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.
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.
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.
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.
[Note 12: Cette propriété était connue depuis longtemps,
mais non appliquée. Je l'avais indiquée dès 1856 dans le tome
I de mon _Exposé des applications de l'électricité_, page 240
(2e édition), à propos des interrupteurs de circuit. J'en ai
parlé encore dans un Mémoire sur les électro-aimants à fil nu
(publié en 1865 dans les _Annales télégraphiques_) et dans
plusieurs notes présentées à l'Académie des sciences en 1872
et 1875 sur la conductibilité des limailles et poussières
conductrices. M. Clérac, de son côté, en 1865, la mettait à
contribution pour obtenir des résistances variables.]
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.
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.
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].»
[Note 13: J'ai pu, dès l'année 1865, m'assurer de la
vérité de cette observation, en provoquant le serrage des
spires d'un électro-aimant à fil nu. Plus le nombre des
spires était considérable dans le sens de la pression, plus
les différences de résistance de l'hélice magnétisante
étaient accentuées.]
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.
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;
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.