importantes applications qui ont été faites du téléphone est celle qui
a été tentée des l'automne de 1877 en Angleterre et en Amérique pour
le service des mines. Les galeries de mines sont, comme on le sait,
souvent bien longues, et les transmissions des ordres de services
avaient déjà nécessité l'emploi de télégraphes électriques; mais les
mineurs sont loin d'être exercés à la manoeuvre de ces appareils, et
ce service laissait beaucoup à désirer. Grâce au téléphone qui permet
au premier venu de transmettre et de recevoir, rien ne s'oppose plus
maintenant à un échange facile de communications entre les galeries et
le dehors.
On a pu aussi à l'aide du téléphone surveiller la ventilation dans les
mines. Un téléphone étant placé près d'une roue mise en mouvement par
l'air servant à la ventilation et étant relié à un autre téléphone
placé dans le bureau de l'ingénieur, celui-ci pourra constater par le
bruit qu'il entendra, si la ventilation se fait dans les conditions
convenables et si la machine fonctionne régulièrement.
=Application aux recherches scientifiques.=--Les expériences de M.
d'Arsonval que nous avons rapportées p. 149, nous ont montré qu'on
pouvait employer le téléphone comme un galvanoscope des plus
sensibles; mais comme cet appareil ne peut fournir des sons que sous
l'influence de courants interrompus, il faut que le circuit sur lequel
on expérimente soit coupé à des intervalles plus ou moins rapprochés.
Il n'est même pas nécessaire, comme on l'a vu, que le téléphone soit
interposé dans le circuit; il peut être impressionné à distance, soit
directement, soit par l'induction du courant interrompu sur un autre
circuit placé parallèlement à côté du premier, et on peut augmenter la
puissance de ces effets par la réaction d'un noyau de fer autour
duquel on enroule le circuit inducteur. L'inconvénient de ce système
est que l'on n'obtient pas le sens du courant et qu'il ne peut être
employé comme instrument mesureur; mais, en revanche, il est tellement
sensible, tellement facile à installer et si peu coûteux, qu'employé
comme galvanoscope, il peut rendre les plus grands services.
Lors des essais que l'on a faits du téléphone entre Calais et
Boulogne, on a constaté un résultat qui semblerait indiquer une
application avantageuse de cet appareil à l'étude de la balistique. En
effet, des expériences de tir étant faites sur la plage de Boulogne,
on a placé près de la pièce de canon un téléphone, et l'on a perçu la
détonation à trois kilomètres (point de chute). En mesurant le temps
écoulé entre la sortie du projectile et sa chute, on a pu calculer sa
vitesse. Cette appréciation se fait ordinairement par l'observation
visuelle de la flamme qui accompagne la sortie du projectile; mais
dans certaines circonstances telles que le brouillard ou le tir à
longue portée, le téléphone remplacerait peut-être l'observation
visuelle. Sur le champ de bataille, un observateur muni d'un téléphone
et placé sur une éminence, pourrait, à distance, rectifier le tir de
sa batterie établie généralement dans un endroit abrité et moins
élevé.
LE PHONOGRAPHE
Le phonographe de M. Edison qui a tant préoccupé les esprits depuis
quelques mois, est un appareil qui, non-seulement enregistre les
diverses vibrations déterminées par la parole sur une lame vibrante,
mais qui reproduit encore la parole d'après les traces enregistrées.
La première fonction de cet appareil n'est pas le résultat d'une
découverte nouvelle. Depuis bien longtemps les physiciens avaient
cherché à résoudre le problème de l'enregistration de la parole, et,
en 1856, M. Léon Scott avait combiné un instrument bien connu des
physiciens sous le nom de _phonautographe_ qui résolvait parfaitement
la question; cet appareil est décrit dans tous les traités de physique
un peu complets; mais la seconde fonction de l'appareil d'Edison
n'avait pas été réalisée ni même posée par M. L. Scott, et nous nous
étonnons que cet intelligent inventeur ait vu dans l'invention de M.
Edison un acte de spoliation commis à son préjudice. Nous regrettons
surtout pour lui, à qui, quoiqu'il en dise, tout le monde a rendu
justice, qu'il ait à cette occasion publié, en termes amers, une sorte
de pamphlet qui ne prouve absolument rien, et qui n'apprend que ce que
tous les physiciens savent déjà. Si quelqu'un pouvait élever des
prétentions à l'égard de l'invention du phonographe, du moins dans ce
qu'il a de plus curieux, c'est-à-dire la reproduction de la parole, ce
serait bien certainement M. Ch. Cros; car dans un pli cacheté déposé à
l'Académie des sciences, le 30 avril 1877, il indiquait en principe un
instrument au moyen duquel on pouvait obtenir la reproduction de la
parole d'après les traces fournies par un enregistreur du genre du
phonautographe[29]. Le brevet de M. Edison dans lequel le principe du
phonographe est indiqué pour la première fois, ne date en effet que du
31 juillet 1877, et encore ne s'appliquait-il qu'à la répétition des
signaux Morse. Dans ce brevet, M. Edison ne fait que décrire un moyen
d'enregistrer ces signaux par des dentelures effectuées par un style
traceur sur une feuille de papier enveloppant un cylindre, et ce
cylindre était creusé sur sa surface d'une rainure en spirale. Les
dentelures ou gaufrages ainsi produits devaient être utilisés, d'après
le brevet, pour transmettre automatiquement la même dépêche, en
repassant sous un style capable de réagir sur un interrupteur de
courant. Il n'est donc dans ce brevet nullement question de
l'enregistration de la parole ni de sa reproduction; mais, comme le
fait observer le _Telegraphic journal_ du 1er mai 1878, l'invention
précédente lui donnait les moyens de résoudre ce double problème
aussitôt que l'idée lui en serait venue. S'il faut en croire les
journaux américains, cette idée ne tarda pas à se faire jour, et elle
aurait été le résultat d'un accident. Pendant des expériences qu'il
faisait un jour avec le téléphone, un style attaché au diaphragme lui
piqua le doigt au moment où le diaphragme entrait en vibration sous
l'influence de la voix, et cette piqûre avait été assez forte pour que
le sang en jaillit; il pensa alors que, puisque les vibrations de ce
diaphragme étaient assez fortes pour percer la peau, elles pourraient
bien produire sur une surface flexible des gaufrages assez
caractérisés pour représenter toutes les inflexions des ondes
provoquées par la parole, et il put croire que ces gaufrages
pourraient même reproduire mécaniquement les vibrations qui les
avaient provoquées, en réagissant sur une lame capable de vibrer à la
manière de celle qu'il avait déjà employée pour la reproduction des
signaux Morse. Dès lors le phonographe était découvert, car de cette
idée à sa réalisation, il n'y avait qu'un pas, et, en moins de deux
jours, l'appareil était exécuté et expérimenté.
[Note 29: Voici le texte du pli cacheté de M. Cros,
ouvert sur sa demande à l'Académie des sciences le 3 décembre
1877. (Voir comptes rendus, tome 85, p. 1082). «En général,
mon procédé consiste à obtenir le tracé de va et vient d'une
membrane vibrante et à se servir de ce tracé pour reproduire
le même va et vient, avec ses relations intrinsèques de
durées et d'intensités, sur la même membrane ou sur une autre
appropriée à rendre les sons et bruits qui résultent de cette
série de mouvements.
«Il s'agit donc de transformer un tracé extrêmement délicat,
tel que celui qu'on obtient avec des index légers frôlant des
surfaces noircies à la flamme, de transformer, dis-je, ces
tracés en relief ou creux résistants capables de conduire un
mobile qui transmettra ses mouvements à la membrane sonore.
«Un index léger est solidaire du centre de figure d'une
membrane vibrante; il se termine par une pointe (fil
métallique, barbe de plume, etc.), qui repose sur une surface
noircie à la flamme. Cette surface fait corps avec un disque
animé d'un double mouvement de rotation et de progression
rectiligne. Si la membrane est en repos, la pointe tracera
une spirale simple; si la membrane vibre, la spirale tracée
sera ondulée et ses ondulations présenteront exactement tous
les va et vient de la membrane en leur temps et en leurs
intensités.
«On traduit, au moyen de procédés photographiques
actuellement bien connus, cette spirale ondulée et tracée en
transparence par une ligne de semblables dimensions, tracée
en creux ou en relief dans une matière résistante (acier
trempé, par exemple).
«Cela fait, on met cette surface résistante dans un appareil
moteur qui la fait tourner et progresser d'une vitesse et
d'un mouvement pareils à ceux dont avait été animée la
surface d'enregistrement. Une pointe métallique, si le tracé
est en creux, ou un doigt à encoche, s'il est en relief, est
tenue par un ressort sur ce tracé, et, d'autre part, l'index
qui supporte cette pointe est solidaire du centre de figure
de la membrane propre à produire des sons. Dans ces
conditions, cette membrane sera animée, non plus par l'air
vibrant, mais par le tracé commandant l'index à pointe,
d'impulsions exactement pareilles en durées et en intensités,
à celles que la membrane d'enregistrement avait subies.
«Le tracé spiral représente des temps successifs égaux par
des longueurs croissantes ou décroissantes. Cela n'a pas
d'inconvénients si l'on n'utilise que la portion périphérique
du cercle tournant, les tours de spires étant
très-rapprochés; mais alors on perd la surface centrale.
«Dans tous les cas, le tracé de l'hélice sur un cylindre est
très-préférable et je m'occupe actuellement d'en trouver la
réalisation pratique.»]
Cette petite histoire est assez ingénieuse et fait bien dans le
tableau, mais nous aimons à croire que cette découverte a été faite un
peu plus sérieusement. En effet, un inventeur comme M. Edison, qui
avait découvert l'_électro-motographe_, et qui l'avait appliqué au
téléphone, se trouvait par cette application même sur la voie du
phonographe, et nous estimons trop M. Edison pour ajouter foi au petit
roman américain. D'ailleurs le phonautographe de M. L. Scott était
parfaitement connu de M. Edison.
Ce n'est qu'au mois de janvier 1877, que le phonographe de M. Edison
a été breveté. Par conséquent, au point de vue du principe de
l'invention, M. Ch. Cros paraît avoir une priorité incontestable; mais
son système tel qu'il est décrit dans son pli cacheté et tel qu'il a
été publié dans la _Semaine du clergé_ du 10 octobre 1877, aurait-il
été susceptible de reproduire la parole?... Nous en doutons fort, et
notre doute pourrait être légitimé par les essais infructueux tentés
par M. l'abbé Leblanc qui avait voulu réaliser l'idée de M. Cros.
Quand il s'agit de vibrations aussi accidentées, aussi complexes que
celles qui sont exigées pour la reproduction des mots articulés, il
faut que leur clichage soit en quelque sorte moulé par elles-mêmes, et
leur reproduction artificielle doit forcément laisser échapper les
nuances qui distinguent les fines liaisons du langage; d'ailleurs, les
mouvements déterminés par une pointe engagée dans une rainure suivant
une _courbe sinusoïde_, ne peuvent s'effectuer avec toute la liberté
nécessaire au développement des sons, et les frottements exercés sur
les deux bords opposés de la rainure, seraient d'ailleurs souvent de
nature à les étouffer. Un membre distingué de la Société de physique
disait avec raison, quand j'ai présenté le phonographe à cette
Société, que toute l'invention de M. Edison résidait dans la feuille
métallique mince sur laquelle les vibrations se trouvent inscrites, et
effectivement, c'est grâce à cette feuille qui a permis de clicher
directement les vibrations d'une lame vibrante, que le problème a pu
être résolu; mais il fallait penser à ce moyen, et c'est M. Edison qui
l'a trouvé; c'est donc lui qui est bien l'inventeur du phonographe.
Après M. Ch. Cros, et encore avant M. Edison, MM. Napoli et Marcel
Deprez avaient cherché à construire un phonographe; mais leurs essais
avaient été si infructueux qu'ils avaient cru un moment le problème
insoluble, et quand on annonça à la Société de physique l'invention de
M. Edison, ils la mirent en doute. Depuis, ils ont repris leurs
travaux et nous font espérer qu'un jour ils pourront nous présenter un
phonographe encore plus perfectionné que celui de M. Edison; c'est ce
que la suite nous dira.
En définitive, c'est M. Edison qui le premier a reproduit,
mécaniquement la parole, et a réalisé par ce fait, une des plus
curieuses et des plus importantes découvertes de notre époque; car
elle a pu nous montrer que cette reproduction est beaucoup moins
compliquée qu'on pouvait le supposer. Cependant il ne faut pas
s'exagérer les conséquences théoriques de cette découverte qui n'a pas
du tout démontré, suivant moi, que nos théories sur la voix fussent
inexactes. Il faut, en effet, établir une grande différence entre la
reproduction d'un son émis et la manière de déterminer ce son. La
reproduction pourra être effectuée d'une manière très-simple, comme le
disait M. Bourseul, du moment où l'on aura trouvé un moyen de
transmettre les vibrations de l'air, quelque compliquées qu'elles
puissent être; mais pour produire par la voix les vibrations
compliquées de la parole, il faudra la mise en action de plusieurs
organes particuliers, d'abord des cordes du larynx, en second lieu, de
la langue, des lèvres, du nez, des dents mêmes, et c'est pourquoi une
machine réellement parlante est forcément très-compliquée.
On s'est étonné que la machine parlante qui nous est venue, il y a
deux ans d'Allemagne, et qui a été exhibée au Grand-Hôtel, fut d'une
extrême complication, alors que le phonographe résolvait le problème
d'une manière si simple: c'est que l'une de ces machines ne faisait
que reproduire la parole, tandis que l'autre l'émettait, et
l'inventeur de cette dernière machine avait dû, dans son mécanisme,
mettre à contribution tous les organes qui dans notre organisme
concourent à la production de la parole. Le problème était infiniment
plus complexe, et on n'a pas accordé à cette invention tout l'intérêt
qu'elle méritait.
Il est temps de décrire le phonographe et les diverses applications
qu'on en a faites et qu'on pourra en faire dans l'avenir.
=Description du phonographe.--Manière de s'en servir.=--Le premier
modèle de cet appareil, celui qui est le plus connu et que nous
représentons fig. 60, se compose simplement d'un cylindre enregistreur
R, mis en mouvement au moyen d'une manivelle M tournée à la main, et
devant lequel est fixée une lame vibrante munie antérieurement d'une
embouchure de téléphone E et, sur sa face postérieure, d'une pointe
traçante; cette pointe traçante que l'on voit en _s_ dans la fig. 62
qui représente la coupe de l'appareil, n'est pas fixée directement sur
la lame; elle est portée par un ressort _r_, et entre elle et la lame
vibrante est adapté un tampon de caoutchouc _c_, constitué par un bout
de tube, lequel a pour mission de transmettre à la pointe s les
vibrations de la lame sans les étouffer; un autre tampon _r_, placé
entre la lame LL et le support rigide de la pointe, tend à atténuer un
peu ces vibrations qui seraient presque toujours trop fortes sans
cette précaution.
Le cylindre, dont l'axe AA, fig. 60, est muni d'un pas de vis pour lui
faire accomplir un mouvement de translation horizontal à mesure que
s'effectue son mouvement de rotation sur lui-même, présente à sa
surface une petite rainure hélicoïdale dont le pas est exactement
celui de la vis qui le fait avancer, et la pointe traçante s'y
trouvant une fois engagée, peut la parcourir sur une plus ou moins
grande partie de sa longueur, suivant le temps plus ou moins long
qu'on tourne le cylindre. Une feuille de papier d'étain ou de cuivre
très-mince est appliquée exactement sur cette surface cylindrique, et
doit y être un peu déprimée afin d'y marquer légèrement la trace de la
rainure et de placer convenablement la pointe de la lame vibrante.
Celle-ci, d'ailleurs, appuie sur cette feuille sous une pression qui
doit être réglée, et, c'est à cet effet, aussi bien que pour dégager
le cylindre quand on doit placer ou retirer la feuille d'étain, qu'a
été adapté le système articulé SN qui soutient le support S de la lame
vibrante. Ce système, comme on le voit, se compose d'un levier
articulé qui porte une rainure dans laquelle s'engage la vis R. Un
manche N qui termine ce levier, permet, quand la vis R est desserrée,
de faire pivoter le système traçant. Conséquemment, pour régler la
pression de la pointe traçante sur la feuille de papier d'étain, il
suffit d'engager plus ou moins la vis R dans la rainure, et de la
serrer fortement quand le degré convenable de pression est obtenu.
Telle est la planche sur laquelle la parole viendra tout à l'heure se
graver en caractères durables, et voici comment fonctionne ce système
si peu compliqué.
On parle dans l'embouchure E de l'appareil, comme on le fait dans un
téléphone ou dans un tube acoustique, mais avec une voix forte et
accentuée et les lèvres appuyées contre les parois de l'embouchure,
comme on le voit fig. 61; on tourne en même temps le cylindre qui,
pour avoir un mouvement régulier, est muni d'un lourd volant, V. fig.
60. Sous l'influence de la voix, la lame LL entre en vibration et fait
manoeuvrer la pointe traçante, qui, à chaque vibration, déprime la
feuille d'étain et détermine un gaufrage plus ou moins creux, plus ou
moins accidenté, suivant l'amplitude de la vibration et ses
inflexions. Le cylindre qui marche pendant ce temps, présente
successivement à la pointe traçante les différents points de la
rainure dont il a été question plus haut; de sorte que, quand on est
arrivé au bout de la phrase prononcée, le dessin pointillé, composé de
creux et de reliefs successifs que l'on a obtenus, représente
l'enregistration de la phrase elle-même. En ce qui concerne
l'enregistrement, l'opération est donc terminée, et en détachant la
feuille de l'appareil, la parole pourrait être mise en portefeuille.
Voyons maintenant comment l'appareil arrive à répéter ce qu'il a si
facilement inscrit.
Pour cela, il s'agit de recommencer tout simplement la même
manoeuvre, et le même effet se reproduit identiquement en sens
inverse. On replace le style traçant à l'extrémité de la rainure qu'il
a déjà parcourue, et on remet le cylindre en marche; les traces
gaufrées en repassant sous la pointe tendent à la soulever et à lui
communiquer un mouvement qui ne peut être que la répétition de celui
qui les avait primitivement provoquées, et la lame vibrante obéissant
à ce mouvement, entre en vibration, reproduisant ainsi les mêmes sons
et par suite les mêmes paroles; toutefois, comme il y a nécessairement
perte de force dans cette double transformation des effets
mécaniques, on est obligé, pour obtenir des sons plus forts, d'adapter
à l'embouchure E le cornet C qui est une sorte de porte-voix. Dans ces
conditions, la parole reproduite par l'appareil peut être entendue de
tous les points d'une salle, et rien n'est plus saisissant que
d'entendre cette voix, un peu grêle il est vrai, qui semble venir
d'outre-tombe pour formuler ses sentences. Si cette invention eût été
faite au moyen âge, on en aurait bien certainement fait
l'accompagnement des fantômes, et elle aurait donné beau jeu aux
faiseurs de miracles.
Comme la hauteur des sons dans l'échelle musicale dépend du nombre des
vibrations effectuées par un corps vibrant dans un temps donné, la
parole peut être reproduite par le phonographe sur un ton plus ou
moins élevé suivant la vitesse de rotation que l'on donne au cylindre
qui porte la feuille impressionnée. Si cette vitesse est la même que
celle qui a servi à l'enregistration, le ton des paroles reproduites
est le même que celui des paroles prononcées. Si elle est plus grande,
le ton est plus élevé, et si elle est moins grande, le ton est plus
bas; mais on reconnaît toujours l'accent de celui qui a parlé; cette
particularité fait qu'avec les appareils tournés à la main, la
reproduction des chants est le plus souvent défectueuse, et l'appareil
chante faux; il n'en est plus de même quand l'appareil se meut sous
l'influence d'un mouvement d'horlogerie parfaitement régularisé, et
l'on a pu obtenir de cette manière des reproductions satisfaisantes de
duos chantés.
La parole, enregistrée sur une feuille d'étain, peut se reproduire
plusieurs fois; mais à chaque fois les sons deviennent plus faibles et
moins distincts, parce que les reliefs s'affaissent de plus en plus.
Avec une lame de cuivre, ces reproductions sont meilleures, mais pour
les obtenir indéfiniment, il faut faire clicher ces lames, et dans ce
cas, la disposition de l'appareil doit être différente.
On a essayé de faire parler le phonographe en prenant les
enregistrations à rebours de leur véritable sens; on a obtenu
naturellement des sons n'ayant aucune ressemblance avec les mots émis;
cependant MM. Fleeming Jenkin et Ewing ont remarqué que non seulement
les voyelles ne sont pas altérées par cette action inverse, mais
encore que les consonnes, les syllabes et des mots tout entiers
peuvent être reproduits avec l'accentuation que leur donnerait leur
lecture si elle était faite à rebours.
Les sons produits par le phonographe, quoique plus faibles que ceux de
la voix qui a déterminé les traces enregistrées, sont néanmoins assez
forts pour réagir sur des téléphones à ficelle et même sur des
téléphones Bell, et comme dans ce cas les sons sont éteints sur
l'appareil et qu'il n'y a que celui qui est en rapport avec le
téléphone qui les perçoit, on peut être assuré qu'aucune supercherie
n'a pu être employée pour les produire.
Quand je présentai le 11 mars 1878 le phonographe à l'Académie des
Sciences de la part de M. Edison, et que M. Puskas, son représentant,
eût fait parler ce merveilleux instrument, un murmure d'admiration se
fit entendre de tous les points de la salle, et ce murmure se changea
bientôt en applaudissements répétés. «Jamais, écrivait à un journal
une des personnes présentes à la séance, on n'avait vu la docte
Académie, ordinairement si froide, se livrer à un épanchement si
enthousiaste. Pourtant quelques membres incrédules par nature, au lieu
d'examiner le fait physique, voulurent le déduire de considérations
morales et d'analogies, et bientôt on entendit dans la salle une
rumeur qui semblait accuser l'Académie de s'être laissée mystifier par
un habile _ventriloque_. Décidément l'esprit gaulois se retrouve
toujours chez les Français et même chez les académiciens. Les sons
émis par l'instrument sont exactement ceux des ventriloques, disait
l'un. Avez-vous remarqué les mouvements des lèvres et de la figure de
M. Puskas quand il tourne l'appareil?... disait l'autre; ne sont-ce
pas les grimaces des ventriloques?... Il peut se faire que l'appareil
émette des sons, disait encore un autre, mais l'appareil est
considérablement aidé par celui qui le manoeuvre! Bref, le bureau de
l'Académie demanda à M. du Moncel de faire lui-même l'expérience, et
comme il n'avait pas l'habitude de parler dans cet appareil,
l'expérience fut négative, à la grande joie des incrédules. Toutefois,
quelques académiciens désirant fixer leurs idées sur ce qu'il y avait
de vrai dans ces effets, prièrent M. Puskas de répéter devant eux les
expériences dans le cabinet du secrétaire perpétuel et dans les
conditions qu'ils lui indiqueraient. M. Puskas se prêta à ce désir, et
ils revinrent de là parfaitement convaincus. Néanmoins, les incrédules
ne se tinrent pas pour battus, et il fallut qu'ils fîssent eux-mêmes
les expériences pour accepter définitivement ce fait, que la parole
pouvait être reproduite dans des conditions excessivement simples.»
Cette petite anecdote que je viens de raconter ne peut certes pas être
interprétée en défaveur de l'Académie des Sciences; car son rôle est
avant tout de conserver intactes les vrais principes de la Science et
de n'accueillir les faits qui peuvent provoquer l'étonnement, qu'après
un examen scrupuleux. C'est grâce à cette attitude qu'elle a pu donner
un crédit absolu à tout ce qui émane d'elle, et nous ne saurions trop
l'approuver de se maintenir ainsi sur la réserve et en dehors d'un
premier moment d'enthousiasme et d'engouement.