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La transmission des informations LE PETIT JOURNAL

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Au cours du XIXe siècle, des progrès techniques considérables ont étéaccomplis dans le domaine de la communication. Apparus à la suite de ladécouverte et de l’étude de certains principes de physique et de chimie, lestélégraphes, les téléphones et les postes de radio illustrent par leurfonctionnement différentes notions relatives à la transmission del’information.

Dans la vie de tous les jours, les informa-tions que nous échangeons peuvent prendrela forme d’une conversation, d’une imageou d’un texte. D’un point de vue matériel,l’information est la variation d’une gran-deur physique, qui peut être transmise,reproduite, et perçue par l’individu capablede l’interpréter. L’invention et les progrèsde l’imprimerie offrent le premier exempledu développement des outils et des techni-ques de communication : l’imprimeriepermet la reproduction à l’identique d’untexte écrit et sa diffusion en grand nombre.L’innovation technique porte sur la rapiditéavec laquelle est dupliquée l’information.Ainsi, la presse à bois du XVIe sièclepermettait l’impression de 700 feuilles parheure. La mécanisation des presses auXIXe siècle augmente considérablement letirage.

Dans ce cas, l’information, démultipliée, seconfond avec son support matériel ; lapropagation de l’information correspond àun déplacement de ce support. La vitessede propagation est limitée par la vitesse detout déplacement humain ou animal. Audébut du XIXe siècle, un courrier ordinaire

envoyé par malle poste met trois jours àparcourir la distance Paris-Lille (250 km).Le développement du chemin de fer dansla deuxième moitié du XIXe siècleaccélère ces déplacements, et permet parexemple à un journal imprimé à Paris deparvenir dès le lendemain dans la plupartdes villes de province.

Comment accélérer la vitesse de transmis-sion de l’information ? En utilisant lesphénomènes physiques de transmission del’information sans transport de matière :c’est le principe de la propagation d’uneonde. L’exemple le plus simple est donnépar la transmission d’un signal lumineux.La propagation du signal ne nécessite alorsni transport de matière, ni même unsupport matériel, puisqu’elle est possibledans le vide, à la célérité de 300 000 km/s.

Le télégraphe de Chappe

L’invention de Claude Chappe est la pre-mière à utiliser, sur de longues distances, lapropagation lumineuse pour transmettreune information. Chappe imagina en effetun « télégraphe optique » constitué d’unesuite de sémaphores à ailes mobiles - sortesde bras articulés installés sur un mât. Cessémaphores sont perchés sur des tours oudes lieux élevés, et installés à des distancesrégulières, de l’ordre de dix à quinze kilo-mètres. Auprès de chaque sémaphoredemeure en permanence un « station-naire ». Il observe à l’aide d’une lunette devisée les mouvements du sémaphoreprécédent, et manœuvre le mécanisme deson sémaphore pour qu’il reproduise lesmouvements observés. La transmission dusignal optique relayé par des postes inter-

1. Presse typographique

du XVIème siècle.

CM,

Inv. 12124-0001


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médiaires peut alors être assurée surplusieurs centaines de kilomètres.La transmission du message repose doncsur plusieurs principes : d’une part ladéfinition d’un code, lié aux différentespositions des ailes, d’autre part laconstruction du réseau de sémaphores,enfin l’utilisation de lunettes de visée pourfaciliter l’observation.

2 . Télégraphe deChappe, 1794.CM.Inv. 14583-0000

Les stationnaires n’ont pas besoin deconnaître le code pour relayer le message.L’interprétation du signal optique, c’est-à-dire la connaissance de l’informationéchangée, ne se fait qu’en début et en finde chaîne, à l’émission et à la réception dumessage. Ces conditions sont idéales pourla transmission d’informations intéressantla Défense Nationale. Là réside la princi-pale raison du succès et du développementdu système Chappe. Il est en effet mis enœuvre en 1794, alors que la France révolu-tionnaire est en guerre avec les autres payseuropéens. Le gouvernement révolution-naire découvre l’importance de cet outilqui lui permet de diriger les arméesrépublicaines de manière centralisée.

La réalisation du télégraphe de Chappedoit peu au progrès scientifique, etbeaucoup à la modernité politique, c’est-à-dire à l’existence d’un Etat centralisé, nonseulement ouvert aux idées neuves, maisaussi capable de financer la construction

du réseau de sémaphores, le recrutement,la formation et l’entretien d’un personnelnombreux, nécessaire à son fonctionne-ment. En revanche, les premiers essais decommunication utilisant les phénomènesélectriques se sont appuyés sur une sciencerécemment découverte.Le XVIIe siècle s’était amusé des phéno-mènes d’électricité statique, et connaissaitle caractère quasi instantané de latransmission du « fluide électrique ». Unchangement considérable est initié par ladécouverte de la pile par Alessandro Voltaen 1799. Cette invention est perfectionnéedans les premières décennies du XIXesiècle et les savants disposent alors dupremier générateur susceptible de fournirun courant électrique permanent. L’étudedes propriétés de ce courant ouvre l’ère deson utilisation dans de nouvelles techni-ques. Ainsi, le physicien danois ChristianOersted découvre en 1819 les propriétésmagnétiques du courant électrique : un filconducteur parcouru par un courant dévieune aiguille aimantée. C’est le point dedépart des recherches menées par de nom-breux savants, dont les physiciens françaisAndré-Marie Ampère et François Arago,sur les effets magnétiques du courant.

Le télégraphe électrique

Le principe d’un télégraphe électrique estd’une grande simplicité : pour transmettreune information, il suffit d’un circuit com-posé d’une pile, d’un interrupteur et deconducteurs électriques. Le signal électri-que est défini par l’absence ou la présencedu courant. Une simple aiguille aimantéesert à l’origine pour détecter la présence ducourant. Un système de codage associe lesignal électrique aux lettres de l’alphabet,par des mécanismes souvent astucieux.

L’utilisation de l’électroaimant constitueun progrès décisif. L’électroaimant, conçudès 1820 par Arago, mais dont l’étude et leperfectionnement nécessiteront deuxdécennies, permet d’obtenir des champs


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magnétiques plus intenses, et d’accroîtreainsi les effets mécaniques obtenus par lepassage d’un courant. Concrètement, cecomposant, placé dans un circuit, permetde convertir le courant électrique en uneffort capable de mettre un stylet enmouvement, de produire un son, ou encored’agir sur l’interrupteur d’un autre circuitélectrique, réalisant alors un système derelais.

3. Télégraphe àdeux aiguillesaimantées deWheatstone etCooke, 1842.CM, Inv. 14619-0000

La mise au point du télégraphe électriquemobilisa de nombreux inventeurs enEurope et aux Etats-Unis. C’est en Angle-terre qu’est apparue la première générationde télégraphes opérationnels, adaptés à uneexploitation commerciale. En juillet 1937,les physiciens anglais William Cooke etCharles Wheatstone font fonctionner leurpremier prototype entre Euston et Camden,sur une ligne de deux kilomètres. C’est unappareil à 5 aiguilles aimantées, utilisant 6fils, dont un pour le retour. Le modèle de1842 présenté au musée est un appareil àdeux aiguilles, qui met donc en œuvredeux circuits électriques. Chaque circuitest composé d’un seul fil, car le systèmeutilise le principe découvert en 1838 par lephysicien allemand Steinheil : le fil retourest remplacé par la connexion à la terre. Ilest possible d’inverser le sens du courantqui circule dans chacun de ces circuits etpar suite le sens dans lequel pivotel’aiguille. Le message est codé par un sys-tème alphabétique, utilisant jusqu’à trois

impulsions électriques successives. Enfin,l’émetteur et le récepteur sont des appareilsidentiques, pouvant jouer les deux rôles.

Ce type d’appareils télégraphiques ren-contre rapidement le succès, d’abord enAngleterre, puis dans les autres paysd’Europe, auprès des compagnies de che-mins de fer. Elles transmettent ainsi lesordres de départ des convois, ce qui contri-bue à la sécurité des voyageurs. Des lignesaériennes sont installées le long des voies,et faciles à surveiller. L’un des appareils deWheatstone présentés au musée provientpar exemple de la compagnie des Cheminsde Fer de l’Ouest.Aux Etats-Unis, le plus célèbre pionnier dutélégraphe électrique est Samuel Morse.Peintre et professeur d’Art à l’Universitéde New York, il s’intéresse dès 1832 auprincipe du télégraphe. Aidé par AlfredVail, mécanicien et fils d’industriel, il metau point une machine efficace basée surl’utilisation de l’électroaimant : lorsque lecourant passe dans la bobine d’unélectroaimant, un stylet est déplacé, etimprime une bande en déroulement perma-nent. Le signal électrique laisse donc unetrace matérielle durable. A ce principes’ajoute la création d’un code que Morsedéveloppe à partir de 1838. Ce code, quis’apparente à un code série, transcrit leschiffres et les lettres de l’alphabet en unesérie de points et de traits. Le point estassocié à une impulsion électrique brève etle trait à une impulsion longue.

4. Manipulateurmorse deBréguet, 1848.CM.Inv. 14674-0002

Le télégraphe de Morse différenciefortement l’émetteur et le récepteur.L’émetteur est un simple interrupteur, le« manipulateur », qu’un utilisateur expéri-menté peut manier avec une granderapidité, permettant un débit important


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d’informations. Le récepteur, que denombreux constructeurs modifièrent etperfectionnèrent, permet d’obtenir unetrace écrite du message, qu’il faut ensuitedécoder. Autre forme de réception,l’utilisation de « parleurs » permet l’écoutede signaux sonores brefs ou longs, accom-pagnée d’un décodage « à l’oreille ».

4. Le télégraphe électrique Morse. RécepteurMorse à pointe sèche, 1848.CM.Inv. 14673-0001

En 1843, le Congrès des Etats-Unisfinancent la construction d’une ligne expé-rimentale entre Baltimore et Washington.La ligne est inaugurée avec succès le 24mai 1844. La réussite commerciale estcependant plus tardive. Dans les années1850, le réseau télégraphique s’étend sur leterritoire des Etats-Unis, porté par descompagnies qui se livrent à une concur-rence acharnée. L’emploi de l’appareilMorse est adopté sur toutes les lignesinternationales, et s’impose progressive-ment en Europe, du fait de sa fiabilité, samaniabilité et sa rapidité.

Transmettre et reproduire un son

C’est une époque radicalement nouvellequi s’ouvre avec la possibilité de trans-mettre des informations sonores, et toutparticulièrement la parole humaine.Procédé magique, qui peut entretenir chezl’utilisateur naïf l’illusion de la présencephysique de son interlocuteur, et del’absence de toute conversion ou codage del’information. Or le son est une vibration

mécanique qui se propage dans un milieumatériel, et cette vibration peut être enre-gistrée sur un support matériel, ouconvertie en signal électrique. Récipro-quement, la vibration peut être restituée àpartir de son enregistrement ou d’un signalélectrique.Les recherches sur la transmission du sonsont contemporaines de celles consacrées àsa reproduction, et menées par les mêmesinventeurs, parmi lesquels Bell et Edison.En 1877, l’Américain Thomas Edison metau point le premier appareil capable d'en-registrer et de reproduire des sons qu'ilbaptise phonographe. L'invention est bre-vetée à la fin de l'année et l'appareil,présenté l’année suivante à l'Académie dessciences de Paris, fait sensation.Le premier modèle de phonographe secompose simplement d’un cylindre, mis enmouvement au moyen d’une manivelle etsur lequel est enroulée une feuille de cuivreou d’étain. Sur cette feuille, une pointe demétal trace un sillon qui correspond auxvibrations sonores recueillies par une lamevibrante (diaphragme) située à l’extrémitéd’un cornet.Pour reproduire le son enregistré, il suffitde faire suivre à nouveau à la pointe lesillon qu’elle a tracée, en tournant le cylin-dre. La pointe répète les vibrationsd’origine, les transmet au diaphragme, et leson ainsi restitué peut être amplifié par unpavillon. Cette restitution peut alors avoirlieu plusieurs fois !

5. Phonographe de Thomas Alva Edison aveccornet (appelé phonographe à feuille d'étain dansle musée)CM.Inv. 08920-0000


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Le principe du phonographe est rapidementamélioré ; des appareils distincts sontconçus pour l’enregistrement et pour larestitution du son. L’enregistrementsonore, d’abord porté par un cylindre etplus tard par un disque « microsillon »,peut être reproduit, à l’identique, en quan-tités industrielles.

Le phonographe donne l’exemple de laconversion d’un signal sonore en « signal »d’une autre nature : la déformation d’unesurface matérielle. Convertir le signalsonore en un signal électrique est l’étapenécessaire pour permettre la transmissiondu son quasi instantanément sur de longuesdistances. Cet objectif est partagé par denombreux inventeurs : le télégraphe offreun terrain d’expérimentation, car la per-ception des signaux morse se fait souventpar l’écoute des sons brefs ou longs. Maisc’est la transmission du langage articuléqui pose problème, compte tenu de sespropriétés acoustiques complexes et alorsmystérieuses.

6. Fac-similé du téléphone original de Graham Bell,1912.CM.Inv. 14474-0000

Graham Bell, un écossais immigré auxEtats-Unis, alors professeur de physiologievocale à l’université de Boston, réalise untransmetteur - récepteur qui réussitbrillamment cette transmission. Le brevetdéposé en février 1876 lui assure la prioritéde l’invention du « téléphone », et luidonne les moyens de poursuivre sesrecherches dans le domaine de la commu-

nication, tout en lui offrant richesse etpuissance.Le transmetteur de Bell est constitué d’unaimant permanent droit, au bout duquel estplacée une petite bobine de fil conducteur,branché au circuit électrique de transmis-sion. A l’extrémité de l’aimant, une mem-brane en fer mince est mise en vibrationpar les ondes sonores. Les variations duchamp magnétique, qui résultent desvibrations de la membrane, engendrentdans la bobine des courants d’induction.Ceux-ci se propagent dans l’ensemble ducircuit. Le transmetteur fonctionne aussi enrécepteur : si un appareil identique estplacé dans le circuit, la bobine du récepteurest traversée par le courant variable, et lesvariations du champ magnétique qui enrésultent font vibrer la membrane, provo-quant ainsi l’émission sonore.

Les liaisons téléphoniques

L’émetteur et le récepteur doivent êtrebranchés en série pour constituer un circuitélectrique simple. Chaque circuit constitueun « canal » de communication.

Dans le cas des liaisons télégraphiques, lecircuit électrique est déjà établi : lesliaisons se font de poste à poste, il estnécessaire de se rendre au bureau télégra-phique le plus proche pour échanger descommunications. Avant l’avènement dutéléphone au début des années 1880, leréseau télégraphique ne permet que trèsexceptionnellement l’interconnexion deslignes. A l’inverse, le téléphone est unobjet privé, qui se trouve au domicile desabonnés, à l’origine un petit nombre deprivilégiés. Mettre en communication deuxabonnés implique la mise en connexion descombinés téléphoniques – microphone etrécepteur – dans un circuit électriqueunique.

Cette connexion, appelée « commutationtéléphonique », est assurée manuellementpar les opératrices dans des centraux télé-


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phoniques. Le nombre des opératrices etl’importance de ces centraux augmententconsidérablement avec le développementdu réseau téléphonique, jusqu’àl’apparition, au début du XXe siècle, desystèmes de connexion automatisés.

7. Tableautéléphonique à 25directions, vers1940. CM.Inv.18421-0000

Duplex et multiplexage

L’idée d’utiliser un seul circuit électriquepour supporter plusieurs canauxd’information est ancienne. On utilise leterme de duplex lorsque le fil conducteurtransmet l’information dans les deux sens.Il y a alors un émetteur et un récepteur àchaque extrémité du fil, et qui peuventfonctionner simultanément. Le multi-plexage désigne la possibilité de transmet-tre simultanément plusieurs messages ouconversations.

Les recherches et les premières tentativesse produisent dans le domaine de la télé-graphie. Le développement de l’usage de latélégraphie dans les années 1870 et lalimitation du nombre de lignes disponiblesfavorisent la généralisation du télégraphede Baudot, qui permet l’utilisation d’uneligne simultanément par plusieurs opéra-teurs : le débit d’information n’est plusalors limité par la rapidité de l’opérateur.

Adoptés dans toute l’Europe, en Russie, auBrésil, en Argentine, les appareils Baudot

mis en service pouvaient permettre, suivantles modèles, de deux à six transmissionssimultanées pour une émission moyenne desoixante mots à la minute. Ils ont été utili-sés en France jusqu’à la fin des années1940.

8 - Poste télégraphique imprimant du systèmeBaudot, 1880.CM.Inv. 10387-0000

Augmenter le rendement deslignes télégraphiques (1) :

Comment évaluer la quantité d’informationspouvant transiter par une l ignetélégraphique ? Une indication estfréquemment donnée : le nombre de motstransmis par minute. Le calcul part duprincipe qu’un mot est composé d’unemoyenne de cinq lettres, auquel on ajoute unespace. La rapidité de transmission dépendalors de facteurs très différents : le codeemployé, la qualité de la transmission, lamanière de produire le signal. Par exemple,l’émission par un opérateur d’un message enmorse est essentiellement limitée par larapidité de la main humaine. Un utilisateurordinaire envoie en moyenne deux signauxélectriques par seconde, et compte tenu de lanature du code, le débit d’information est del’ordre de 5 à 10 mots par minute. Lapremière amélioration, expérimentée à la findes années 1840, est d’automatiser l’étape de (1) L’approche historique adoptée ici ne distinguepas rigoureusement deux objectifs qui diffèrent surle plan théorique : d’une part optimiser l’utilisationd’un canal d’information, d’autre part établirplusieurs canaux sur un seul circuit électrique.


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l’émission et de la réception. Le message estpréalablement composé, par exemple sousforme de bande perforée : ceci permetd’éliminer les erreurs de codage. Etl’émission est possible à une vitessenotablement supérieure à celle de la mainhumaine.Mais c’est la conception d’appareils impri-meurs qui constitue un progrès décisif : avecl’appareil imprimeur de Hughes, conçu en1856, l’opérateur frappe directement sur unclavier la lettre de son choix, et cette lettre estimprimée par l’appareil récepteur. Pourchaque lettre, un seul signal électrique estémis. Comment est-ce possible ? Le signalélectrique est émis à un moment très précis,que l’appareil récepteur, parfaitement syn-chronisé avec l’émetteur, peut interprétercomme un code. C’est la date d’émission dusignal, rapportée à la base de temps, qui per-met l’identification de la lettre. Ce systèmesimplifie la composition du message et accé-lère notablement la rapidité de sa transmis-sion.La synchronisation parfaite entre émetteur etrécepteur est aussi le principe fondateur dessystèmes de multiplexage mis en œuvre dansles années 1870. L’appareil de Meyer peutpermettre à quatre ou six opérateurs de com-muniquer sur la même ligne. Le tempsd’occupation de la ligne est découpé en desintervalles de courte durée, répartis entre lesdifférents opérateurs. La répartition se repro-duit cycliquement, suivant un mécanismeidentique et parfaitement synchronisé entrel’émetteur et le récepteur. Les opérateurs,soumis au rythme de ce mécanisme, émettentpendant l’intervalle de temps qui leur estréservé.Ce multiplexage est qualifié de « multiplexagetemporel » : stricto sensu, ni l’émission ni latransmission des différents messages ne sontsimultanées et les signaux ne se superposentpas.L’appareil de Baudot, mis au point en 1876 etrégulièrement perfectionné jusqu’au début duXXe siècle, est la synthèse de ces évolutions.Le temps d’occupation de la ligne est divisé encycles périodiques, répartis entre les différentsutilisateurs, et subdivisés en cinq moments : lesignal électrique est toujours un signal binaire(présence ou absence de courant). Les cinqmoments permettent donc 25 = 32 combinai-sons ; un code très ingénieux, commandé parun clavier à cinq touches, utilise ces combinai-

sons pour transmettre les lettres, les chiffres etla ponctuation. Lorsque quatre claviers com-posent simultanément, la vitesse d’émissionpeut atteindre 110 mots à la minute.En l’honneur d’Emile Baudot, le baud est lenom donné à une unité de mesure du débitd’information.

Les câbles transatlantiques

9. Collection d’échantillons de câbles sous-marins,1876.CM.Inv. 08792-0000

Les premières communications télégraphi-ques intercontinentales se développentdans la seconde moitié du XIXe siècle. Unpremier câble sous-marin est posé entreCalais et Douvres en 1851. La pose d’uncâble transatlantique entre Terre-Neuve etl’Irlande est une véritable épopée finan-cière, technique et maritime, qui débute en1857. La liaison transatlantique fonctionnede manière satisfaisante à partir du 27juillet 1866. Ces prouesses techniques sontrendues possibles par l’utilisation de lagutta-percha : il s’agit d’une gommeextraite du latex d’arbres vivant dansl’archipel malais. La gutta-percha est,comme le caoutchouc, un polymère del'isoprène. La découverte de ses remarqua-bles propriétés isolantes a permis deconcevoir des conducteurs électriquescapables de conduire le courant dans lesconditions extrêmes des grands fondsmarins. Un câble sous-marin est constituéd’un toron de fils de cuivre, enrobé d’unecouche étanche de gutta-percha et d’une


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enveloppe de chanvre goudronné ; il estprotégé par une armature de fils d’acierdisposés en hélice qui assure la solidité del’ensemble.

La communication par delà les océans peutamener à se poser une question : la trans-mission de l’information sur de longuesdistances est-elle instantanée ? Dès ledébut des communications télégraphiques,on tente d’évaluer la rapidité de la trans-mission du signal électrique. Les expérien-ces menées autour de 1850 sur des câblestélégraphiques en service donnent desrésultats très divers, variant de 4 000 km/sà 200 00 km/s. Cette diversité des mesuresest déconcertante et donne une idée de lacomplexité du phénomène. Aussi laseconde moitié du XIXe siècle est-elle lethéâtre d’un grand effort scientifiqueconsacré au problème de la propagation dusignal télégraphique.Les graves défauts des lignes transatlanti-ques mettent sur la piste des propriétés decapacité et d’inductance des câbles. Parexemple, dans le cas d’un signal morse, latension à l’extrémité du câble n’atteint pasinstantanément sa valeur maximale. Lesignal électrique est donc déformé par lapropagation. Cette déformation du signallimite le débit d’information sur la ligne,car des signaux trop peu espacés neseraient pas distingués à la réception.Indépendamment des phénomènes dedéformation et d’atténuation du signal, liésaussi à la qualité de l’isolation du câble, lavaleur effectivement atteinte pour la célé-rité de propagation est nécessairementinférieure à la valeur de la célérité desondes électromagnétiques dans le conduc-teur. Cette valeur est par exemple de273 000 km/s pour le cuivre.

Les ondes hertziennes

Pendant la décennie 1860, l’écossais JamesClerk Maxwell réalise la synthèse des loisexpérimentales relatives aux phénomènesélectriques et magnétiques. Cette œuvre

théorique remarquable précise les notionsde champ électrique et de champ magnéti-que ; elle prédit l’existence des ondesélectromagnétiques : la perturbation localed’une grandeur électrique ou magnétiquepeut se propager. Maxwell a aussil’intuition que la lumière est une de cesperturbations électromagnétiques, etqu’elle se propage en observant les loisqu’il a énoncées. Comment mettre en évi-dence, par l’expérience, l’existence de cesondes ? Le physicien allemand HeinrichHertz y parvient, au cours de l’année 1887.Son émetteur est un dispositif permettantde produire des étincelles électriques. Cesétincelles oscillent, car elles résultentd’une décharge comparable à la déchargeoscillatoire d’un condensateur dans unebobine. Ces étincelles sont à l’origine del’onde ; à l’époque, on considère que lemilieu de propagation de l’onde est unmilieu infiniment subtil, appelé « éther »,que l’étincelle ébranle. On s’efforcejusqu’à la fin du XIXe siècle d’étudier lespropriétés de cet éther, pour finalementrenoncer à l’hypothèse de son existence.Les ondes électromagnétiques n’ont pasbesoin de milieu pour se propager. Bien aucontraire, c’est dans le vide que leur célé-rité est la plus grande.

10. Bobine de Ruhmkorff avec son éclateur utilisédans l’expérience de Branly.Inv 21134-0000CM,

Le composant principal de « l’oscillateurde Hertz » est une « bobine deRhumkorff », capable de délivrer les fortestensions nécessaires à la production des


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étincelles. En 1890, le physicien françaisEdouard Branly utilise ce dispositif pourproduire des étincelles lumineuses, dans lebut d’étudier l’influence de la lumière surla conductivité de certains métaux.

10. Cohéreur.Inv16796-0000CM

Branly découvre par hasard un phénomènetrès curieux, qui le conduit à mettre aupoint le « radioconducteur » appelé ulté-rieurement cohéreur de Branly. C’est unmodeste tube en verre, rempli de limaille,qui peut détecter la présence d’une ondeélectromagnétique. Quand l’émetteur deHertz produit une étincelle, le tube delimaille, inséré dans un circuit électrique etplacé au voisinage de l’émetteur, devientconducteur. Il suffit ensuite de le frapper, àl’aide d’un petit marteau appelé « trem-bleur », pour que le choc lui rende son étatinitial d’isolant : le tube est alors disponi-ble pour une nouvelle détection. Branly aainsi conçu un récepteur d’ondes électro-magnétiques, convertissant le signal radioen signal électrique.

Marconi et la TSF

Les découvertes de Hertz et de Branlyouvrent la voie de la transmissiond’information « sans fil », comme autemps du télégraphe de Chappe. Mais laréférence est désormais le télégrapheélectrique, et la transmission d’un signal detype morse. L’aventure de la TSF, la télé-graphie sans fil, est marquée par la person-

nalité de Guglielmo Marconi. Italien né en1874, c’est encore un tout jeune hommequi s’intéresse à partir de 1895 aux ondeshertziennes. Il combine les différentsdispositifs conçus dans les laboratoires deHertz et de Branly, avec la découverte dePopov. Ce dernier, un savant russe quis’interrogeait sur le caractère oscillatoiredes décharges atmosphériques – les éclairsdes orages -, a découvert l’utilité de« l’antenne », dérivée du paratonnerre,pour améliorer la sensibilité de laréception.L’entreprise de Marconi n’est pas sim-plement scientifique. Il poursuit avecentêtement le projet d’une utilisationcommerciale de la TSF. C’est un hommed’affaire, qui dispose de capitaux levés enAngleterre, du soutien des services télé-graphiques britanniques, et d’un conseil enbrevets qui lui assure la propriété de sesinventions. Quelle est l’originalité de sadémarche ? C’est la conviction de pouvoirtransmettre, sans fil et sur de grandesdistances, des signaux morse utilitaires.L’épopée de Marconi est rythmée parl’augmentation de la portée des liaisonsréalisées : 1,5 km durant l'été 1895, unequinzaine de kilomètres en 1897, en 1899la première liaison entre les deux rives dela Manche, et dans les premières années duXXe siècle, les premières liaisons transa-tlantiques, encore très expérimentales. Cesdernières bénéficient d’une circonstanceheureuse. En effet, les ondes électroma-gnétiques se propagent en ligne droite, et lacourbure de la Terre devrait interdire lapossibi l i té d’une l ia ison TSFtransatlantique. Il se trouve que les ondeshertziennes se réfléchissent surl’ionosphère, dont l’existence était alorsignorée. Pour sa part, Marconi estimaitvraisemblablement que le pouvoir dediffraction des ondes utilisées, et donc leurcapacité à contourner les obstacles, pouvaitassurer la propagation sur des parcourscourbes.Toutes les innovations qui améliorentl’efficacité et la portée de la TSF n’ont pasMarconi pour seul auteur. Mais la société


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de Marconi veille à défendre sonmonopole, et achète au besoin les brevetsnécessaires. C’est le cas du principe de lasyntonie, qui consiste à accorder lerécepteur à la fréquence de l’oscillation dusignal émis. Ceci est rendu possible parl’utilisation d’un circuit d’accord,comportant des bobines d’inductancevariable, et des condensateurs de capacitévariable.

Marconi crée en 1897 la société WirelessTelegraph and Signal Company q u idevient la Marconi Wireless TelegraphCompany en 1900. L’un de ses grandssuccès est le développement de la TSFdans les transports maritimes. Il est en effetd’un intérêt vital pour les navires dedisposer d’un moyen de communicationsans support matériel.

10 - Boîte d'accord, 1907.CM.Inv. 18691-0000

Détecter, amplifier, moduler

Le cohéreur de Branly joue pendant unedécennie le rôle de détecteur des ondeshertziennes dans les récepteurs de TSF.D’autres détecteurs font cependant leurapparition. Il suffit par exemple decombiner un écouteur de téléphone et uncomposant redresseur de courant pourrendre sensible la présence d’oscillationsélectriques dans le circuit de réception. Cerôle de redresseur de courant, qui consiste

à ne laisser passer le courant que dans unsens, peut être rempli par certains cristaux,dit semi-conducteurs, dont l’exemple leplus connu est le cristal de galène, unminerai de plomb très abondant. Les postesà galène, d’une conception très simple, serépandent et continueront d’être utilisés àl’ère de la radiodiffusion. Le récepteur àgalène présenté dans le musée était destinéà recevoir les signaux horaires de la stationde la Tour Eiffel, dont l’émission régulièreavait commencé en 1910.

11 - Récepteur radio à galène, 1919Inv. 20534-0000

En 1907, l’américain Lee de Forest déposele brevet de la triode, la première d’unesérie de lampes très originales. Ces lampesne sont pas destinées à éclairer, pasdavantage à chauffer, même si c’est parfoisun effet indésirable de leurfonctionnement ! La triode est uneampoule dans lequel règne le vide, etmunie de trois électrodes. Entre deux deces électrodes, des électrons peuventcirculer, d’autant plus librement que levide est de qualité. Leur passage estcontrôlé par la troisième électrode. C’estune invention merveilleuse, à l’origine del’électronique. Placée dans des circuitsadaptés, la triode permet d’agir subtilementsur les courants électriques, de les détecter,de les redresser, de les amplifier. Lenombre d’électrodes est progressivementaugmenté, la forme de l’ampoule évolue


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pour constituer la grande famille des tubesélectroniques.Les lampes à vide sont dans un premiertemps utilisées pour détecter et amplifierles signaux électriques captés par lerécepteur TSF.

11. Amplificateur détecteur, type L1, 1917Inv. 18680-0001

La première guerre mondiale donne uncoup de fouet aux recherches de radio-communication. En France, l’équipe deradiographie militaire du colonel GustaveFerrié s’illustre tout particulièrement parson dynamisme. A partir de 1916, les diffé-rents corps d’armées sont massivementéquipées de récepteurs TSF à lampes.

Le procédé d’émission d’un signal radio vaaussi connaître une transformation radi-cale, qui ouvre la voie à la transmissionélectromagnétique de signaux complexes,et permet enfin de diffuser « sans fil » voixet musique. A l’origine de la TélégraphieSans Fil, l’émission du signal utilisait lesystème à étincelles : hérité de l’expérienceinitiale de Hertz, ce dernier produit destrains d’ondes amorties, c’est-à-dire desséries – plus ou moins longues -d’oscillations très brèves. Le récepteurdétecte l’émission du train d’onde : lesignal transmis est donc de la forme « toutou rien », ce qui limite son application à lacommunication télégraphique. Or pour

transmettre un signal électrique analogue àcelui d’un téléphone, il est nécessaire,d’une part, de produire des ondes entrete-nues, avec lesquelles il est plus faciled’accorder le récepteur ; d’autre part, demodifier à volonté l’une des caractéristi-ques de l’onde porteuse, par exemple sonamplitude. C’est le principe de lamodulation.L’utilisation d’émetteurs à arc, puisd’alternateurs à haute fréquence – auxdimensions imposantes – permet avantguerre la production de ces ondes entrete-nues. Après la guerre, le perfectionnementdes appareils à lampes leur permet desupplanter progressivement les autresprocédés d’émission et de réception.Dès les années 1920 apparaissent des« stations de radio » qui s’adressent augrand public. La naissance de la radio-diffusion, ce nouveau mode de communi-cation, est aussi l’apparition d’unenouvelle forme de distraction, de culture etd’information.De nos jours, il est possible d’écouter laradio par l’intermédiaire d’Internet :comment s’imagine-t-on le cheminementde ces informations ?

12 - RécepteurPhilips type-83OAS, 1934Inv. 21344-0000CM

Rédaction : Y. RousselMise en forme : C. AunisPhotos : © Musée des arts et métiers/ CNAM ;

F. Delastre, P. Faligot, S. Pelly, J.-C. WetzelSources : Cf. page suivante


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Sources :

Patrice Carré. Du tam-tam au satellite, PressesPocket ; Cité des Sciences et de l'Industrie, 1991,127 p.Patrice Carré, Christophe Ravaute (photographe).Télégraphes : innovations techniques et société au19e siècle, Éd. du Téléphone, 1996, 169 p.Maurice Daumas (dir.), Histoire générale destechniques [tome 5]: les techniques de lacivilisation industrielle: transformation,communication, facteur humain, PUF, 1979, 596 p.E. Monier, La Télégraphie sans fil et latélémécanique à la portée de tout le monde, Dunod/ Pinat, 1907, 142 p.E. Montoriol, Les systèmes de télégraphie ettéléphonie : origines, évolution, état actuel,Librairie J.B. Baillière, 1922, 709 p.Albert Vasseur, De la TSF à l'électronique :histoire des techniques radioélectriques, EditionsTechniques et Scientifiques Françaises, 1975, 327p.Interferences : deux siècles de communication àdistance, Paris, Musée national destechniques/CNAM,. 1985, 112 p.

Ouvrages numérisés sur http://gallica.bnf.fr/ :Théodore Du Moncel, Exposé des applications del’électricité, Paris : E. Lacroix, 1872-1878, 5 vol.Théodore Du Moncel, Le téléphone, le microphoneet le phonographe, Hachette, 1878, 320 p.

Pages wikipédia en français :Samuel_Morse ; Multiplexage ; Vitesse del'électricité ; MarconiPages wikipédia en anglais :Alexander_Graham_Bell ; Morse_code ;James_Clerk_Maxwell ; Heinrich_Rudolf_Hertz

au cours du xixe siècle, des progrès techniques ... › sites › arts-et-metiers.net › files...

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