbon, une série de pressions croissantes et décroissantes, donnant
lieu à des effets correspondants dans l'intensité du courant transmis,
et ces effets devaient réagir d'une manière analogue aux courants
ondulatoires déterminés par l'induction dans le système de Bell.
Toutefois, pour obtenir de très-bons résultats, plusieurs dispositions
accessoires étaient nécessaires, et nous représentons (fig. 26) l'une
des dispositions qui ont été données à cette partie du système
téléphonique de M. Edison.




Fig. 26.


Dans cette figure, l'appareil est vu en coupe, et il se rapproche
beaucoup, quant à la forme, du téléphone de Bell. L L est la lame
vibrante, O O, l'embouchure, M le trou de cette embouchure, N N N la
cage de l'appareil qui est construite ainsi que l'embouchure en
ébonite et qui présente au-dessous de la lame une  cavité
assez spacieuse et un trou tubulaire qui est creusé dans le manche. À
sa partie supérieure, ce tube est continué par un rebord cylindrique
muni d'un pas de vis sur lequel est vissée une petite bague présentant
une saillie intérieurement, et c'est à l'intérieur de ce tube que se
trouve disposé le système rhéostatique. Celui-ci se compose d'abord
d'un piston E, adapté à l'extrémité d'une longue vis E F, dont le
bouton F en tournant permet de faire avancer ou reculer le piston
d'une certaine quantité. Au-dessus de ce piston, se trouve adaptée une
lame de platine très mince A reliée par une lamelle flexible et un fil
à un bouton d'attache P'. Une autre lame B, exactement semblable, est
reliée avec le bouton d'attache P, et c'est entre ces deux lames
qu'est placé le disque de charbon C. Ce disque est constitué avec du
noir de fumée de pétrole comprimé, et sa résistance est d'un ohm ou
de 100 mètres de fil télégraphique. Enfin un disque 
d'ébonite est appliqué sur la lame de platine supérieure B, et un
tampon élastique composé d'un morceau de tube de caoutchouc G et d'un
disque de liège H, est interposé entre la lame vibrante L L et le
disque B, afin que les vibrations de cette lame ne soient pas arrêtées
par l'obstacle rigide constitué par l'ensemble du système
rhéostatique. Quand ces différentes pièces sont en place, on règle
l'appareil au moyen de la vis F, et ce réglage est facile puisqu'il
suffit de la serrer ou de la desserrer jusqu'à ce que le téléphone
récepteur donne son maximum de son.




Fig. 27.


Dans un nouveau modèle représenté (fig. 27), et qui a fourni les
meilleurs résultats pour la netteté des transmissions, la lame
vibrante L L est maintenue et appuyée contre les disques du conducteur
secondaire en charbon C, par l'intermédiaire d'un petit cylindre de
fer A au lieu d'un tampon en caoutchouc, et la pression est réglée par
une vis placée au-dessous de e. L'embouchure E de l'appareil est
plus saillante, et le trou plus large. Enfin il n'y a plus de manche à
l'appareil dont l'enveloppe est en fonte nickelée. Le disque rigide
b qui appuie sur la première lame de platine p est, d'un autre
côté, en aluminium au lieu d'être en ébonite.




Fig. 28.


Le téléphone récepteur ressemble assez à celui de  M. Bell.
Il présente néanmoins quelques différences que l'on peut reconnaître
par l'inspection de la fig. 28. Ainsi l'aimant N S est recourbé en fer
à cheval, et la bobine magnétisante E recouvre seulement un des pôles
N; ce pôle occupe précisément le centre de la lame vibrante L L,
tandis que le second pôle est près du bord de cette lame. Les
dimensions elles-mêmes de la lame sont considérablement réduites; sa
surface est à peu près celle d'une pièce de cinq francs, et elle est
enclavée dans une espèce de rainure circulaire qui la maintient dans
une position parfaitement déterminée. En raison de cette disposition,
le manche de l'instrument est en bois plein, et l'espace vide où se
trouve le système électro-magnétique est un peu plus développé que
dans le modèle de Bell; mais l'on s'est arrangé de manière à éviter
les échos et à en faire une sorte de caisse sonore apte à amplifier
les sons. La disposition du système électro-magnétique par rapport à
la lame vibrante doit évidemment augmenter aussi la 
sensibilité de l'appareil, car le pôle S étant en contact intime avec
la lame L L, celle-ci se trouve polarisée et peut recevoir beaucoup
plus énergiquement les influences magnétiques du second pôle N, qui en
est distant de l'épaisseur d'une forte feuille de papier. Dans les
deux appareils de M. Edison (récepteur et transmetteur) la partie
supérieure CC correspondante à la lame vibrante, au lieu d'être fixée
par des vis sur la partie attenante au manche, est vissée sur cette
partie elle-même, ce qui permet de démonter beaucoup plus facilement
l'instrument.

M. Edison a, du reste, beaucoup varié la forme de ses appareils, et
aujourd'hui leur enveloppe est en métal avec une embouchure d'ébonite
en forme d'entonnoir.

Ayant constaté, comme du reste l'avait fait avant lui M. Elisha Gray,
que les courants induits sont plus favorables aux transmissions
téléphoniques que les courants voltaïques, M. Edison transforma les
courants de pile passant par son transmetteur en courants induits, et
cela en leur faisant traverser le circuit primaire d'une bobine
d'induction bien isolée; le fil de ligne était alors mis en
communication avec le fil secondaire de la bobine. Nous rapporterons
plus tard des expériences qui montreront les avantages de cette
combinaison; pour le moment, nous ne faisons que la signaler, car elle
fait aujourd'hui partie intégrante de presque tous les systèmes de
téléphones à pile.

Téléphone musical d'Edison.—Les effets curieux et réellement
très-avantageux que M. Edison avait obtenus avec son
électro-motographe, lui donnèrent l'idée,  dès le
commencement de l'année 1877, d'appliquer le principe de cet appareil
au téléphone pour la reproduction des sons transmis, et il a obtenu
des résultats tellement intéressants que l'auteur d'un article sur les
téléphones, publié dans le Telegraphic Journal du 15 août 1877,
présente cette invention comme l'une des plus belles du dix-neuvième
siècle. Ce qui est certain, c'est qu'elle semble avoir donné naissance
au phonographe qui, dans ces derniers temps, a fait tant de bruit et a
tant étonné les savants.

Pour qu'on puisse comprendre le principe de ce téléphone, nous devrons
entrer dans quelques détails sur l'électro-motographe de M. Edison,
découvert en 1872. Cet appareil est fondé sur ce principe: que si une
feuille de papier, préparée avec une solution d'hydrate de potasse,
est appliquée sur une plaque métallique réunie au pôle positif d'une
pile, et qu'une pointe de plomb ou de platine reliée au pôle négatif
soit promenée sur le papier, le frottement que cette pointe rencontre
cesse dès que le courant passe, et elle peut dès lors glisser comme
sur une glace jusqu'à ce que le courant soit interrompu. Or, comme
cette réaction peut être effectuée instantanément sous l'influence de
courants excessivement faibles, les effets mécaniques produits par ces
alternatives d'arrêt et de glissement, peuvent, pour une disposition
convenable de l'appareil, déterminer des vibrations en rapport avec
les interruptions de courant produites par le transmetteur.

Dans ce système, le récepteur téléphonique se compose d'un résonnateur
et d'un tambour monté sur un  axe que fait tourner une
manivelle. Une bande de papier en provision sur un rouleau, passe sur
le tambour dont la surface est rugueuse, et sur cette bande appuie
fortement une pointe émoussée de platine qui est adaptée à l'extrémité
d'un ressort fixé au centre du résonnateur. Le courant de la pile
dirigé d'abord sur le ressort, passe par la pointe de platine à
travers le papier chimique, et retourne par le tambour à la pile.
Quand on tourne la manivelle, le papier avance, et le frottement
normal qui se produit entre le papier et la pointe de platine, pousse
en avant cette dernière, en provoquant par l'intermédiaire du ressort
une traction sur un des côtés du résonnateur; mais au moment de chaque
passage du courant à travers le papier, tout frottement cessant, le
ressort n'est plus entraîné, et le résonnateur revient à sa position
normale. Or, comme à chaque vibration effectuée au transmetteur ce
double effet se manifeste, il en résulte une série de vibrations du
résonnateur qui sont la répétition de celles du transmetteur et, par
conséquent, la reproduction plus ou moins réduite des sons musicaux
qui ont affecté le transmetteur. Suivant les journaux américains, cet
appareil aurait fourni des résultats surprenants; les courants les
plus faibles, qui n'exerceraient aucune action sur un électro-aimant,
produisent de cette manière des effets complets. L'appareil peut même
reproduire, avec une grande intensité, les notes les plus élevées de
la voix humaine, notes que l'on peut à peine distinguer lorsque l'on
emploie des électro-aimants.

Le transmetteur est à peu près le même que celui  que nous
avons décrit précédemment; seulement, au lieu du disque de charbon,
c'est une pointe de platine qui est employée, et elle ne doit pas être
en contact continuel avec la lame vibrante. Voici du reste comment il
est décrit dans le Telegraphic Journal: «Il consiste simplement dans
un long tube de deux pouces de diamètre, ayant un de ses bouts
recouvert d'un diaphragme constitué par une mince feuille de cuivre et
maintenu serré au moyen d'une bague élastique. Au centre du diaphragme
de cuivre se trouve rivé un petit disque de platine, et devant ce
disque, est ajustée une pointe du même métal adaptée à un support
fixe. Quand on chante devant le diaphragme, celui-ci en vibrant
rencontre la pointe de platine et lui fait produire le nombre de
fermetures de courant en rapport avec les vibrations des notes
chantées.»

D'après de nouvelles expériences faites en Amérique pour juger du
mérite des différents systèmes de téléphones, ce serait celui de M.
Edison qui aurait fourni les meilleurs résultats. Voici ce que nous
lisons, en effet, dans le Telegraphic Journal du 1er mai 1878 (p.
187): «Le 2 avril dernier, on expérimenta le téléphone à charbon de M.
Edison entre New-York et Philadelphie, sur une des lignes si
nombreuses de la compagnie de l'Ouest Union. La ligne avait une
longueur de cent six milles, et dans presque tout son parcours elle
longeait les autres fils. Or les effets d'induction déterminés par les
transmissions télégraphiques à travers les fils voisins, et qui
étaient suffisants pour empêcher l'audition de la parole dans tous les
téléphones essayés, furent sans influence quand on employa le
téléphone d'Edison  avec deux éléments de pile et une petite
bobine d'induction, et MM. Batchelor, Phelps et Edison purent échanger
facilement une conversation. Le téléphone magnétique de M. Phelps
regardé comme le plus puissant de son espèce, donna même de moins bons
résultats.»

Dans des expériences faites entre le palais de l'Exposition de Paris
et Versailles, la commission du jury a pu constater les mêmes
résultats avantageux.

Téléphones du colonel Navez.—Le colonel d'artillerie belge Navez,
l'auteur du chronographe balistique bien connu, a cherché à
perfectionner le téléphone d'Edison en employant plusieurs disques de
charbon au lieu d'un seul. Suivant lui, les variations de résistance
électrique produites par les disques de charbon, sous l'influence de
pressions inégales, dépendent surtout de leur surface de contact, et
il croit en conséquence que plus ces surfaces sont multipliées, plus
les différences en question sont considérables, comme cela a lieu
quand on polarise la lumière avec une pile de glaces. Les meilleurs
résultats ont été obtenus par lui avec une pile de douze rondelles de
charbon. «Ces rondelles, dit-il, agissent bien par leurs surfaces de
contact, car il suffit de les séparer par des rondelles d'étain
interposées, pour détruire toute articulation de la parole
reproduite[13].»




Fig. 29.


 Pour éteindre les vibrations musicales nuisibles qui
accompagnent les transmissions téléphoniques, M. Navez emploie, comme
lame vibrante du transmetteur, une lame de cuivre recouverte d'argent,
et pour lame vibrante du récepteur, une lame de fer doublée d'une
plaque de laiton, le tout soudé ensemble. Il emploie d'ailleurs des
tubes de caoutchouc munis d'embouchures et de conduits auriculaires,
pour la transmission et la réception des sons, et les appareils sont
disposés à plat, sur une table. À cet effet, le barreau aimanté du
téléphone récepteur est alors remplacé par deux aimants horizontaux
agissant par un pôle de même nom sur un petit noyau de fer qui porte
la bobine et qui se  trouve placé verticalement entre les
deux aimants. Il emploie naturellement une petite bobine de Ruhmkorff,
pour transformer l'électricité de la pile en électricité d'induction.




Fig. 30.


Les figures 29 et 30 représentent les deux parties de ce système
téléphonique. La pile de charbon est en C, fig. 29; la lame vibrante
en LL, et l'embouchure E, adaptée à un tube en caoutchouc TE,
correspond par le dessous à la lame vibrante. La pile de charbons est
réunie métalliquement au circuit par une tige de platine EC, et la
lame vibrante communique également au circuit par l'intermédiaire d'un
bouton d'attache. Dans le téléphone récepteur, fig. 30, la partie
supérieure est disposée à  peu près comme dans les téléphones
ordinaires; seulement, au lieu d'une embouchure, on a adapté à
l'appareil un conduit auriculaire TO. Les deux aimants qui
communiquent une polarité uniforme au noyau de fer N portant la bobine
d'induction B, sont en A, A' et ont la forme de fers à cheval; on en
voit un en coupe en D du côté droit, et l'autre ne montre en C que la
courbe du fer à cheval. Les deux boutons d'attache de ce récepteur
correspondent aux deux extrémités du fil induit de la bobine
d'induction supplémentaire, et les deux boutons d'attache du
transmetteur correspondent aux deux bouts du fil primaire de cette
bobine et à la pile qui est interposée dans le circuit près de cet
appareil.

Téléphones de MM. Pollard et Garnier.—Le téléphone à pile construit
par MM. Pollard et Garnier est différent de ceux qui précèdent, en ce
qu'il met simplement à contribution deux pointes de mine de plomb
portées par des porte-crayons métalliques, et que ces pointes sont
appliquées directement contre la lame vibrante avec une pression qui
doit être réglée. La fig. 31 représente la disposition qu'ils ont
adoptée, et qui du reste peut être variée d'une infinité de manières.

LL est la lame vibrante en fer-blanc au-dessus de laquelle se trouve
l'embouchure E, et P, P' sont les deux pointes de graphite munies de
leur porte-crayons. Ces porte-crayons portent à leur partie inférieure
un pas de vis qui, étant engagé dans un trou fileté pratiqué dans une
plaque métallique CC, permet de serrer plus ou moins les crayons
contre la lame LL.  Cette plaque métallique CC est composée
de deux parties juxtaposées qui, étant isolées l'une de l'autre,
peuvent être mises en rapport avec un commutateur cylindrique au moyen
duquel on peut disposer le circuit de diverses manières. Ce
commutateur étant pourvu de cinq lames, permet de passer presque
instantanément d'une combinaison à l'autre, et ces combinaisons sont
les suivantes:

1o Le courant entre par le crayon P, passe dans la plaque et de là
dans la ligne;




Fig. 31.


2o Le courant arrive par le crayon P', passe dans la plaque et de là
dans la ligne;

3o Le courant arrive à la fois par les crayons P et P', se rend dans
la plaque et de là à la ligne;

4o Le courant arrive par le crayon P, va de là à la plaque, puis dans
le crayon P', et de là à la ligne.

On a donc de cette manière deux éléments de combinaison que l'on peut
utiliser séparément ou en les associant en tension ou en quantité.

Lorsque les crayons sont bien réglés et donnent une transmission bien
régulière et de même intensité, on peut étudier facilement les effets
produits quand on passe de l'une des combinaisons à l'autre, et l'on
constate: 1o que pour un circuit court, il n'y a pas de changement
appréciable, quelle que soit la combinaison employée; 2o que quand le
circuit est long ou présente une grande résistance, c'est la
combinaison en tension  qui a l'avantage, et cela d'autant
plus que la ligne est plus longue.

Ce système téléphonique, comme du reste les deux précédents, met à
contribution une machine d'induction pour transformer les courants
voltaïques en courants induits; nous parlerons plus tard de cet
accessoire important de ces sortes d'appareils.

Quant au téléphone récepteur, la disposition adoptée par MM. Pollard
et Garnier est à peu près celle de Bell. Seulement ils emploient des
lames de fer-blanc et des hélices beaucoup plus résistantes. Cette
résistance est, en effet, de cent cinquante à deux cents kilomètres.
«Nous avons toujours reconnu, disent ces messieurs, que quelle que
soit la résistance du circuit extérieur, on a avantage à augmenter le
nombre des tours de spires, même en faisant usage du fil no 42, qui
est celui que nous avons employé de préférence.»

Téléphone à réaction de M. Hellesen.—M. Hellesen pensant que les
vibrations produites par la voix sur un transmetteur téléphonique à
charbon, devaient se trouver amplifiées si la pièce mobile du rhéotome
était soumise à une action électro-magnétique résultant de ces
vibrations elles-mêmes, a combiné un transmetteur fondé sur ce
principe que nous représentons fig. 32, et qui a l'avantage de
constituer lui-même l'appareil d'induction destiné à transformer les
courants voltaïques employés. Cet appareil se compose d'un tube de fer
vertical appuyé sur une masse magnétique NS et entouré d'une bobine
magnétisante BB au-dessus de laquelle est adaptée une hélice
d'induction en fil fin II,  mise en communication avec le
circuit. À l'intérieur du tube, se trouve un crayon de plombagine C,
disposé dans un porte-crayon qui peut être élevé ou abaissé au moyen
d'une vis de rappel V adaptée au dessous de la masse magnétique.
Enfin, au-dessus de ce crayon, est fixée une lame vibrante en fer LL,
qui est munie à son centre d'un contact de platine communiquant à la
pile; le circuit local est alors mis en rapport avec le crayon par
l'intermédiaire de l'hélice magnétisante B, dont un bout est à cet
effet soudé sur le tube de fer.