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.
Il résulte de cette disposition que les vibrations de la lame LL, au
moment de leur plus grande amplitude du côté du crayon, tendent à
s'amplifier par suite de l'action attractive exercée sur la plaque,
et la pression sur le graphite devenant plus forte, accroît les
différences de résistance qui en résultent et, par suite, détermine
des variations plus grandes dans l'intensité des courants transmis.
=Téléphone à réaction de MM. Thomson et Houston.=--La disposition
téléphonique que nous venons de décrire a été reprise dernièrement par
MM. Elihu Thomson et Edwin. J. Houston qui, dans l'_English mechanic
and World of science_ du 21 juin 1878, c'est-à-dire deux mois après
que M. Hellesen m'a indiqué son système[14], ont publié un article sur
un appareil à peu près semblable au précédent.
[Note 14: M. Hellesen m'a communiqué le dessin de son
appareil le 3 mai 1878. Or les expériences faites à
Copenhague dataient de plus de six semaines.]
Dans cet appareil, en effet, le courant qui passe à travers le corps
médiocrement conducteur, anime un électro-aimant muni d'une bobine
d'induction, et cet électro-aimant réagit sur le diaphragme pour
augmenter l'amplitude de ses vibrations et créer en même temps deux
actions électriques agissant dans le même sens; seulement la
disposition du contact du mauvais conducteur avec la lame vibrante est
un peu différente. Au lieu d'un simple contact par pression effectué
entre cette lame et un crayon de charbon, c'est un petit fragment de
cette matière, taillé en pointe, qui est fixé sur la lame vibrante et
qui plonge dans une gouttelette de mercure versée au fond d'une cavité
pratiquée à l'extrémité supérieure du fer de l'électro-aimant. La
disposition de l'appareil est d'ailleurs la même que celle d'un
téléphone ordinaire, et c'est la tige de fer de l'électro-aimant qui
représente le barreau aimanté du téléphone Bell. Suivant les auteurs,
cet appareil peut être employé comme transmetteur et comme récepteur,
et voici comment les effets se produisent dans les deux cas.
Quand l'appareil transmet, le fragment de charbon plonge plus ou moins
dans le mercure, et par suite des différences qui se produisent dans
les surfaces de contact suivant l'amplitude des vibrations de la lame,
le courant subit des variations d'intensité en rapport avec ces
amplitudes, et de ces variations résultent, dans la bobine
d'induction, des courants induits, qui réagissent sur le téléphone
récepteur comme dans l'appareil Bell, et qui sont encore renforcés de
ceux qui sont produits magnéto-électriquement par le mouvement du
diaphragme devant la bobine d'induction et le fer de l'électro-aimant.
Quand l'appareil est employé comme récepteur, les effets ordinaires se
manifestent, car le fer de l'électro-aimant étant aimanté par le
courant, se trouve exactement dans les conditions des téléphones Bell
ordinaires, et les courants induits lui arrivent de la même manière,
seulement plus intenses. MM. Thomson et Houston prétendent que ce
système a fourni des résultats excellents et que le son de la voix y
est beaucoup moins altéré que dans les autres téléphones.
=Téléphones à piles et à transmetteurs liquides.=--On a vu que M.
Gray, dès l'année 1876, avait imaginé un système téléphonique basé
sur les variations de résistance qu'éprouve un circuit complété par un
liquide, lorsque la couche liquide interposée entre les électrodes
varie d'épaisseur sous l'influence des vibrations de la lame
téléphonique mise en rapport avec l'une de ces électrodes. Ce système
a été étudié depuis par plusieurs inventeurs, entre autres par MM.
Richemond et Salet, et voici les quelques renseignements qui ont été
publiés relativement à leurs recherches.
«Un autre téléphone reproduisant les sons articulés, et appelé par M.
Richemond _électro-hydro-téléphone_, a été breveté récemment aux
États-Unis. Il est sous certains rapports semblable à celui de M.
Edison, mais au lieu de mettre à contribution des disques de charbon
pour modifier la résistance du circuit, c'est l'eau qui est employée,
et cette eau est mise en rapport avec le circuit et la pile par
l'intermédiaire de deux pointes de platine, dont une est fixée sur le
diaphragme métallique qui vibre sous l'influence de la voix. Les
vibrations de ce diaphragme en transportant la pointe qui lui est
adhérente en des points différents de la couche liquide interpolaire,
diminuent ou augmentent la résistance électrique de cette couche, et
déterminent des variations correspondantes dans l'intensité du courant
traversant le circuit. Le téléphone récepteur a d'ailleurs la
disposition ordinaire.» (Voir le _Telegraphic Journal_ du 15 sept.
1877, p. 222).
«Il m'a paru intéressant, dit M. Salet, de construire un téléphone
dans lequel le mouvement de deux membranes soient absolument
solidaires, et pour cela j'ai mis à profit la grande résistance des
liquides. M. Bell avait déjà obtenu quelques résultats en attachant à
la membrane vibrante un fil de platine communiquant avec une pile, et
plongeant plus ou moins dans de l'eau acidulée contenue dans un vase
métallique relié lui-même par la ligne au téléphone receveur. J'ai
substitué au fil de platine un petit levier d'aluminium portant une
lame de platine; à une très-faible distance de celle-ci s'en trouvait
une seconde en relation avec la ligne. Les vibrations de la membrane,
triplées ou quadruplées dans leur amplitude, ne sont pas altérées dans
leurs formes, grâce à la petitesse et à la légèreté du levier; elles
déterminent dans l'épaisseur de la couche liquide traversée par le
courant, et par suite dans l'intensité de celui-ci, des variations,
lesquelles en occasionnent de semblables dans la force attractive de
l'électro-aimant récepteur. Sous son influence, la membrane recevante
exécute des mouvements solidaires de ceux de la membrane expéditrice.
Le son transmis est très-net et, résultat auquel on pouvait
s'attendre, le timbre est parfaitement conservé. Les consonnes
cependant n'ont pas tout le mordant de celles transmises par
l'instrument de M. Bell. C'est un inconvénient qui apparaît surtout
quand le levier est un peu lourd; on pourrait facilement le faire
disparaître. L'électrolyse produit en outre un bruissement continu qui
ne nuit guère à la netteté du son.
«Comme dans ce système on ne demande pas à la voix de _produire_, mais
seulement de _diriger_ le courant électrique engendré par une pile, on
peut théoriquement augmenter à volonté l'intensité du son reçu. En
réalité j'ai pu faire rendre au récepteur des sons très-forts, et il
me semble que cet avantage compense largement la nécessité d'employer
une pile et un appareil expéditeur assez délicat. Malheureusement la
transmission ne peut se faire à des distances un peu considérables.
Supposons qu'un certain déplacement de la membrane expéditrice
détermine dans la résistance le même accroissement que cinq à six
cents mètres de fil: si la ligne a cinq cents mètres, l'intensité du
courant se trouvera réduite de moitié et la membrane recevante prendra
une nouvelle position notablement différente de la première; mais si
la ligne a cinq cents kilomètres, l'intensité du courant ne sera
modifiée que de un millième. Il faudrait donc employer une pile énorme
pour que cette variation se traduisît par un changement sensible dans
la position de la membrane recevante.»
(Voir _Comptes rendus de l'Académie des sciences_ du 18 février 1878,
p. 471.)
M. J. Luvini, dans un article inséré dans _les Mondes_, du 7 mars
1878, a indiqué un système de rhéotome de courant pour les téléphones
à pile qui, malgré sa complication, pourrait peut-être présenter
quelques avantages, en ce sens qu'il fournirait des courants
alternativement _renversés_. Dans ce système, la lame vibrante
transmettrice qui doit être placée verticalement, réagit sur un fil
mobile horizontal replié rectangulairement et portant sur chacune de
ses branches deux pointes de platine plongeant dans deux godets
remplis d'un liquide médiocrement conducteur; les deux branches de ce
fil, isolées l'une de l'autre, sont mises en rapport avec les deux
pôles de la pile, et les quatre godets dans lesquels plongent les
fils de platine, communiquent d'une manière inverse à la ligne et à la
terre par l'intermédiaire de fils de platine immobiles fixés dans les
godets. Il résulte de cette disposition que, pour un réglage
convenable des distances entre les fils fixes et mobiles, deux
courants égaux se trouveront opposés à travers le circuit de la ligne
quand le diaphragme sera immobile; mais aussitôt que celui-ci vibrera,
les distances respectives des fils varieront, et il en résultera, un
courant différentiel dont l'intensité sera en rapport avec l'étendue
du déplacement du système ou l'amplitude de la vibration, et dont le
sens variera pour les mouvements en dessus et en dessous de la ligne
des noeuds de vibration. On aurait donc de cette manière les effets
avantageux des courants induits.
=Téléphones à pile et à arcs voltaïques.=--Pour obtenir des variations
de résistance encore plus sensibles qu'avec les liquides et les corps
pulvérulents, on a eu l'idée d'avoir recours aux conducteurs gazeux
échauffés, et on a combiné plusieurs dispositifs de téléphones à pile
dans lesquels le circuit était complété par une couche d'air séparant
la lame vibrante d'une pointe de platine servant d'excitateur à une
décharge électrique de haute tension. Dans ces conditions, cette
couche d'air devient conductrice, et l'intensité du courant qui la
traverse est en rapport avec son épaisseur. Ce problème a été résolu
soit au moyen de courants voltaïques d'une grande tension, soit au
moyen d'une bobine de Ruhmkorff.
Le premier système a été combiné par M. Trouvé, et voici ce qu'il en
dit dans le journal _la Nature_ du 6 avril 1878. «Une membrane
métallique vibrante constitue l'un des pôles d'une pile à haute
tension; l'autre pôle est assujetti devant la plaque par une vis
micrométrique qui permet de faire varier, suivant la tension de la
pile, la distance à la plaque, sans pourtant jamais être en contact
avec elle. Cette distance, toutefois, ne doit pas dépasser celle que
pourrait franchir la décharge de la pile. Dans ces conditions, la
membrane vibrant sous l'influence des ondes sonores a pour effet de
modifier constamment la distance entre les deux pôles et de faire
ainsi varier sans cesse l'intensité du courant; par conséquent
l'appareil récepteur (téléphone Bell ou à électro-aimant) subit des
variations magnétiques en rapport avec les variations du courant qui
l'influence, ce qui a pour effet de faire vibrer synchroniquement la
membrane réceptrice. C'est donc sur la possibilité de faire varier
entre des limites très-étendues la résistance du circuit extérieur
d'une pile ou batterie à haute tension dont les pôles ne sont pas en
contact, que repose le nouvel appareil téléphonique. On pourra aussi,
pour faire varier les conditions de cette résistance, faire intervenir
une vapeur quelconque ou bien des milieux différents, tels que l'air
ou les gaz plus ou moins raréfiés.»
M. Trouvé pense obtenir de bons résultats avec sa pile à rondelles
humectées de sulfate de cuivre et de sulfate de zinc, en en disposant
les éléments, au nombre de quatre ou cinq cents, dans des tubes de
verre de petit diamètre. Pour obtenir des courants de tension, il
n'est pas besoin, comme on le sait, que ces éléments soient de grandes
dimensions.
M. de Lalagade a proposé un moyen analogue en employant, pour la
formation de l'arc, un courant dont la tension est augmentée par
l'interposition dans le circuit d'un fort électro-aimant. Cet
électro-aimant réagit d'ailleurs sur un électro-aimant Hughes pour lui
faire fournir des courants d'induction susceptibles de faire
fonctionner le récepteur. Suivant M. de Lalagade, une pile de Bunsen
ou à bichromate de potasse de 6 éléments, suffirait pour obtenir un
arc voltaïque continu entre la lame vibrante d'un téléphone et une
pointe de platine éloignée suffisamment pour ne donner lieu à aucun
contact. Il faudrait cependant en déterminer un en commençant, pour
provoquer la formation de cet arc. Dans le système de M. de Lalagade,
la lame vibrante doit être munie à son centre d'une petite lame de
platine pour éviter les effets d'oxydation de l'étincelle. Suivant
l'auteur, les sons ainsi transmis et reproduits dans un téléphone dont
le système électro-magnétique serait monté sur une caisse sonore,
auraient une intensité plus grande qu'avec les téléphones ordinaires,
et il semblerait qu'on vous parlerait dans l'oreille.
=Téléphones à mercure.=--Ces systèmes sont fondés sur ce phénomène
physique découvert par M. Lippmann, que si une couche d'eau acidulée
est superposée à du mercure et réunie au moyen d'une électrode et d'un
fil avec celui-ci, de manière à constituer un circuit, toute action
mécanique qui aura pour effet de presser sur la surface du mercure et
de faire varier la forme de son ménisque, déterminera une réaction
électrique capable de donner lieu à un courant dont la force sera en
rapport avec l'action mécanique exercée. Par réciproque, toute action
électrique qui sera produite sur le circuit d'un pareil système,
donnera lieu à une déformation du ménisque et par suite à un mouvement
de celui-ci, qui sera d'autant plus caractérisé que le tube où se
trouve le mercure sera plus petit et l'action électrique plus grande.
Cette action électrique pourra d'ailleurs résulter d'une différence de
potentiel dans l'état électrique des deux extrémités du circuit mis en
rapport avec la source électrique employée ou d'un générateur
électrique quelconque[15].
[Note 15: M. J. M. Page avait déjà reconnu que si un
téléphone est placé dans le circuit de l'hélice primaire
d'une bobine d'induction alors que l'hélice secondaire de cet
appareil est placée dans le circuit d'un électromètre
capillaire de M. Lippmann, il se produit à chaque mot
prononcé dans le téléphone un mouvement de la colonne
mercurielle de l'électromètre, lequel mouvement s'effectue
vers le bout capillaire du tube et quelle que soit la
direction du courant envoyé par le téléphone. On reconnut que
cet effet était dû à ce que le mercure tend toujours à se
mouvoir plus rapidement du côté du bout capillaire que du
côté opposé.]
On comprend facilement, d'après ces effets, que si on plonge dans deux
vases VV{1} (fig. 33), remplis d'eau acidulée et de mercure, deux
tubes TT{1} à bout effilé contenant du mercure M, et qu'on réunisse
entre elles, par des fils métalliques PP{1}, QQ{1} d'abord, les deux
colonnes de mercure remplissant les tubes et, en second lieu, les
couches de mercure qui occuperont le fond des deux vases, on aura, si
on a soin de placer les tubes à une certaine distance de la surface du
mercure dans les vases, un circuit métallique complété par deux
électrolytes, dont l'un pourra accuser les effets mécaniques ou
électriques produits au sein de l'autre. Si donc on adapte au-dessus
des tubes deux lames vibrantes B, B{1}, et qu'on fasse vibrer l'une
d'elles, l'autre devra reproduire ces vibrations sous l'influence des
mouvements vibratoires communiqués par la colonne de mercure
correspondante. Ces vibrations seront en rapport elles-mêmes avec les
émissions électriques résultant des mouvements de la colonne de
mercure du premier tube, et qui sont déterminés mécaniquement. Si un
générateur électrique est introduit dans le circuit, l'effet que nous
venons d'analyser s'effectuera sous l'influence des modifications dans
le potentiel de ce générateur sous l'influence des effets
électro-capillaires. Mais si on n'emploie aucun générateur, l'action
résultera des courants électriques déterminés par l'action
électro-capillaire elle-même. Dans ce dernier cas, cependant,
l'appareil doit être construit d'une manière un peu plus délicate,
pour obtenir des réactions électriques plus sensibles, et voici
comment M. A. Bréguet décrit son appareil.
«L'appareil consiste dans un tube de verre fin, de quelques
centimètres de longueur, contenant des gouttes alternées de mercure et
d'eau acidulée, de façon à constituer autant d'éléments
électro-capillaires associés en tension. Les deux extrémités du tube
sont fermées à la lampe, mais laissent pourtant un fil de platine
prendre contact de chaque côté sur la goutte de mercure la plus
voisine. Une rondelle de sapin mince est fixée normalement au tube par
son centre, et permet ainsi d'avoir une surface de quelque étendue à
s'appliquer sur la coquille de l'oreille quand l'appareil est
récepteur, et de fournir au tube une plus grande quantité de mouvement
sous l'influence de la voix, quand l'appareil est transmetteur. Voici
les avantages que présentent ces sortes d'appareils:
«1º Ils ne nécessitent l'usage d'aucune pile;
«2º L'influence perturbatrice de la résistance d'une longue ligne est
presque nulle pour ces instruments alors qu'elle est encore
appréciable avec le téléphone Bell;
«3º Deux appareils à mercure accouplés comme il a été dit plus haut,
sont absolument corrélatifs, en ce sens que, même des positions
_différentes_ d'équilibre de la surface du mercure dans l'un d'eux,
produisent des positions différentes d'équilibre dans l'appareil
opposé. On peut donc reproduire à distance, sans pile, non-seulement
des indications fidèles de mouvements pendulaires, comme le fait le
téléphone de Bell, mais encore l'image exacte des mouvements les plus
généraux.»
Nous croyons devoir faire toutefois nos réserves à l'égard de cette
assertion: que la résistance du circuit serait sans influence sur ces
téléphones. Nous ne le pensons pas et voici pourquoi.
Si j'ai bien compris l'idée de M. A. Bréguet, cette indépendance
tiendrait à ce que les effets produits ne sont seulement fonction que
des différences de potentiel déterminées dans les conditions
d'équilibre électrique du système. Si l'on considère que les courants
résultant de l'action électrique de l'eau acidulée sur le mercure, se
trouvent annulés à travers le circuit par l'opposition des deux
systèmes l'un à l'autre, on comprend aisément que les forces
électro-motrices développées se trouvent maintenues sur les deux
appareils à peu près dans les mêmes conditions que sur les pôles de
deux éléments de pile réunis par leurs pôles de même nom, et pour
qu'un courant se manifeste il suffit que la tension électrique de
l'une des sources soit affaiblie ou augmentée; mais alors le courant
différentiel qui en résulte et qui est seul à agir, est soumis à
toutes les lois qui régissent la transmission des courants sur les
circuits et, par conséquent, doit être aussi bien affecté par la
résistance du circuit que tout autre courant.
MODIFICATIONS APPORTÉES À LA CONSTRUCTION DES TÉLÉPHONES BELL.
Les modifications que nous avons étudiées précédemment se rapportent
au principe même de l'appareil; celles qui nous restent à étudier ne
sont que des modifications dans la forme et la disposition des
différents organes qui constituent le téléphone Bell lui-même, et qui
ont été combinées en vue d'augmenter l'intensité et la netteté des
sons produits.
=Téléphones à diaphragmes multiples.=--Si l'on considère que les
courants induits déterminés dans un téléphone, résultent des
mouvements vibratoires du diaphragme, et que ceux-ci sont provoqués
par les vibrations de la couche d'air interposée entre ce diaphragme
et l'organe vocal, on en déduit naturellement que si ces vibrations de
la couche d'air réagissaient sur plusieurs diaphragmes accompagnés
isolément de leur organe électro-magnétique, on pourrait déterminer
simultanément plusieurs courants induits qui, étant associés
convenablement, pourraient fournir des effets d'autant plus intenses
sur le récepteur, que les sons qui seraient engendrés résulteraient de
plusieurs sources sonores combinées. Plusieurs inventeurs, en partant
de ce raisonnement, ont combiné des appareils plus ou moins ingénieux
que nous allons maintenant passer en revue, sans pouvoir cependant
indiquer celui qui le premier a réalisé cette idée. Elle est, en
effet, tellement simple, qu'elle est venue vraisemblablement à
l'esprit de plusieurs inventeurs au même moment, et nous voyons que
tandis que M. Trouvé indiquait en France, au mois de novembre 1877, ce
perfectionnement, on le mettait en essai en Amérique et on le
discutait en Angleterre, et même on ne le regardait pas, dans ce
dernier pays, comme appelé à donner des résultats favorables; voici,
en effet, ce que dit M. Preece à cet égard, dans un mémoire publié par
lui le 4 avril 1878, et intitulé: _On some physical points connected
with the telephone._ «Tous ceux qui se sont occupés de perfectionner
le téléphone n'ont éprouvé que des désappointements et des insuccès
désespérants. Un des premiers essais de ce genre fut entrepris par M.
Willmot qui pensait obtenir un bon résultat en augmentant le nombre
des diaphragmes, des hélices et des aimants, en réunissant les hélices
en séries et en les faisant agir simultanément afin d'augmenter
l'énergie des courants développés sous l'influence de la voix; mais
l'expérience montra que quand l'appareil agissait directement, l'effet
vibratoire de chacun des diaphragmes décroissait proportionnellement à
leur nombre, et l'effet général restait le même qu'avec un seul
diaphragme. L'instrument de M. Willmot a été construit au commencement
d'octobre 1877, et celui de M. Trouvé n'en est qu'une dérivation.»