l'appareil d'induction de Siemens usité en physiologie sous le nom
d'_appareil à chariot_; j'excite avec la pince ordinaire le nerf
sciatique, et j'éloigne la bobine induite jusqu'à ce que le nerf ne
réponde plus à l'excitation électrique. Je remplace alors le nerf par
le téléphone, et le courant induit qui n'excitait plus le nerf fait
vibrer avec force cet appareil. J'éloigne la bobine induite et le
téléphone vibre toujours.
«Dans le silence de la nuit, j'ai pu entendre vibrer le téléphone en
éloignant la bobine induite à une distance quinze fois plus grande que
celle du minimum d'excitation du nerf; par conséquent, si l'on admet
pour l'induction comme pour les actions à distance la loi des carrés
inverses, on voit que, dans cette circonstance, le téléphone est au
moins deux cents fois plus sensible que le nerf.
«Nous possédons dans le téléphone un instrument d'une sensibilité
exquise. Il est, comme on le voit, beaucoup plus sensible que la patte
galvanoscopique, et j'ai songé à en faire un galvanoscope. On n'étudie
que très-difficilement les courants musculaires et nerveux avec un
galvanomètre de 30000 tours, parce que l'appareil manque
d'instantanéité et que l'aiguille, à cause de son inertie, ne peut
manifester de variations électriques se succédant rapidement, comme
celles qui ont lieu par exemple dans le muscle lorsqu'on le tétanise.
Cet inconvénient n'existe plus avec le téléphone qui répond toujours
par une vibration à un changement électrique, quelque rapide qu'il
soit. C'est donc un excellent instrument pour étudier le tétanos
électrique du muscle. On peut être sûr d'avance que le courant
musculaire excitera le téléphone puisque ce courant excite le nerf qui
est moins sensible que cet appareil. L'instrument nécessite pour cela
quelques dispositions spéciales.
«Le téléphone ne peut servir qu'à constater les variations d'un
courant électrique, quelque faibles qu'elles soient, il est vrai; mais
j'ai trouvé le moyen par son intermédiaire de constater la présence
d'un courant continu, quelque faible qu'il puisse être. J'y ai réussi
en employant un artifice très-simple. Je lance dans le téléphone le
courant supposé, et, pour obtenir des variations, j'interromps
mécaniquement ce courant par le diapason. Si aucun courant ne traverse
le téléphone, l'instrument reste muet. Si, au contraire, le plus
faible courant existe, le téléphone vibre à l'unisson du diapason.»
M. le professeur Eick, de Wurtzbourg, a aussi employé le téléphone
pour des recherches physiologiques, mais en suivant une voie
précisément contraire à celle explorée par M. d'Arsonval. Il a reconnu
qu'en mettant les nerfs d'une grenouille en rapport avec un
téléphone, on les contractait d'une manière énergique aussitôt qu'on
parlait dans l'appareil, et l'énergie des contractions dépendait
surtout de la nature des mots prononcés; ainsi, il a constaté que les
voyelles _a_, _e_, _i_ ne produisaient presque pas d'effet, tandis que
l'_o_ et surtout l'_u_ en déterminaient un très-énergique. Les mots
_liege-still_ prononcés à haute voix ne produisent qu'une très-faible
action, tandis que le mot _tucker_, même prononcé à voix basse,
agitait fortement la grenouille. Ces expériences, qui rappellent
celles de Galvani, étaient naturellement basées sur les effets
produits par les courants induits développés dans le téléphone, et
prouvent que si cet instrument est un galvanoscope plus sensible que
le nerf d'une grenouille, celui-ci est plus impressionnable que nos
galvanomètres les plus perfectionnés.
=Expériences de M. Demoget.=--Pour comparer l'intensité des sons
transmis par le téléphone avec l'intensité du son primitif, M. Demoget
a disposé dans une plaine découverte deux téléphones. Il tenait à
l'oreille le premier, tandis qu'un aide s'éloignait de lui, en
répétant sans cesse la même syllabe avec la même intensité de voix
dans le deuxième instrument. Il entendait d'abord le son transmis par
le téléphone, puis ensuite le son qui arrivait directement, en sorte
que rien n'était plus facile que de comparer. Or, voici les résultats
qu'il a obtenus.
«À quatre-vingt-dix mètres, les intensités perçues étaient égales, la
plaque vibrante étant éloignée du tympan d'environ cinq centimètres. À
ce moment, le rapport des intensités était donc de 25 à 81.000.000.
En d'autres termes, le son transmis par le téléphone n'était que
1/3.000.000 du son émis. «Mais comme les stations dans lesquelles on
opérait ne pouvaient être considérées comme deux points vibrant
librement dans l'espace, il y avait lieu, dit M. Demoget, de réduire
ce rapport de moitié, à cause de l'influence du sol, et d'admettre que
le son transmis par le téléphone était 1.500.000 fois plus faible que
celui émis par la voix.
«Comme, d'autre part, on sait que l'intensité de deux sons est
proportionnelle au carré de l'amplitude des vibrations, on peut en
conclure que les vibrations des deux plaques des téléphones étaient
directement proportionnelles aux distances, c'est-à-dire, comme 5 est
à 9.000, ou que les vibrations du téléphone transmetteur étaient
dix-huit cents fois plus grandes que celles du téléphone récepteur. On
peut donc comparer celles-ci à des vibrations moléculaires, car celles
du téléphone transmetteur ont déjà une amplitude très-petite.
«Sans diminuer en rien le mérite de la remarquable invention de Bell,
continue M. Demoget, on peut conclure de ce qui précède que le
téléphone, au point de vue du rendement, est une machine qui laisse
bien à désirer, puisqu'elle ne transmet que la dix-huit centième
partie du travail primitif, et que si cet instrument a donné des
résultats si inattendus, cela tient bien plus à la perfection de
l'organe de l'ouïe qu'à la perfection de l'instrument lui-même.»
M. Demoget attribue cette déperdition du travail produit dans le
téléphone, surtout aux huit transformations successives que subit le
son avant d'arriver à l'oreille, sans parler de celle qui est due à la
résistance électrique de la ligne et qui, à elle seule, peut absorber
toute l'énergie.
Pour se rendre compte de la force des courants induits qui actionnent
un téléphone, M. Demoget a cherché à les comparer à des courants d'une
intensité connue, produisant des vibrations de même nature et de même
force, et pour cela il a mis à contribution deux téléphones A et B en
communication au moyen d'une ligne de 20 mètres de longueur. Près de
la plaque vibrante du téléphone A, il a appuyé légèrement une petite
lime sur laquelle on frottait avec une lame métallique; le bruit ainsi
produit, était naturellement transmis par le téléphone B avec une
certaine intensité qu'on pouvait apprécier. Il a ensuite remplacé le
téléphone A par une pile, et la lime était introduite dans le circuit
en la reliant à l'un des pôles. Le courant ne pouvait être fermé qu'en
frottant la lime au moyen de la lame de ressort mise en communication
avec l'autre extrémité du circuit. Mais on pouvait obtenir ainsi des
courants interrompus qui, en faisant vibrer le téléphone B,
produisaient un bruit dont l'intensité variait avec la force du
courant de la pile. En cherchant l'intensité électrique capable de
fournir de cette manière un son équivalant à celui produit par le
téléphone A, M. Demoget a reconnu qu'elle correspondait à celle que
fournit une petite pile thermo-électrique constituée par un fil de fer
et un fil de cuivre de deux millimètres de diamètre, aplatis à leur
extrémité et soudés à l'étain; le faible courant résultant de cette
pile ne faisait dévier que de deux degrés un galvanomètre à fil court.
Cette estimation ne nous paraît pas toutefois réunir assez de
conditions d'exactitude pour qu'on puisse en déduire le degré de
sensibilité du téléphone, sensibilité qui, d'après les expériences de
MM. Warren de la Rue, Brough, Peirce, est infiniment plus grande. M.
Warren de la Rue, en effet, comme on l'a déjà vu, a reconnu au moyen
du galvanomètre de Thomson, et en ramenant à la déviation fournie sur
l'échelle de ce galvanomètre celle déterminée par un élément Daniell
traversant un circuit complété par un Rhéostat, que les courants émis
par un téléphone ordinaire de Bell sont équivalents à celui d'un
élément Daniell traversant 100 megohms de résistance, c'est-à-dire dix
millions de kilomètres de fil télégraphique. Suivant M. Brough, le
directeur des télégraphes de l'Inde, le plus fort courant qui, à un
moment donné, fait fonctionner le téléphone Bell, n'excède pas
1/1.000.000.000 de l'unité de courant, c'est-à-dire, de un Weber, et
le courant qui fait agir les relais dans l'Inde a 400 000 fois cette
force. Enfin, le professeur Peirce, de Boston, compare les effets du
courant téléphonique à ceux qui seraient produits par une source
électrique dont la force électro-motrice serait la 1/200.000 partie
d'un volt, ou de celle d'un élément Daniell. Du reste, comme l'observe
M. Peirce, il est difficile de fixer un chiffre exact pour estimer la
valeur réelle de ces sortes de courants, car elle est essentiellement
variable suivant l'intensité des sons produits sur le téléphone
transmetteur; mais on peut affirmer qu'elle est moindre que la
1/1.000.000 partie du courant employé ordinairement pour faire
fonctionner les appareils télégraphiques sur les lignes.
=Expériences de M. Hellesen, de Copenhague.=--Pour se rendre compte
des effets réciproques produits par les différentes parties d'un
téléphone, M. Hellesen a construit des téléphones de mêmes dimensions
avec trois dispositions différentes et inverses les unes des autres.
Il en a d'abord établi une dans les conditions ordinaires, puis une
autre dans les conditions du premier système de Bell, c'est-à-dire, en
employant pour lame vibrante une membrane portant à son centre une
petite armature de fer, et enfin la troisième disposition mettait à
contribution un aimant cylindrique creux, à l'un des pôles duquel
était fixée la lame vibrante, laquelle pouvait se mouvoir devant une
spirale plate en limaçon, présentant le même nombre de spires que les
deux autres hélices. Dans cette dernière disposition, les courants
induits résultant des vibrations de la voix pouvaient être assimilés à
ceux qui seraient la conséquence du rapprochement et de l'éloignement
de deux spirales parallèles, dont une serait parcourue par un courant.
Or, de ces trois dispositions, c'est celle qui a été adoptée par Bell,
qui a fourni les meilleurs effets, et c'est un résultat réellement
bien rare dans l'histoire des découvertes, qu'un inventeur soit arrivé
du premier coup à la meilleure disposition à donner à son instrument.
=Expériences de M. Zetzche.= Il est toujours un certain noyau
d'esprits de travers qui veulent nier l'évidence, le plus souvent pour
faire acte de contradiction, et qui croient ainsi diminuer
l'importance d'une découverte dont le retentissement les exaspère. Le
téléphone et le phonographe ont été l'objet de ces critiques de
mauvais aloi. Ne s'est-on pas avisé de dire que l'action électrique
n'entrait pour rien dans les effets produits par le téléphone, et
qu'il fonctionnait toujours sous l'influence de vibrations mécaniques
transmises par le fil conducteur, absolument comme cela a lieu dans
les téléphones à ficelle!!.. On a eu beau démontrer à ces esprits
avisés que quand l'un des fils du circuit était interrompu, aucun son
n'était produit, cette démonstration ne leur a pas suffi, et pour
détruire toute objection de leur part, M. Zetzche a fait des
expériences dans lesquelles il a démontré, par le mode même de la
propagation du son, que l'idée d'attribuer le son produit dans un
téléphone à une vibration mécanique est tout simplement absurde. Voici
en effet ce qu'il dit à cet égard dans un article inséré dans le
_Journal télégraphique_ de Berne du 25 janvier 1878.
«La correspondance par téléphone entre Leipzig et Dresde a fourni une
nouvelle preuve que c'est bien par les courants électriques et non par
la propagation purement mécanique des sons que se reproduisent les
mots à la station de réception. La vitesse de propagation du son dans
le fer (pour les ondulations longitudinales), pouvant être évaluée à 5
kilomètres par seconde, le son devrait parcourir la distance de
Leipzig à Dresde en 115/5 c'est-à-dire en 23 secondes. Jusqu'à
l'arrivée de la réponse il devrait s'écouler au moins autant de
secondes. Par conséquent, dans chaque changement de direction de la
correspondance, il devrait donc intervenir un intervalle de plus de
3/4 de minute, ce qui n'est point du tout le cas.»
=Expérience que tout le monde peut faire.=--Nous terminerons ce
chapitre consacré à l'exposé des diverses expériences faites avec le
téléphone, par l'indication d'une expérience curieuse qui, bien que
très-facile à répéter, n'a été signalée qu'il y a quelques mois par
les journaux de Pennsylvanie. Il s'agit de la transmission de la
parole par un téléphone simplement appliqué sur l'une des parties du
corps humain voisines de la poitrine. On a même prétendu que toutes
les parties du corps pouvaient produire ce résultat; mais dans les
expériences que j'ai faites je n'ai pu réussir que quand le téléphone
était fortement appliqué sur ma poitrine. Dans ces conditions, et à
travers même mes vêtements, j'ai pu me faire entendre, mais en parlant
à voix très-haute, ce qui ferait supposer que le corps de l'homme
participe tout entier aux vibrations provoquées par la voix. Dans ce
cas, les vibrations sont transmises mécaniquement au diaphragme du
téléphone transmetteur, non plus par l'air mais par le corps lui-même
agissant sur la coque du téléphone.
LE MICROPHONE.
Le microphone n'est en réalité qu'un transmetteur de téléphone à pile,
mais avec des caractères tellement particuliers qu'il constitue par le
fait une invention originale qui méritait bien d'être désignée sous un
nom particulier. Dans ces derniers temps il s'est élevé, à l'occasion
de cette invention, entre M. Hughes, son auteur, et M. Edison,
l'inventeur du téléphone à charbon et du phonographe, une contestation
regrettable que les journaux ont envenimée et qui n'avait pas
réellement sa raison d'être; car, en définitive si le principe
physique du microphone peut paraître le même que celui du transmetteur
téléphonique à charbon de M. Edison, sa disposition est tout à fait
différente, la manière d'agir sur lui n'est pas la même, et les effets
qu'on lui demande généralement sont d'une toute autre nature. C'est
plus qu'il n'en faut pour constituer une invention nouvelle.
D'ailleurs si on voulait bien examiner à fond le principe même de
l'instrument, on pourrait s'étonner des prétentions que M. Edison a
élevées. En effet M. Edison ne peut pas réclamer comme lui appartenant
la découverte de la propriété que possèdent certains corps
médiocrement conducteurs d'avoir leur conductibilité modifiée par la
pression. J'ai fait dès l'année 1856 et à diverses autres époques, par
exemple en 1864, 1872, 1875, de nombreuses expériences à cet égard,
qui sont consignées dans le tome I de la seconde édition de mon exposé
des applications de l'électricité, p. 246[21] et dans plusieurs notes
présentées à l'Académie des sciences et insérées aux comptes rendus.
D'un autre côté, M. Clérac s'était servi en 1865 d'un tube muni de
plombagine avec une électrode mobile pour produire des résistances
variables dans un circuit télégraphique. D'ailleurs, dans le
transmetteur téléphonique de M. Edison, le disque de charbon doit
être, comme on l'a vu, soumis à une certaine pression initiale afin
que le courant ne soit pas interrompu par suite des vibrations de la
lame contre laquelle il appuie, et il en résulte que les modifications
de résistance du circuit qui donnent lieu aux sons articulés, ne sont
produites que par des augmentations ou des diminutions plus ou moins
grandes de pression, c'est-à-dire par des actions différentielles. Or
nous allons voir à l'instant qu'il n'en est pas de même pour le
microphone. D'abord, dans ce dernier appareil, le contact du charbon
s'effectue sur d'autres charbons et non avec des disques de platine,
et ces contacts sont multiples; en second lieu, la pression exercée
sur tous les points de contact est excessivement légère, ce qui fait
qu'on peut faire varier les résistances dans un rapport infiniment
plus grand que dans le système de M. Edison, et c'est précisément ce
qui permet d'amplifier les sons; en troisième lieu on peut employer
d'autres corps que le charbon pour constituer un microphone; enfin
pour faire agir le microphone, il n'est pas besoin de lame vibrante;
le simple intermédiaire de l'air suffit, et c'est ce qui permet de
faire fonctionner cet appareil à une distance assez grande de lui.
Nous ne voyons donc pas de raisons qui aient pu motiver la réclamation
de M. Edison et surtout les termes dont il s'est servi à l'égard de
MM. Preece et Hughes qui sont des hommes considérables dans la science
et très-respectables sous tous les rapports. Nous regrettons, je le
répète encore, cette triste sortie de M. Edison qui ne peut que lui
faire du tort, et qui n'est pas digne d'un inventeur de sa taille. Si
maintenant envisageant la question sous un autre aspect, nous
demandions à M. Edison pourquoi, puisqu'il a inventé le microphone,
n'en a-t-il pas fait connaître les propriétés et les résultats?...
Quelle réponse pourrait-il faire? Il fallait pourtant que ces
résultats fussent bien saisissants puisque le microphone est devenu en
peu de jours l'objet de la préoccupation du monde entier; or il est
évident pour nous qu'avec le génie perspicace du célèbre inventeur
Américain il aurait fait valoir cette découverte s'il l'eût faite
réellement, et il en aurait évidemment tiré parti. Ce qui peut
justifier la réclamation de M. Edison, c'est que, n'étant pas au
courant des découvertes purement scientifiques faites en Europe, il a
cru que son invention résidait toute entière dans le principe sur
lequel elle repose et qu'il croyait avoir découvert.
[Note 21: Voici textuellement ce que j'en dis dans cet
ouvrage: «Une chose curieuse à constater et qui paraît être,
au premier abord, en contradiction avec la théorie que l'on
s'est faite de l'électricité, c'est que la plus ou moins
grande pression exercée entre les pièces de contact des
interrupteurs influe considérablement sur l'intensité des
courants qui les traverse. Cela tient souvent à ce que les
métaux ne sont pas toujours dans un état parfait de décapage
au point de contact, mais peut-être aussi à une cause
physique encore mal appréciée. Ce qui est certain, c'est que
dans les interrupteurs où la pièce mobile de contact est
sollicitée par une force extrêmement minime, le courant
éprouve souvent des affaiblissements assez notables pour
faire manquer la réaction électrique qu'on attend d'eux.»]
Dans l'appareil de M. Hughes, que nous étudions en ce moment, les
sons, au lieu d'arriver très-affaiblis à la station de réception,
comme cela a lieu avec les téléphones ordinaires, même avec celui de
M. Edison, y sont comme je l'ai déjà dit, le plus souvent reproduits
avec une amplification notable, et de là le nom de _microphone_ que M.
Hughes a donné à ce système téléphonique; on peut par conséquent
l'employer à révéler des sons très-faibles. Cependant nous devons le
dire dès à présent, cette amplification n'existe réellement que quand
ces sons résultent de vibrations transmises mécaniquement à l'appareil
transmetteur par des corps solides. Les sons propagés par l'air sont
sans doute un peu plus intenses qu'avec le système ordinaire, mais ils
le sont moins que ceux qui leur donnent naissance, et, en conséquence,
on ne peut pas dire dans ce cas que le microphone agit par rapport aux
sons comme le microscope le fait par rapport aux objets éclairés par
la lumière. Il est vrai qu'avec ce système on peut parler de loin dans
l'appareil, et j'ai pu même transmettre de cette manière une
conversation à voix élevée étant placé à huit mètres du microphone.
J'ai pu encore parler à voix basse près de ce dernier et me faire
entendre parfaitement dans l'appareil récepteur, et même faire arriver
les sons à une distance de dix à quinze centimètres de l'embouchure du
téléphone récepteur, en élevant un peu la voix; mais l'amplification
du son n'est réellement bien manifeste que quand celui-ci résulte
d'une action mécanique transmise au support de l'appareil. Ainsi les
pas d'une mouche marchant sur ce support s'entendent parfaitement et
vous donnent la sensation du piétinement d'un cheval, le cri même de
la mouche, surtout son cri de mort devient, suivant M. Hughes,
perceptible; le frôlement d'une barbe de plume ou d'une étoffe sur la
planche de l'appareil, bruits complétement imperceptibles à l'audition
directe, s'entendent d'une manière marquée dans le téléphone. Il en
est de même des battements d'une montre posée sur le support de
l'appareil, que l'on entend même à dix ou quinze centimètres du
récepteur. Une petite boîte à musique placée sur l'instrument donne
des sons tellement forts par suite des trépidations qui l'agitent,
qu'il est impossible de distinguer les sons, et pour les percevoir, il
faut disposer la boîte près de l'appareil sans qu'elle soit en contact
avec aucune de ses parties constituantes. C'est alors par les
vibrations de l'air que l'appareil est impressionné, et les sons
transmis sont plus faibles que ceux que l'on entend près de la boîte.
En revanche les vibrations déterminées par le balancier d'une pendule
mise en communication par une tige métallique avec le support de
l'appareil, s'entendent admirablement, et on peut même les distinguer
quand cette liaison est effectuée par l'intermédiaire d'un fil de
cuivre. Un courant d'air projeté sur le système donne la sensation
d'un écoulement liquide perçu dans le lointain. Enfin les trépidations
causées par le passage d'une voiture dans la rue se traduisent par des
bruits crépitants très-intenses qui se combinent à ceux d'une montre
que l'on écoute et qui souvent prédominent.
=Différents systèmes de microphones.=--Le microphone a été combiné de
plusieurs manières, mais la disposition qui a donné à l'instrument le
plus de sensibilité est celle que nous représentons fig. 36. Dans ce
système, on adapte l'un au-dessus de l'autre sur un prisme vertical de
bois M, deux petits cubes de charbon A, B, dans lesquels sont percés
deux trous servant de crapaudines à un crayon de charbon C en forme de
fusée, c'est-à-dire avec des pointes émoussées par les deux bouts, et
d'une longueur d'environ quatre centimètres; il ne faut pas qu'il soit
trop grand afin d'avoir peu d'inertie. Ce crayon appuie par une de ses
extrémités dans le trou du charbon inférieur et doit ballotter dans le
trou supérieur qui ne fait que le maintenir dans une position plus ou
moins rapprochée de celle de l'équilibre instable, c'est-à-dire de la
verticale. En imprégnant ces charbons de mercure par leur immersion à
la température rouge dans un bain de mercure, les effets, suivant M.
Hughes, sont meilleurs, mais ils peuvent très-bien se produire sans
cela. Les deux cubes de charbon sont d'ailleurs munis de contacts
métalliques qui permettent de les mettre en rapport avec le circuit
d'un téléphone ordinaire, dans lequel est interposée une pile
Leclanché de 1 ou 2 éléments ou mieux de 3 éléments Daniell avec une
résistance additionnelle intercalée dans le circuit.