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.

[Note 6: Voici les noms des physiciens qu'il cite dans

son _Mémoire sur l'électric telephony_: MM. Page, Marrian,

Beatson, Gassiot, De la Rive, Matteucci, Guillemin, Wertheim,

Wartmann, Janniar, Joule, Laborde, Legat, Reiss, Poggendorff,

du Moncel, Delezenne, Gore, etc. (Voy. le Mémoire de M. G.

Bell, dans le _Journal de la Société des Ingénieurs

télégraphistes de Londres_, t. VI, p. 590, 391.)]

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_.

«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.

«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.

[Note 7: Ceci n'est pas exact, car M. Elisha Gray en

avait déjà reconnu l'importance pour les transmissions des

sons combinés.]

«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 A^2 et en B^2; la combinaison de ces

intensités A^2 + B^2 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 A^2 + B^2 est analogue

à celui qui serait produit par un courant continu d'intensité minima.

«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 A^2 et en B^2;

or ces ondulations, pour la tierce dont il a été question

précédemment, seront telles qu'il s'en produira quatre en A^2, dans le

même temps qu'il s'en produira cinq en B^2, et il résultera de la

combinaison de ces deux effets une résultante qui pourra être

représentée par la courbe A^2 + B^2, laquelle représente la somme

algébrique des courbes A^2 et B^2. 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.»

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.

Koenig 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.

[Note 8: Ce système, comme on le verra, est venu après

celui de M. Elisha Gray.]

[Note 9: C'est cette disposition qui est représentée dans

le brevet de M. Bell, de février 1876.]

[Note 10: Cet appareil était constitué par un système

électro-magnétique composé d'un électro-aimant M recouvert

par une bobine d'induction et devant les pôles duquel était

placée la membrane avec son disque de fer. Cette membrane

pouvait être plus ou moins tendue au moyen des vis v, v, v

adaptées à une sorte d'entonnoir E formant cornet acoustique,

et servant d'embouchure: le système électro-magnétique était

soutenu par une vis qui permettait de l'éloigner plus ou

moins de la membrane et, par conséquent, du disque de fer qui

servait d'armature.]

«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.

«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.

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.

«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.

Le Téléphone, le Microphone et le Phonographe · 第 2 / 19 段