L'invention et le développement du téléphone

“Je me suis demandé si la parole pourrait être transmise par l'électricité,
en un mot si l'on pourrait parler à Vienne et se faire entendre à Paris.”
Charles BOURSEUL, 26 août 1854.

Les précurseurs

Charles BOURSEUL (1829 - 1912)

Il écrivait dans l'Illustration du 26 août 1854 :

Après les merveilleux télégraphes qui peuvent reproduire à distance l'écriture de tel ou tel individu, et même les dessins plus ou moins compliqués, il semblerait impossible d'aller plus avant dans les régions du merveilleux.  Essayons cependant, de faire quelques pas de plus encore.  Je me suis demandé, par exemple, si la parole elle-même ne pourrait pas être transmise par l'électricité, en un mot si l'on ne pourrait pas parler à Vienne et se faire entendre à Paris.  La chose est praticable, voici comment :

Les sons, on le sait, sont formés par des vibrations, et appropriés à l'oreille par ces mêmes vibrations, que reproduisent les milieux intermédiaires.

Mais l'intensité de ces vibrations diminue rapidement avec la distance, de sorte qu'il y a, même en employant des porte-voix, des tubes et des cornets acoustiques, des limites assez restreintes qu'on ne peut dépasser.  Imaginez que l'on parle près d'une plaque mobile, assez flexible pour ne perdre aucune des déformations produites par la voix, que cette plaque établisse et interrompe successivement la communication avec une pile ; vous pourrez avoir à distance une autre plaque qui exécutera en même temps les vibrations.  Il est vrai que l'intensité des sons produits sera variable au point de départ où la plaque vibre par la voix et sera constante au point d'arrivée où elle vibre par l'électricité ; mais il est démontré que cela ne peut altérer les sons.

Il est évident, d'abord, que les sons se reproduiraient avec la même hauteur dans la gamme.

L'état actuel de la science acoustique ne me permet pas de dire a priori s'il en sera tout à fait de même des syllabes articulées par la voix humaine.  on ne s'est pas encore suffisamment occupé de la manière dont ces syllabes sont produites.  On a remarqué, il est vrai, que les unes se prononcent des dents, les autres des lèvres, etc., mais c'est tout.

Quoi qu'il en soit, il faut bien songer que les syllabes ne reproduisent à l'audition, rien d'autre que des vibrations des milieux intermédiaires ; reproduisez exactement ces vibrations, et vous reproduirez exactement les syllabes.

En tout cas, il est impossible de démontrer, dans l'état actuel de la science, que la transmission électrique soit impossible.  Toutes les probabilités, au contraire, sont pour la possibilité.  Quand on parla pour la première fois d'appliquer l'électromagnétique à la transmission des dépêches, un homme haut placé dans la science traita cette idée de sublime utopie, et cependant aujourd'hui on communique directement de Londres à Vienne par un simple fil métallique.  Cela n'était pas possible, disait-on, et cela est.

Il va sans dire que des applications sans nombre et de la plus haute importance surgiraient immédiatement de la transmission de la parole par l'électricité.

A moins d'être sourd et muet, qui que ce soit pourrait se servir de ce mode transmission, qui n'exigerait aucune espèce d'appareils. Une pile électrique, deux plaques vibrantes et un fil métallique suffiraient.

Dans une multitude de cas, dans de vastes établissements, par exemple, on pourrait par ce moyen, transmettre à distance tel ou tel avis, tandis qu'on renoncera à opérer cette transmission par l'électricité, dès lors qu'il faudra procéder par lettre et à l'aide de télégraphes exigeant de l'apprentissage et de l'habitude.

Quoi qu'il arrive, il est certain que, dans un avenir plus ou moins éloigné, la parole sera transmise à distance par l'électricité.  J'ai commencé des expériences à cet égard : elles sont délicates et exigent du temps et de la patience, mais les approximations obtenues font entrevoir un résultat favorable.

Johann Philipp REIS (1834 - 1874)

Johann Philipp Reis présente en 1860 un appareil, permettant de transmettre à distance les sons et la voix grâce au courant électrique. Cet appareil se compose de deux parties que Philipp Reiss, dans un document de 1863 désigne par téléphone (émetteur) et appareil de reproduction (récepteur).

Son beau-frère relate une expérience faite entre la maison et le jardin de Reis :
« Une phrase a été prononcée dans l'appareil, du genre “Le soleil est de cuivre et le cheval ne mange pas de salade au concombre” »
« Reis n'a pas compris précisément ce que le cheval mangeait et a cru entendre que le soleil était en sucre, mais l'expérience fut cependant convaincante. »

Malgré une démonstration devant l'association de physique de Francfort en 1864, Reis n'a pas été considéré comme l'inventeur du téléphone. C'est dû au fait qu'il n'a pas réussi à vendre son projet et à améliorer son appareil afin de lui trouver une utilisation pratique. En revanche on lui doit le mot "téléphone".

En 1947, STC, une compagnie de téléphone allemande, effectua des essais avec le téléphone mis au point par Reis, et se rendit compte que l'appareil transmettait bien la parole, bien que le son fut faible. STC était alors liée à AT&T, la société créée par Bell. L'affaire fut étouffée car elle aurait porté préjudice à l'entreprise si on avait pu penser que Bell n'était pas le vrai inventeur du téléphone.

Reis atteint de tuberculose, mourut en 1874, deux ans avant “l'invention du téléphone” par Bell.

Antonio MEUCCI (1808 - 1896)

Le 1er mai 1850, Antonio MEUCCI, ingénieur d'origine italienne, débarque à New York.

Peu de temps après il réalise une installation destinée à son épouse, paralysée par des crises d'arthrite : il s'agit d'un appareil permettant de transporter le son entre son bureau et la chambre de sa femme. Il le nomme "Télettrophone".

Quelques années plus tard, il propose une démonstration de son invention à Edward B. Grant, vice-président de la Western Union Telegraph Company, qui lui offre d'utiliser ses locaux et d'y entreposer son matériel. Grant demande aussi à examiner les plans. Une fois ceux-ci en sa possession, Grant repousse systématiquement la date de la démonstration.

Au bout de deux ans, quand Meucci réclame ses plans et son appareil, on lui répond que tout a été perdu. On est en 1874.

En mars 1876, Graham Bell dépose le brevet du téléphone! Grosse coïncidence: il travaillait dans le laboratoire où Meucci avait entreposé ses appareils...

Les inventeurs

Alexander Graham Bell (1842 - 1922) - Inventeur du téléphone

A l'exposition universelle de Philadelphie, en juin 1876, on pouvait remarquer un petit instrument ressemblant en quelque sorte à un bilboquet, de 20 centimètres de longueur, muni de deux fils métalliques, et qui disait-on transmettait la parole humaine à des distances incalculables.  Son inventeur, Alexander Graham Bell, était là, expliquant à chacun les effets du téléphone, car tel était le nom qu'il avait donné à son appareil.

Des savants auxquels cette invention paraissait presque surnaturelle, firent aussitôt des expériences téléphoniques : ils empruntèrent un des fils de la ligne télégraphique, et à New-York on put entendre des paroles prononcées à Philadelphie : les moindres sons étaient reproduits, tels que : exclamations, rires, soupirs, respiration, même.

Parmi les auditeurs, se trouvait le célèbre physicien William Thomson (Lord Kelvin).  Il fut enthousiasmé de la découverte de Bell et la baptisa de merveille des merveilles.

Bell n'a peut-être pas inventé le téléphone (cf. Antonio Meucci), mais en tous cas, c'est à lui que l'on doit les premières expérimentations publiques, et c'est lui qui a développé cette invention et l'a fait connaître dans le monde entier.  Vu d'aujourd'hui, il est impressionnant de voir la vitesse à laquelle le téléphone s'est développé.  Entre l'invention et la mise en application pratique, à une époque où les transports étaient très lents (la voiture et l'avion n'existaient pas encore), ça a été véritablement une trainée de poudre : songez qu'entre le dépôt du brevet par Bell (1876) et l'exploitation commerciale du téléphone en France (1879), il ne s'est passé que trois ans !

La photo de droite montre Bell effectuant le premier appel téléphonique lors de l'ouverture commerciale de la liaison New York Chicago en 1892.

Emile BERLINER (1851-1929 ) - Inventeur du microphone

In 1876, Emile Berliner invente un transmetteur de la voix : le microphone. A l'exposition du centenaire des Etats-Unis à Philadelphie, Emile Berliner assiste à une démonstration du téléphone de la Bell Telephone Company . Cela lui a donné l'idée d'améliorer la nouvelle invention. La Bell est enthousiasmée par la découverte de Berliner et elle lui rachète  le brevet 50 000 $.

Thomas Alva EDISON (1847 - 1931) - Inventeur du microphone

Quand en 1876, Edison commence à s'intéresser au téléphone, il se concentre d'abord sur le point faible du système Bell, l'émetteur (ou microphone). Dans l'émetteur de Bell, les ondes sonores font vibrer un aimant permanent qui génère un courant induit dans l'électro-aimant. A l'encontre de la télégraphie qui fonctionne par tout ou rien, le téléphone utilise un courant continu variable (ondulatoire) qui, une fois transmis par la ligne, peut être reconverti en ondes sonores par le récepteur. Cependant, le faible courant créé par l'émetteur de Bell limitait la distance pratique d'utilisation. Edison décide d'utiliser à la place un courant de ligne créé par une batterie et d'utiliser les ondes sonores pour faire varier l'intensité du courant en changeant la résistance de l'émetteur.

Pour réaliser les résistances variables, il utilise des ampoules de verre qu'il remplit de graphite. Les résultats sont incertains parce que la résistance du graphite varie en fonction du bruit et du mouvement, mais ce genre de résistance variable et sensible est bien ce qu'il lui faut pour le téléphone.

Le 27 avril 1877, Edison conçoit pour la Western Union Télégraph un microphone dans lequel une petite pastille de graphite issu de noir de fumée est placée sous un diaphragme. Quand les ondes sonores déplacent le diaphragme, la pression est modifiée et change de ce fait la résistance du courant. Edison finalise la forme du diaphragme et de la pastille au mois de février de l'année suivante. Les pastilles de carbone utilisées dans les premiers téléphones d'Edison distribués par la Western Union sont toutes construites au laboratoire de Menlo Park. Le noir de fumée produit au laboratoire est un sous-produit des lampes à pétrole qui brûlent sans interruption dans un petit hangar. Le noir de fumée est raclé sur le verre de lampe et comprimé dans des pastilles. En 1885, Edison développe pour la Compagnie Bell Telephone un microphone à carbone amélioré, qui utilise des granules d'anthracite grillé à la place du noir de fumée.

Sur les premiers téléphones de Bell, le transmetteur et le récepteur ne formaient qu'un seul et même appareil que l'on portait alternativement à la bouche ou à l'oreille (la fameuse poire Bell).

Le téléphone Edison en revanche, présente deux parties bien distinctes :