Chapter 8

D'un autre côté, on voit dans les _Mondes_ du 7 mars 1878, la description d'une série d'expériences faites par M. Luvini, professeur de physique à l'académie militaire de Turin qui montrent que l'introduction d'électro-aimants dans le circuit réunissant deux téléphones augmente assez sensiblement l'intensité du son. En en plaçant un près du téléphone transmetteur, l'autre près du téléphone récepteur, on obtient le maximum d'effet, et l'introduction d'un plus grand nombre de ces organes ne produit rien d'utile. Le fil inducteur d'une bobine de Ruhmkorff introduit dans le circuit dont il vient d'être question, n'a provoqué aucun effet d'induction sensible dans le circuit induit, et par conséquent n'a pu faire fonctionner le téléphone correspondant à ce circuit. En revanche, le courant d'une machine de Clarke détermine des sons prononcés qui ressemblent assez à des coups de caisse et sont assourdissants quand l'oreille est appliquée contre l'instrument; mais ils deviennent très-faibles à un mètre de distance. Les courants d'une machine de Ruhmkorff donnent des effets encore plus énergiques: le son remplit toute une chambre. En modifiant la position du marteau de la bobine, le son passe par des tons différents qui sont toujours à l'unisson des interruptions du courant, du moins jusqu'à une certaine hauteur de ton.

Cette propriété des courants induits de la bobine de Ruhmkorff a permis à M. Gaiffe d'obtenir, par leur intermédiaire, un moyen très-facile de réglage pour les téléphones afin de les placer dans leurs conditions de maximum de sensibilité. Il met pour cela à contribution un de ses appareils d'induction à hélices mobiles et à intensités graduées dans le circuit duquel il interpose le téléphone à régler. Les sons résultant du vibrateur se trouvent alors répercutés par le téléphone, et s'entendant à distance de l'instrument, on peut au moyen d'un tournevis, réagir sur la vis à laquelle est fixée l'extrémité libre du barreau aimanté de l'appareil. En la serrant ou en la desserrant, on rapproche ou on éloigne l'autre extrémité de ce barreau de la lame vibrante du téléphone, et on répète ces essais jusqu'à ce qu'on soit arrivé à obtenir le maximum de l'intensité du son.

D'un autre côté, comme les sons rendus par les deux téléphones en correspondance sont d'autant plus intenses que les vibrations produites par eux se rapprochent plus de l'unisson, il est nécessaire de les choisir de manière à émettre les mêmes sons pour une même note donnée, et le moyen indiqué précédemment peut être très-avantageusement employé; car il suffit de noter ceux de ces appareils qui, pour un même réglage de la machine d'induction, donnent la même note dans les conditions de maximum de sensibilité. Un bon accouplement des deux téléphones en correspondance est non-seulement très-important au point de vue de la netteté des transmissions, mais il doit être encore considéré par rapport à la hauteur de la voix de ceux qui sont destinés à en faire usage. Plus cette hauteur est en rapport avec celle des sons produits par les appareils, mieux les sons sont perçus; c'est pourquoi il est des téléphones qui résonnent beaucoup mieux avec la voix des enfants et des femmes qu'avec la voix des hommes, tandis que l'inverse a lieu pour d'autres.

Les vibrations des téléphones sont très-différentes d'un appareil à l'autre, et les moyens que nous venons d'indiquer permettent facilement de s'en rendre compte.

Si on place dans le circuit induit d'une bobine d'induction reliée à un téléphone, un condensateur de grande surface et que l'on éloigne assez le contact de plombagine de la lame vibrante pour ne la toucher que momentanément à chaque vibration, on ne reçoit plus naturellement les articulations des sons, mais seulement les notes d'un air que l'on chante devant la plaque du transmetteur; seulement le courant inducteur ayant des interruptions brusques, engendre des courants induits très-intenses, et suivant MM. Pollard et Garnier, on entend dans tout un appartement l'air chanté, mais avec un timbre particulier qui dépend de la construction du téléphone et du condensateur.

Les avantages des courants induits dans les transmissions téléphoniques se comprennent aisément, si l'on réfléchit que les variations de résistance du circuit qui résultent de la plus ou moins grande amplitude des vibrations de la lame transmettrice étant des valeurs constantes, ne peuvent manifester distinctement leurs effets que sur des circuits courts; par conséquent les articulations des sons qui en résultent, doivent ne plus être très-appréciables sur des circuits très-résistants. Toutefois, si on considère que d'après les expériences de M. Warren de la Rue (voir le _Telegraphic journal_ du 1er mars 1878, p. 97), les courants produits par les vibrations de la voix dans un téléphone ordinaire, représentent en intensité ceux d'un élément Daniell traversant 100 megohms de résistance (soit 10 000 000 de kilomètres de fil télégraphique), on peut comprendre qu'il y a autre chose à considérer dans les effets avantageux des courants induits que la simple question d'intensité plus ou moins grande des courants agissant sur le téléphone récepteur. Avec une pile énergique, il est évident, en effet, que les courants différentiels qui agiront seront toujours plus intenses que les courants induits déterminés par le jeu de l'instrument. Je ne serais pas, quant à moi, éloigné de croire que c'est surtout à leurs inversions successives et à leur faible durée, que les courants induits doivent les avantages qu'ils présentent. Ces courants en effet dont la durée ne dépasse guère, suivant M. Blaserna, 1/200 de seconde, se prêtent beaucoup mieux que les courants voltaïques aux vibrations multipliées qui sont le propre des vibrations phonétiques, et cela d'autant mieux que les inversions successives qui se produisent, déchargent la ligne, renversent les effets magnétiques et contribuent à rendre les actions plus nettes et plus promptes. On ne doit donc pas s'étonner si les courants induits de la bobine d'induction, qui peuvent se produire dans des conditions excellentes au poste de transmission, puisque le circuit du courant voltaïque est alors très-court, soient capables de fournir des résultats non-seulement plus avantageux que les courants voltaïques qui leur donnent naissance, mais même que les courants induits résultant du jeu des téléphones Bell, puisqu'ils sont infiniment plus énergiques.

Quant aux effets relativement considérables produits par les courants si minimes des téléphones Bell, ils s'expliquent facilement par cette considération que, prenant naissance sous l'influence même des vibrations de la lame téléphonique, leurs variations d'intensité conservent toujours le même rapport, quelle que soit la résistance du circuit, et ne sont pas, en conséquence, effacées par la distance séparant les deux téléphones.

=Expériences sur le rôle des différents organes d'un téléphone dans la transmission de la parole.=--Pour pouvoir apporter au téléphone tous les perfectionnements dont il est susceptible, le point important était d'être bien fixé sur la nature des effets déterminés dans les différentes parties qui le composent et sur le rôle joué par les différents organes qui s'y trouvent mis en jeu. C'est pour être fixé à cet égard qu'un certain nombre de savants et de constructeurs ont entrepris une série d'expériences qui ont fourni de très-intéressantes indications.

L'un des points les plus intéressants à élucider était celui de savoir si la lame vibrante dont MM. Bell et Gray ont muni leur récepteur téléphonique, détermine à elle seule les vibrations complexes qui reproduisent la parole, ou bien si les différentes parties du système électro-magnétique de l'appareil concourent toutes à cet effet. Les expériences faites dès l'année 1837 par M. Page sur les sons produits par les tiges électro-magnétiques résonnantes, et les recherches entreprises en 1846 par MM. de la Rive, Wertheim, Matteucci, etc. sur ce phénomène curieux, permettaient certainement de poser la question, et nous verrons à l'instant qu'elle est beaucoup plus complexe qu'on ne pourrait le croire à première vue.

Pour avoir un point de départ fixe, il fallait avant tout reconnaître si un téléphone dépourvu de lame vibrante peut reproduire la parole. Les expériences faites dès le mois de novembre 1877 par M. Edison[16] avec des téléphones munis d'un diaphragme en cuivre, téléphones qui avaient pu cependant fournir des sons, pouvaient le faire croire, et ces expériences confirmées par M. Preece et surtout par M. Blyth, donnaient plus de poids à cette hypothèse; mais, quand M. Spottiswoode eut assuré, (voir le _Telegraphic-Journal_ du 1er mars 1878, p. 95) que l'on pouvait supprimer entièrement la lame vibrante d'un téléphone sans empêcher la transmission de la parole, pourvu que l'extrémité polaire de l'aimant fût placée très-près de l'oreille, le doute ne fut plus permis, et c'est alors que je présentai à l'Académie des sciences ma note sur la théorie du téléphone qui provoqua bientôt de la part de MM. Navez et Luvini une discussion intéressante dont je parlerai à l'instant. On voulut d'abord nier l'authenticité de ces résultats, puis on chercha à expliquer les sons entendus par M. Spottiswoode par une transmission mécanique des vibrations effectuée de la même manière que dans les téléphones à ficelle; mais de nombreuses expériences entreprises depuis par MM. Warwich, Rossetti, Hughes et beaucoup d'autres ont montré qu'il n'en était pas ainsi, et qu'un téléphone sans diaphragme pouvait transmettre électriquement la parole.

[Note 16: Voici un extrait d'une lettre de M. Edison relative à ces expériences et qui est datée du 25 novembre 1877.

«J'ai construit, dit-il, un couple de téléphones fonctionnant avec des diaphragmes de cuivre et qui est basé sur les effets du magnétisme de rotation d'Arago. J'ai reconnu qu'un diaphragme de cuivre peut remplacer la lame de fer, dans l'appareil de Bell, si le cuivre a seulement 1/32 de pouce d'épaisseur. L'effet produit est très-petit quand le diaphragme de cuivre existe dans les deux appareils en correspondance, mais quand l'un de ces appareils, le récepteur, conserve la disposition ordinaire et que le téléphone transmetteur seul est muni de la lame de cuivre, on peut parler des deux côtés avec facilité.»

M. Preece a répété ces expériences, mais il n'a obtenu que des effets extrêmement faibles et à peine distincts; il croit, en conséquence, qu'ils ne peuvent être d'aucune utilité pour la pratique, mais qu'ils sont très-intéressants au point de vue théorique.]

M. Navez lui-même qui, dans l'origine, avait nié le fait, convient aujourd'hui qu'un téléphone sans diaphragme peut émettre des sons, et, même dans certaines conditions exceptionnelles de phonation et d'audition téléphonique, reproduire la voix humaine; mais il croit toujours que l'on ne peut reconnaître s'il y a ou non articulation des mots.

Cette incertitude dans les résultats obtenus par les différents physiciens qui se sont occupés de cette question prouve, toutefois, que les sons ainsi reproduits ne sont pas très-accentués et que, dans des phénomènes physiques appréciables seulement à nos sens, la constatation d'un effet peu accentué dépend surtout de la perfection de nos organes. Nous verrons à l'instant comment cet effet si faible peut se développer dans de grandes proportions par suite de la disposition adoptée par MM. Bell et Gray.

Un second point était encore à éclaircir. Il s'agissait de savoir si le diaphragme d'un téléphone vibre réellement, ou du moins si ses vibrations peuvent entraîner son déplacement, comme cela a lieu dans un trembleur électrique ou un instrument à anches que l'on fait vibrer par un courant d'air. M. Antoine Bréguet a fait à cet égard des expériences intéressantes qui ont montré que ce mouvement n'était pas admissible, car il a pu faire parler très-distinctement des téléphones avec des lames vibrantes de toutes les épaisseurs, et il a poussé les expériences jusqu'à employer des lames de 15 centimètres d'épaisseur. La superposition sur ces lames épaisses de morceaux de bois, de caoutchouc et en général de substances quelconques n'empêchait pas l'effet de se produire. Or on ne peut admettre dans ce cas que les lames puissent être animées d'un mouvement de va-et-vient. J'ai d'ailleurs constaté en superposant une couche d'eau ou de mercure sur ces lames et même sur des diaphragmes minces, qu'aucun mouvement sensible ne les animait, du moins en n'employant, comme source électrique, que les courants induits déterminés par l'action de la parole. Aucunes rides ne se distinguaient à la surface de la couche liquide, même quand pour les apercevoir on employait des appareils à réflexion lumineuse. Comment d'ailleurs pourrait-on admettre qu'un courant qui n'est pas plus intense que celui d'un élément de Daniell ayant traversé dix millions de kilomètres de fil télégraphique, courant qui ne peut fournir de déviation que sur un galvanomètre Thomson, et encore en admettant que le courant a été provoqué en appuyant le doigt sur le diaphragme, ait une énergie suffisante pour faire vibrer mécaniquement par attraction une lame de fer aussi tendue que l'est celle d'un téléphone!!!

Il résulte toutefois d'expériences photographiques très-précises, que des vibrations sont produites par le diaphragme d'un téléphone récepteur; elles sont infiniment petites, si l'on veut, mais elles sont, suivant M. Blake, suffisantes pour qu'un index très-léger, porté par ce diaphragme, puisse fournir quelques petites inflexions sur une ligne décrite par lui sur un enregistreur. Toutefois, de ce qu'un petit mouvement de vibration existe sur ce diaphragme, il ne s'ensuit pas qu'il doive être rapporté à un effet d'attraction, car il peut résulter d'une vibration déterminée par l'action même de la magnétisation au sein du diaphragme[17].

[Note 17: Suivant M. J. Bosscha, qui a publié dans les _Archives néerlandaises_, T. XIII, un mémoire très-intéressant sur l'intensité des courants électriques du téléphone, l'intensité minima de courant nécessaire pour fournir un son dans un téléphone par la vibration de son diaphragme, pourrait être au-dessous de un cent millième de celle d'un élément Daniell, et le déplacement du centre du diaphragme pourrait être alors invisible, car il ne serait guère que de 2,5 millionièmes de millimètre pour une intensité de courant n'étant que un dix-millième de l'intensité du même élément Daniell. Quant à l'amplitude des mouvements produits par le diaphragme sous l'influence de la voix, il n'a pu la mesurer exactement, mais il la croit inférieure à un millième de millimètre, et il en résulterait que, pour un son de 880 vibrations, l'intensité des courants induits développés serait 0,0000792 de l'unité d'intensité électro-magnétique.]

Voici, du reste, une expérience très-intéressante de M. Hughes, répétée d'ailleurs dans d'autres conditions par M. Millar, qui prouve bien en faveur de notre opinion.

Si l'aimant d'un téléphone récepteur est constitué par deux barreaux aimantés parfaitement égaux, séparés l'un de l'autre par un isolant magnétique, et qu'on les place dans la bobine de manière à présenter en face du diaphragme tantôt des pôles de même nom, tantôt des pôles contraires, on reconnaît que le téléphone reproduit mieux la parole dans ce dernier cas que dans le premier. Or, si les effets étaient attractifs il n'en serait pas ainsi, car les actions sont en discordance quand des pôles de noms contraires sont soumis à une même action électrique, tandis qu'elles sont conspirantes dans un même sens quand ces pôles sont de même nom.

D'un autre côté, on reconnaît que si on emploie plusieurs lames de fer superposées pour constituer le diaphragme d'un téléphone récepteur, la transmission des sons est beaucoup plus forte que quand le diaphragme est simple, et pourtant l'attraction, si tant est qu'elle pût se faire, ne pourrait se produire que sur l'un des diaphragmes.

Une expérience très-intéressante de M. A. Bréguet a montré encore que les différentes parties constituantes d'un téléphone, aussi bien le manche, les bornes de cuivre, la coquille que la plaque et le barreau aimanté, peuvent transmettre les sons; et pour arriver à constater ce résultat, M. Bréguet a employé des téléphones à ficelle dont il attachait le fil en différents points du téléphone expérimenté. Il a pu de cette manière non-seulement établir une correspondance entre une personne faisant agir le téléphone électrique et une autre écoutant dans le téléphone à ficelle, mais encore faire parler plusieurs téléphones à ficelle, reliés en plusieurs points du téléphone électrique.

Ces deux séries d'expériences montrent que des sons peuvent être obtenus des diverses parties d'un téléphone sans mouvements vibratoires très-appréciables; mais M. J. Luvini a voulu s'en assurer d'une manière plus nette encore, en examinant si définitivement l'aimantation d'un corps magnétique suivie de sa désaimantation entraînerait une variation dans la forme et les dimensions de ce corps. Il a en conséquence fait construire un grand électro-aimant tubulaire qu'il remplissait d'une assez grande quantité d'eau pour que, ses deux extrémités étant bouchées, le liquide pût apparaître dans un tube capillaire adapté à l'un des bouchons. De cette manière, les plus petites variations dans la capacité de la partie creuse de l'électro-aimant étaient accusées par une ascension ou une descente de la colonne liquide. Or, en faisant traverser l'électro-aimant par un courant électrique de différente intensité, il n'a jamais observé aucun changement dans le niveau de l'eau dans le tube. Avec cette disposition il pouvait mesurer pourtant un changement de volume de 1/30 de millimètre cube. Donc, il résulte de ces effets, que les vibrations produites dans un corps magnétique sous l'influence d'aimantations et de désaimantations successives, sont _tout à fait moléculaires_. Nous examinerons à l'instant comment ces différentes déductions peuvent être interprétées pour que l'on puisse comprendre la véritable théorie du téléphone; mais avant d'entamer cette étude nous devrons indiquer encore quelques autres expériences qui ont aussi leur intérêt.

Nous avons vu que MM. Edison, Blyth et Preece avaient fait des expériences qui ont montré que des sons pouvaient être reproduits par un téléphone dont le diaphragme était constitué avec une matière non magnétique, mais ils ont fait voir aussi, chose plus curieuse encore, que ces sons pouvaient être transmis sous l'influence de courants induits provoqués par ces diaphragmes mis en vibration devant l'aimant. Déjà MM. Edison et Blyth avaient avancé ce fait, mais M. B.-W. Warwich, dans un article publié dans l'_English-mecanic_ (voir les _Mondes_ du 2 mai 1878), l'a confirmé malgré l'incrédulité qui avait accueilli cette nouvelle; «Il semblerait, dit-il, que pour agir sur l'aimant de manière à produire des courants induits, quelque chose doit d'abord vibrer d'une manière quelconque et être en possession de plus de force vive qu'un gaz; mais il n'est pas nécessaire que la substance soit magnétique, car les corps diamagnétiques agissent très-bien[18].» M. Preece en avait recherché la cause dans les courants induits développés dans un corps conducteur quelconque quand on fait mouvoir devant lui un aimant, courants qui donnent lieu au phénomène découvert par Arago et connu sous le nom de _magnétisme de rotation_. Ces faits toutefois ne nous paraissent pas encore assez bien établis pour qu'on puisse s'occuper sérieusement de leur théorie, et il pourrait se faire que les effets observés fussent la conséquence de simples transmissions mécaniques.