Charles Wheatstone

Charles Wheatstone naquit à Gloucester, en 1802. Son père, un simple marchand de cette ville, l'y fit élever dans une école privée où le jeune Wheatstone révéla déjà ses aptitudes pour les sciences mathématiques et plus particulièrement pour la mécanique.
Après avoir terminé son éducation, Wheatstone commença sa carrière par être fabricant d'instruments de musique, profession où il trouvait un aliment naturel à ses goûts pour les sciences physiques et à son esprit d'ingéniosité mécanique.

En 1823, âgé seulement de 21 ans, il quitta Gloucester pour Londres où il s'établit à son compte, également comme luthier. C'est cette même année et peu de temps après son arrivée à Londres qu'il fit paraître dans les Philosophical annals, de Thomson, sa première publication « Nouvelles expériences sur le son ».

Quelque temps, plus tard, en 1827, il publiait dans le Quarterly Beview une nouvelle étude sur des expériences d'acoustique et une description du premier appareil de son invention, le kaleïdophone, « un nouveau jeu philosophique, ainsi que le désigne lui-même l'inventeur, pour l'application de quelques phénomènes amusants et intéressants d'acoustique et d'optique ».
Ce n'était qu'un jouet, en effet, mais ce jouet contenait déjà les principes que Wheatstone devait appliquer plus tard à l'invention d'un photomètre aussi simple qu'ingénieux.
C'est vers cette époque que Wheatstone paraît avoir fait connaissance de Faraday. Une certaine similitude dans la nature d'esprit, une même ingéniosité dans la
recherche des applications pratiques des découvertes de la science, un même amour de l'étude devaient rapprocher, en effet, ces deux hautes intelligences et cimenter entre elles des relations d'amitié dont l'intimité ne se démentit pas.

En 1829, nous trouvons, en effet, Faraday révélant au public, dans ses Conférences, les expériences de Wheatstone sur les vibrations des colonnes d'air, comme plus tard il se chargea le plus souvent de faire connaître les travaux et les inventions de son illustre ami qui, s'il était un causeur charmant dans l'intimité, ne fut jamais en public, par suite d'une trop grande volubilité de parole, qu'un très-médiocre conférencier (lecturer).
Poursuivons rapidement 1'énmnération des premiers travaux de Wheatstone, avant de parler de ses recherches sur l'électricité qui devaient mettre le sceau à son
illustration.

En 1831, il publie une étude sur la transmission des sons musicaux à travers les corps solides et, la même année, il trouve une preuve expérimentale de la théorie de Bernouilly sur les instruments à vent.
L'année suivante, il donne, dans une lecture publique, connaissance d'une étude sur le sommeil, le somnambulisme et le magnétisme animal, questions mystérieuses auxquelles il ne cessa pas, pendant tout le cours de sa vie, de porter un intérêt profond.

En 1833, il communique au célèbre institut scientifique de Londres, connu sous le nom de « Royal Society » un mémoire sur les figures, dites figures de Chladni, que produit le son sur des plateaux vibrants. Ce travail, le plus remarquable que Wheatstone ait publié sur l'acoustique, donnait pour la première fois l'analyse de ces figures si compliquées et établissait que, quels que fussent le nombre et l'enchevêtrement de leurs lignes, elles pouvaient toujours être ramenées à une figure simple avec lignes parallèles produisant le même son.

Nous sommes arrivés maintenant à l'époque qui marque, en quelque sorte, une date dans la vie de Wheatstone, car c'est celle à laquelle se rattachent ses conquêtes les plus remarquables et les plus fécondes dans le vaste domaine de la science.
En 1834, Wheatstone qui avait déjà depuis quelque temps abandonné sa première profession pour se consacrer tout entier aux études scientifiques, avait été nommé professeur de physique expérimentale au collège royal de Londres.
S'il faut en croire les Electric News, il n'y donna jamais un enseignement régulier et sa collaboration ne s'y traduisit que par quelques cours isolés sur le son et par les avantages que retirèrent ses collègues de ses conseils et du concours de ses lumières. Mais, s'il n'était pas un professeur très-assidu, peut-être, par suite de cette inaptitude à parler en public que nous avons indiquée tout-à-l'heure, en revanche, les travaux auxquels il se livrait à cette époque dans le silence du cabinet se révélèrent bientôt par des résultats trop remarquables pour que l'on puisse regretter le temps qu'il eût consacré au professorat.
C'est dans cette même année 1834, en effet, que Wheatstone fit ses célèbres expériences sur la vitesse de la propagation de l'étincelle électrique pour laquelle il inventa l'admirable méthode des miroirs tournants dont Arago, qui la qualifie en ces termes, et ses collaborateurs devaient faire un si noble emploi.
« Cette méthode admirable, en effet, dit M. Dumas (*) permit à Arago couronnant l'œuvre de sa vie scientifique, de tracer d'une main sûre le plan de l'expérience
fondamentale qui devait décider si la lumière est un corps émané du soleil et des astres ou un mouvement ondulatoire excité par eux.
(* Discours prononcé aux obsèques de Sir Charles Wheatstone dans le temple de la rue d'Aguesseau à Paris, le 21 Octobre.)
« Exécutée par un expérimentateur consommé, elle donna tort à la théorie de l'émission. Cette méthode a donc fourni à la philosophie des sciences la donnée certaine sur laquelle reposent nos idées sur la nature des forces et en particulier sur celle de la lumière. A l'aide de cet artifice ou d'un artifice analogue, on est
parvenu même à mesurer la vitesse de la lumière par des expériences purement terrestres, qui, poursuivies sous une forte impulsion, ont contrôlé la mesure de
la distance de la terre au soleil.
« La durée des mouvements rapides comme la pensée ou même plus rapides qu'elle, est donc mesurée sans incertitude par la méthode des miroirs tournants ou par des procédés se rapprochant de son principe. Cette méthode qui rendra le nom de Sir Charles Wheatstone immortel, marque une date et caractérise une époque dans cet art difficile de consulter la nature, base solide de la science moderne ».
L'on sait les résultats auxquels aboutirent ces expériences. Wheatstone trouva pour la vitesse de la propagation de l'étincelle électrique à travers un fil de cuivre 288,000 anglais (460,800 kilomètres) par seconde.
Sans doute, cette prodigieuse rapidité n'est point celle à laquelle atteint la transmission du courant sur les fils télégraphiques et surtout sur les câbles sous-marins.

Déjà, en 1838, Faraday pressentait ces différences et les expliquait par les variations de la tension suivant l'intensité de la charge et de l'induction et, en 1854 1), il
complétait ces explications confirmées par les faits et les résultats des expériences diverses tentées sur cette intéressante question dans les différentes parties du
monde savant. Mais, malgré les différences sensibles constatées dans la propagation du courant électrique, cette transmission quasi-instantanée ne pouvait pas manquer de conduire Wheatstone, à l'exemple de la plupart des physiciens qui s'étaient avant lui préoccupé de la question, à chercher les moyens d'utiliser cette propriété de l'électricité pour la transmission de la pensée entre deux points éloignés.

Nous ne voulons point ici, à l'occasion du premier appareil télégraphique imaginé par Wheatstone et dont il prit le brevet au mois de Juin 1837, aborder cette question beaucoup trop controversée et sans fondement, pensons-nous, du pays et de l'homme à qui appartient l'honneur de l'invention du télégraphe électrique. Cette magnifique invention n'est point, en effet, une conquête locale ou individuelle; c'est le produit d'un ensemble de découvertes et de conceptions auquel, depuis un siècle, a contribué le monde savant tout entier et elle ne saurait, dès-lors, être considérée comme le patrimoine d'une nation, mais bien comme l'héritage commun de la science cosmopolite.
Disons seulement — ce qui ne peut être contesté par personne, car c'est le simple énoncé d'un fait historique — que Wheatstone est l'auteur du premier télégraphe qui ait fonctionné sur une ligne d'une étendue importante, du premier télégraphe qui ait été appliqué à d'autres objets que des expériences de cabinet ou des communications scientifiques locales, du premier télégraphe, enfin, qui ait prouvé la possibilité d'affecter à l'usage public ce merveilleux moyen de communication. Il serait injuste, d'ailleurs, de séparer dans cette circonstance le nom de Wheatstone de celui de Cooke son premier associé, car si c'est l'esprit ingénieux de l'un qui sût imaginer les procédés pratiques faisant de l'électricité l'interprète docile de la pensée humaine, c'est l'énergie, la ténacité de caractère, l'esprit commercial du second qui réussirent à triompher du scepticisme, de la routine et de l'inertie de ses contemporains, à une époque où les hommes les plus sérieux traitaient de « sublime utopie » les essais d'application de ce nouvel et puissant agent.
L'on sait que le premier appareil de Wheatstone, fondé sur les principes indiqués par Ampère, se composait de 5 aiguilles aimantées qui, par un mouvement
combiné deux à deux ou isolé, pouvaient indiquer les vingt principales lettres de l'alphabet et les dix chiffres.
Son fonctionnement nécessitait donc l'emploi de six fils, car l'on ne connaissait pas encore cette remarquable propriété de la terre pour le retour du courant que
devait bientôt révéler Steinheil. L'appareil était complété par une sonnerie fonctionnant sous l'influence d'un électro-aimant.
« Les premières expériences de Wheatstone, dit M. le Cte du Moncel1), furent faites entre Londres et Birmingham et la réussite la plus complète couronna ses efforts. Son télégraphe marcha parfaitement bien; la sonnerie seule fonctionna difficilement. Si nous rappelons ce détail, c'est qu'il fut l'occasion d'une des plus importantes découvertes faites dans la télégraphie électrique, celle des relais, sans laquelle bon nombre d'applications électriques ne seraient rien.

« A l'époque de l'établissement des premières lignes télégraphiques en Angleterre, les conditions de force des électro-aimants, suivant la longueur du circuit,
n'étaient pas encore connues. On s'imaginait à tort que moins l'hélice magnétisante dont ces organes électriques sont entourés présentait de résistance, plus leur action devait être énergique et, en conséquence, ils étaient toujours entourés d'un gros fil. Or, Wheatstone ayant remarqué que des électro-aimants dans de pareilles conditions étaient moins susceptibles de fournir des réactions à distance que d'autres effets physiques des courants, s'imagina d'avoir recours à ces derniers pour obtenir une réaction intermédiaire capable de mettre en jeu l'électro-aimant de sa sonnerie, sous l'influence d'une seconde pile placée près d'elle et à laquelle il donna alors le nom de pile locale....
C'est grâce à ce système auxiliaire que Wheatstone put faire fonctionner son appareil et c'est cette même découverte qui permit à Morse d'appliquer pratiquement le sien ».
L'on ne saurait contester l'influence considérable qu'eût sur la praticabilité — qu'on nous passe ce néologisme — de la télégraphie, les dispositions adoptées par
Wheatstone pour l'électro-aimant de son appareil. Ici les témoignages abondent : « Quelque ingénieuses, dit Daniell que soient les inventions du professeur Wheatstone, elles n'auraient pu servir en rien au but télégraphique sans les recherches qu'il fut le premier à faire sur les lois des aimants électriques lorsqu'ils agissent sur de grandes étendues de conducteurs ». — « La vie, l'âme du télégraphe électrique, écrit l'ingénieur américain Page 2), est ce merveilleux petit instrument appelé électro-aimant récepteur, imaginé par le professeur Wheatstone. » — « Le savant, dit de la Rive 3), qui le premier ait contribué par ses travaux, aussi ingénieux que persévérants, à donner à la télégraphie électrique le caractère pratique qu'elle possède aujourd'hui est, incontestablement, M. Wheatstone Le principe sur lequel son signal d'appel est fondé renferme un nombre énorme d'applications, car il permet de mettre en action, à toute distance, toutes les forces de la mécanique d'une manière instantanée », etc., etc.
1) Introduction à l'étude de la philosophie chimique.
2) Lettre de Washington, du 24 Mars 1860, citée par M.
du Moncel, loc. cit.
3) Traité de l'électricité.

Nous ne nous arrêterons pas davantage sur ces premiers appareils télégraphiques. Si nous voulions examiner en détail toutes les inventions dont le domaine
des sciences électriques est redevable à Wheatstone, cet article nécrologique atteindrait les dimensions d'un véritable traité de télégraphie.
Nous reprenons donc rapidement la simple énumération des travaux successifs auxquels sa vie entière a été consacrée.
Après les expériences de Birmingham, Wheatstone, de concert avec Cooke, s'occupa de la construction d'une ligne sérieusement affectée à l'exploitation. Cette première ligne, car celle de Londres à Birmingham n'avait qu'un caractère d'expérience provisoire, fut établie en 1839, sur le Great Eastern Railway de Paddington à West-Drayton.
Pendant ces travaux, Wheatstone ne cessa pas de chercher à perfectionner son œuvre. Il transforma son appareil à 5 aiguilles et à 6 fils en un appareil à 2 aiguilles puis à une seule, avec suppression du fil de retour et lui donna la forme sous laquelle l'Angleterre en a fait un si grand usage et qu'elle conserve encore sur plusieurs de ses petites lignes. En même temps, il chercha la forme qui convient le mieux pour réaliser ces relais dont l'idée première lui avait été inspirée, comme on l'a vu plus haut, par les défectuosités du signal d'appel de son premier appareil. Ce n'est qu'après une série de tâtonnements qu'il put parvenir à l'instrument que tous les télégraphistes connaissent aujour-d'hui et dont les formes ont été variées de tant de manières différentes. « Son premier relais ^ était constitué au moyen d'une sorte de thermomètre à mercure à branche recourbée, dont la boule, placée en haut, contenait un liquide acidulé superposé au mercure avec un tube de dégagement à bouchon de mercure. Deux fils de platine insérés dans cette boule et en rapport avec le circuit de ligne permettaient au courant de provoquer un dégagement de gaz, et, sous l'influence du mouvement communiqué au mercure par ce dégagement, celui-ci s'élevait dans ce tube et pouvait, en rencontrant un fil de platine placé à hauteur convenable, provoquer une fermeture du courant local ».
Ce n'est pas dans un simple intérêt historique que nous avons mentionné ici la description de ce système de relais qui paraîtra peut-être un peu primitif, comparé
à ceux qui l'ont remplacé, mais c'est qu'il est remarquable d'observer que cette idée de Wheatstone d'utiliser, pour la construction de son premier relais, la grande sensibilité du mercure à l'action d'un courant traversant un électrolyte qui lui est superposé, est la même qui l'a inspiré dans la dernière invention de sa vie,
celle d'un nouvel appareil (recorder) pour la transmission sur les lignes sous-marines et qui, formé lui aussi par une boule de mercure se mouvant sous l'action d'un acide contenu dans un tube capillaire, serait, dit-on, 58 fois plus sensible qu'aucun des « recorder » déjà connus.

Il semblerait que dans cette période de 1834 à 1840 qui est tellement remplie par ses travaux sur l'électrité, Wheatstone n'aurait pas pu trouver place pour d'autres études. C'est cependant encore de cette période que datent quelques-uns de ses plus remarquables travaux sur d'autres branches des sciences physiques.

En 1835, en effet, il envoie à l'Association britannique pour l'avancement des sciences une étude sur les différents essais faits pour imiter le langage humain par des procédés mécaniques et il invente une machine imitant très-heureusement quelques-uns des sons élémentaires de la voix humaine.
La même année, dans le cours de ses expériences sur la vitesse de l'électricité, il observe pour la première fois qu'en changeant la nature des métaux chargés de livrer passage au courant électrique, l'étincelle qui se dégage de chacun d'eux émet dés rayons colorés de nuances différentes. C'est le prélude de cette découverte merveilleuse de la spectroscopie qui permet par la simple inspection des couleurs du prisme de reconnaître l'existence des métaux que contiennent les corps lumineux.

En 1838, il invente le stéréoscope et cette invention qui, perfectionnée par son illustre compatriote Brewster, devait s'allier bientôt à la photographie pour devenir l'ornement de tous les salons, Wheatstone y est amené, dit M. Dumas, « non par un hasard heureux ou par des tâtonnements pénibles, mais par une suite d'études délicates et profondes sur la physiologie de la vision. Mettant à profit les formules sévères de l'optique et l'observation des phénomènes fugitifs des sensations perçues par l'œil, il découvrait par quels artifices des dessins plats peuvent donner le sentiment exact, l'illusion complète du relief ».

Enfin, en 1839, il invente son chronoscope pour la mesure de la durée des petits intervalles de temps que, dès l'année suivante, il proposait d'appliquer à la mesure de la vitesse du projectile lancé par les armes à feu.
La rupture par la balle ou le boulet d'un fil placé à l'orifice du canon interrompt le courant que le projectile rétablit en venant frapper la plaque métallique qui sert de but. C'est le principe appliqué dans tous les chronoscopes inventés ultérieurement.

Les années qui suivirent cette période de la vie de Wheatstone ne furent pas moins fécondes en travaux utiles, en découvertes ingénieuses et en perfectionnements continuels.
Dès 1840, il cherchait les moyens de communiquer au-delà des mers, par l'emploi de câbles immergés au fond de l'Océan. Laissons ici la parole à l'un des plus éminents ingénieurs que l'Administration des télégraphes français ait possédé dans son sein, M. Gounelle, qui eut, dans différentes circonstances, l'occasion d'entretenir avec Wheatstone des relations personnelles et notamment, procéda conjointement avec lui, en 1854, à une série d'expériences sur la vitesse de la propagation du courant électrique dans le câble de Calais à Douvres.
« M. Wheatstone, dit M. Gounelle, est le véritable inventeur du télégraphe sous-marin. Il nous a fait voir les plans que, dès 1841, il avait montrés en France.
Tout y est indiqué, l'isolement du fil, sa protection au moyen du câble, le mode de pose et les moyens de le sortir de l'eau pour découvrir les avaries qu'il aurait subies. Du reste, un document officiel prouve que la priorité de cette idée appartient au savant professeur; il a été appelé à cette époque devant une Commission
de la Chambre des Communes, pour donner des explications sur la proposition qu'il faisait d'unir télégraphiquement par un câble sous-marin l'Angleterre et la
France.
Les plans ont été exposés aux regards du public dans la gare de Versailles, en 1845, à l'époque où M. Wheatstone établissait son télégraphe sur cette ligne.

En Octobre 1845, M. l'abbé Moigno rendait compte de ce projet dans le Journal l'Epoque ». Dans cette même année 1840 où la télégraphie était encore au berceau, Wheatstone, à peu près simultanément avec Bain, proposait déjà d'imprimer les dépêches en caractères ordinaires. Bien que l'appareil qu'il imagina à cet effet ne puisse guère être considéré que comme un essai ne résolvant pas encore complètement le problème, puisqu'il exigeait deux fils pour fonctionner, il n'en est pas moins remarquable de voir déjà surgir l'idée qui a été réalisée depuis par tant d'inventeurs et qui, dans les mains du professeur Hughes, est devenue d'une application générale.
En 1843, Wheatstone adresse à la « Royal Society » un « compte-rendu de nouveaux appareils et procédés pour déterminer les constantes des circuits voltaïques». C'est dans ce compte-rendu que l'on trouve indiquée la fameuse méthode différentielle de la mesure des résistances qui, bien qu'elle eût, d'après The télégraphie Journal, été décrite antérieurement par Christie, n'en est pas moins universellement connue sous le nom de « Pont de Wheatstone ».
En même temps, le fécond inventeur proposait l'adoption d'une unité de résistance électrique formée d'un fil de cuivre d'un pied de longueur et pesant cent grains. C'était, à peu près, on le voit, l'unité proposée déjà par Lanz, en 1831, et qui devait être avantageusement remplacée plus tard par des unités plus rationnelles, l'Ohmad, de l'association britannique et l'unité Siemens.
C'est de 1843 également que date l'appareil imaginé par Wheatstone pour enregistrer les observations météorologiques, au moyen de l'immersion d'un fil de platine dans un tube barométrique ou thermométrique.
Destiné, d'abord, à noter simplement la température et la pression de l'air, le principe de cet appareil fut appliqué plus tard par l'inventeur lui-même non seulement aux autres observations de la météorologie, comme la force et la direction du vent, mais encore à une quantité d'autres buts de diverse nature, tels que la mesure de la température de l'eau des puits artésiens ou des serres, le comptage des personnes ou des objets passant par un même point, le numérotage des exemplaires des journaux sortant de la presse, etc. Ce sont des appareils automatiques Wheatstone que le « Times », par exemple, emploie pour régler son tirage.

Il serait trop long de suivre tous les travaux de Wheatstone pour le développement successif de ses inventions, pour le perfectionnement continuel de ses con-
ceptions primitives, pour les applications multiples de la même idée, car, contrairement à certains inventeurs, qui, une fois connue la découverte qui doit les immortaliser, laissent aux autres le soin de la compléter et de la féconder, Wheatstone n'a pas cessé, dans tout le cours de son existence, de poursuivre lui-même toutes les améliorations et tous les développements dont ses inventions lui paraissaient susceptibles. Aussi, il ne s'écoule pour ainsi dire pas d'année où il n'ait attaché son nom à quelque étude, à quelque modification, à quelque découverte nouvelle, de même qu'il n'y a pas, en quelque sorte, dans le vaste domaine de la télégraphie un coin qu'il n'ait exploré, un sillon au déchiffrement duquel il n'ait contribué.
Nous avons déjà vu la part qu'il a prise à l'invention du télégraphe à aiguille, du télégraphe imprimeur et du télégraphe sous-marin. Nous rencontrons son nom également quand il s'agit du télégraphe à alphabet très-employé en Angleterre et qui, transformé en France par Bréguet et Froment, y est devenu et y est encore
d'une application générale sur les lignes des chemins de fer et dans les petits bureaux.
Nous le retrouvons encore au nombre des premiers qui ont imaginé le télégraphe automatique, perfectionné la cryptographie, de même que parmi ceux qui ont rendu pratique le principe fécond de la double transmission.

En 1845, il vient en France expérimenter entre Paris et Versailles ses appareils télégraphiques dont l'idée avait permis d'établir, l'année précédente, la ligne de Paris à Rouen qui est une des premières grandes lignes qui ait fonctionné dans le monde.
En 1849, c'est d'après ses indications qu'est immergé entre Douvres et Calais le premier câble sous-marin.
En 1852, il envoie à la « Royal Society » un mémoire sur la vision binoculaire et invente le pseudoscope qui fait paraître convexes les objets concaves et réciproquement.
En 1854, il dirige les expériences sur la vitesse du courant dans les câbles de la Manche.
En 1855, il enrichit l'exposition universelle de Paris de ses appareils de toute nature.
En 1857, il imagine un appareil simple et facile à construire partout qui permet de traduire en lettres secrètes les dépêches ordinaires et à rendre en langage ordinaire une dépêche écrite en lettres secrètes.
En 1858, il imagine un nouvel appareil à alphabet et l'appareil automatique déjà mentionné qu'il perfectionne plus tard en 1867.
Pendant cette période, il apporte à la fabrication et aux essais des premiers câbles transatlantiques le concours continu de sa science et de ses lumières. Quelques années plus tard, il invente son « recorder » à mercure cité plus haut et, enfin, quand la mort l'a frappé, le 19 Octobre à Paris, il revenait en France pour diriger les expériences de son appareil automatique à rapide transmission, transformé.

Que cette vie toute d'études, que ces nombreuses conquêtes dans les champs de la science appliquée aient donné au professeur Wheatstone une situation enviable, ait entouré son existence d'une large aisance, son nom d'une considération générale, sa personne de distinctions méritées, ce sont là des résultats dont il faut hautement se réjouir, car ils prouvent que notre siècle, moins ingrat peut-être que ses devanciers, sait honorer l'intelligence et ne pas lui marchander le fruit légitime de ses travaux.
Créé Chevalier par la Reine Victoria, en 1868, en récompense des découvertes qui avaient rendu possible la grande œuvre de relier les deux continents par une
communication durable, Sir Charles Wheatstone possédait, en outre, 34 décorations ou diplômes étrangers.
Chevalier de la Légion d'honneur depuis 1855, membre de la « Royal Society » depuis 1836, il avait reçu deux ans avant sa mort la plus haute distinction que l'Institut de France puisse accorder à ceux qui ne sont pas ses nationaux, celle d'être nommé l'un des huit associés étrangers de l'Académie des sciences.
Aussi, à Paris comme à Londres, les derniers honneurs rendus aux dépouilles mortelles de Sir Charles Wheatstone ont-ils réuni autour de son cercueil un concours empressé des illustrations de la science et des députations nombreuses de tous les corps savants, apportant un sentiment également profond dans ce témoignage de leurs douleurs et de leurs regrets.

LE SON
Bien avant l'invention du téléphone électrique par Alexander Graham Bell, Charles Wheatstone s'intéresse de près à la transmission mécanique du son.
En 1821, il présente l'Acoucryptophone ou « lyre enchantée » : une lyre suspendue au plafond qui semblait jouer de la musique de manière magique. En réalité, le son provenait d'un piano situé à l'étage supérieur, transmis physiquement à travers le plafond par de longues tiges métalliques ou en bois reliées à la table d'harmonie.
Nous avons déjà écrit : En 1823, âgé seulement de 21 ans, il quitta Gloucester pour Londres où il s'établit à son compte, également comme luthier. C'est cette même année et peu de temps après son arrivée à Londres qu'il fit paraître dans les Philosophical annals, de Thomson, sa première publication « Nouvelles expériences sur le son »

LA LYRE ENCHANTÉE.
Son père, marchand de musique dans le chef-lieu du comté, s'était installé avec sa famille en 1806 au 128 Pall Mall, à Londres. Il enseignait la flûte et fabriquait et vendit des instruments de musique. Cette ambiance familiale a développé l'intérêt du jeune Charles pour l'acoustique : il chercha à comprendre les propriétés du son, comme le timbre, en termes de vibrations. La possibilité de transmettre les sons sur de longue distance constituera une de ses questions initiales. Il travaillera dans ce domaine de recherche durant quinze ans, notamment en étudiant la transmission mécanique du son, les démonstrations visibles des vibrations et les propriétés de la colonne d'air vibrante.
En 1821, il attira l'attention en exposant un instrument qu'il appela «la lyre enchantée» (enchanted lyre)
Wheatstone publie ses premiers travaux en acoustique alors qu'il était employé chez un marchand d'instruments de musique (1823).

Wheatstone présenta sa lyre enchantée en juillet 1821 sous le nom technique d'acoucryptophone, néologisme inspiré du grec qui signifie littéralement « écoute d'un son caché ».
Le dispositif fut exposée à Londres, au 118 Pall Mall, dans la boutique familiale, à partir du 12 juillet 1821. L'exécution de compositions de Dussek, Haendel, Kalkbrenner, Mozart et Streibelt étaient annoncées en s'adressant à la fois aux scientifiques et aux amateurs de musique.
Le 16 juillet The Morning Post écrit :

"Nous ne saurions trop exprimer notre approbation à l’égard d’une nouvelle invention musicale baptisée « Lyre enchantée » ; ses prestations — qu’elles soient le fruit de mécanismes ou de procédés plus extraordinaires — surprennent l’auditeur par une brillance d’exécution et une beauté d’expression qui, à notre sens, atteignent un degré difficilement surpassable. Nous espérons que l’ingénieux inventeur trouvera, dans les encouragements du public, une récompense à la mesure de l’importance de sa découverte.

Voici la description que donne The Literary Gazette (15 septembre 1821) de la lyre enchantée

LA LYRE ENCHANTÉE.
Nous avons été très heureux d'avoir vu l'exposition à Pall Mall d'un instrument baptisé «Lyre Enchantée», invention de M. Wheatstone. La salle d'exposition présente une œuvre d'une belle facture, en forme de lyre ancienne, suspendue au plafond. Ses cornes se terminent par des embouchures rappelant des clairons.
Son centre est recouvert de chaque côté de plaques d'un brillant éclat métallique, et on y trouve une serrure ornée, semblable à celle d'une horloge, permettant de la remonter. Ce qui n'est évidemment qu'une ruse, car l'instrument ne produit certainement pas de sons mélodieux suite à cette opération. Tout autour, un léger arceau, d'environ un mètre cinquante de diamètre, est soutenu par des fixations tout aussi légères au sol.
L'inventeur rejette tout mécanisme (bien qu'il remonte la machine) et affirme que l'exécution de la Lyre Enchantée résulte entièrement d'une nouvelle combinaison de pouvoirs. Quoi qu'il en soit, son exécution est à la fois brillante et magnifique. La musique semble en émaner ; les sonorités sont très douces, l'expression douce ou puissante, et l'ensemble est véritablement charmant.
Nous avons écouté la pièce de bataille de Steibelt avec un plaisir sincère, et avons été tout aussi enchantés par plusieurs autres compositions à la mélodie simple et à l'harmonie plus complexe.
M. Wheatstone prétend pouvoir donner un concert, produisant, par les mêmes moyens, une imitation de divers instruments à vent et à cordes : en attendant, les mélomanes se régaleront d'entendre la Lyre Enchantée se produire pendant une demi-heure.

Le visiteur pouvait voir un appareil en forme de grande lyre ancienne suspendue au plafond et entourée, sans le toucher, d'un cerceau recouvert de velours, soutenu au sol par trois tiges (ou peut-être des tubes creux, selon un témoin oculaire perplexe). Les pavillons de la lyre ressemblaient à des clairons courbés vers le sol et les disques de chaque côté du corps de l'instrument avaient une apparence métallique. La lyre était suspendue à un fil de laiton traversant le plafond et relié aux tables d'harmonie des instruments d'une pièce située au-dessus, où des musiciens invisibles jouaient de la harpe, du piano et du dulcimer. Au début, seuls des instruments à cordes étaient utilisés, car Wheatstone avait constaté que, s'il était relativement facile de transmettre ainsi le son d'instruments dotés de cordes et de tables d'harmonie vibrantes, il était presque impossible de coupler la lyre à des instruments comme la flûte, dont la seule vibration était celle d'une colonne d'air.
Wheastone démontrait ainsi que si les tables d'harmonie de deux instruments étaient jointes, les notes jouées sur l'une étaient reproduites sur l'autre

L'appareil suscita une attention considérable dans les milieux scientifiques et auprès du public. Des comptes rendus de sa performance furent publiés dans The Gentleman's Magazine de juillet 1821, le Repository of Arts du 1er septembre 1871 et dans la Literary Gazette du 15 septembre 1821. Il était précisé que l'appareil pouvait jouer une cinquantaine de pièces, dont certaines complexe et difficiles, mais le principe de fonctionnement ne fut pas divulgué. Certains exprimèrent leur scepticisme, argumentant que les oeuvres étaient exécutées par un musicien placé dans la pièce voisine (The New Monthly Magazine, 1822).
A partir de mars 1822, la Lyre enchantée est présentée, sous le patronage de la Princesse Augusta sous la colonnade de l'Opera de Covent Garden avec le Diaphonicon (un dispositif d'amplification des sons) et l'Invisible Girl, qui, en plus de ses performances verbales habituelles, intervient également comme interprète musicale.
De juillet 1822 à avril 1823, l'exposition, toujours sous le patronage de la Princesse Augusta, devient le Wheatstone Musical Museum et la Lyre enchantée est à présent nommé comme Acoutryptophone. On peut également assiter au spectacle de l'Invisible Girl, au concert du Grand Central Diaphonic Orchestra, à des démonstration de l'OEdephone et du Compensation Grand Piano Forte de Stodart.
Le Français A.J.B. Defauconpret, dans son livre Londres en mille huit cent vingt deux, mentionne la Lyre voisinant avec une soi-disant sirène empaillée.
En mai-juin 1824, la Lyre enchantée apparaît encore à Spring Garden, en alternance avec l'Invisible Girl, des présentations d'animaux et de voyages.
Elle réapparaît brièvement en janvier 1827 à la Waterloo Room, sur le Pall Mall, toujours en compagnie de l'Invisible Girl, de l'OEdophone et avec cette foi un Cosmorama et la balance de Merlin. Le 26 avril 1828, on la retrouve à Norwich, avec l'Oracle invisible, l'automate de la femme turque et le chien espagnol Don Carlo.

Dans son article «New Experiments on Sound», publié dans les Annals of philosophy de Thomson en août 1823, Wheatstone le décrivit en détail.
Les lois de la communication des vibrations phoniques étant plus évidentes dans les conducteurs linéaires, je limiterai le présent article à un résumé de leurs principaux phénomènes.
Lors de mes premières expériences sur ce sujet, j'ai placé un diapason, ou une corde tendue sur un archet, à l'extrémité d'une tige de verre ou de métal de cinq pieds de long, communiquant avec une table d'harmonie. Le son était entendu aussi instantanément que lorsque le diapason était en contact immédiat, et il cessait aussitôt que la tige était retirée de la table d'harmonie, ou le diapason de la tige. Il en résulte que les vibrations, inaudibles lors de leur transmission, sont multipliées par la rencontre d'un corps sonore et deviennent très sensiblement audibles.
En poursuivant mes recherches sur ce sujet, j'ai découvert des moyens de transmettre, au moyen de tiges beaucoup plus longues et d'épaisseurs très réduites, les sons de tous les instruments de musique dépendant des vibrations de corps solides, ainsi que de nombreux types d'instruments à vent.
Il est étonnant de constater comment toutes les variétés de mélodie, de qualité, d'audibilité et toutes les combinaisons d'harmonie sont ainsi transmises sans altération, et rendues audibles par communication avec un récepteur approprié. L'une des applications pratiques de cette découverte est présentée à Londres depuis environ deux ans sous le titre de «La Lyre Enchantée». L'illusion était si parfaite dans ce cas, grâce à l'intense état vibratoire de l'instrument alternatif et à l'interception des sons de l'instrument excitant distant, qu'elle a été universellement imaginée comme l'un des plus grands efforts d'ingéniosité dans le mécanisme musical. Les détails des modifications importantes dont cette invention est susceptible, je les réserverai pour une communication ultérieure ; l'apparence extérieure et les effets de l'application individuelle mentionnée ci-dessus ont été décrits dans les principaux journaux périodique.

L'article "On the Transmission of Musical Sounds Through Solid Linear Conductors, and on their Subsequent Reciprocation", publié par Wheatstone en 1831 constitue une étape marquante de l'histoire de l'acoustique, car il a transformé des observations éparses en une étude expérimentale systématique de la transmission du son à travers des conducteurs solides. Wheatstone a démontré que des sons musicaux complexes, et non de simples impulsions isolées, pouvaient se propager sur de longues distances via des tiges et des fils tout en conservant leur structure harmonique. Wheatstone a également montré que ces vibrations pouvaient être «restituées», c'est-à-dire reconverties en un son audible grâce à une table d'harmonie placée à l'extrémité réceptrice, créant ainsi, de fait, un amplificateur mécanique.
Cette découverte a permis d'établir la distinction cruciale entre la transmission de la vibration et son rayonnement acoustique. Il a étudié l'influence du matériau, des dimensions et de l'élasticité des conducteurs, établissant un lien entre leurs propriétés physiques et l'efficacité de la propagation sonore. Son article passait en revue les travaux antérieurs de Hooke, Chladni et Wünsch, tout en prolongeant leurs expériences bien au-delà de simples démonstrations. Wheatstone a souligné que les conducteurs solides pouvaient transmettre des sons avec une clarté remarquable sur des distances infranchissables par le seul biais de l'air.
Ses expériences suggéraient qu'il était possible de transmettre de la musique d'une pièce à une autre, ou, en principe, sur des distances bien plus grandes, sans recourir à aucun dispositif électrique.
L'article introduisait ainsi les principes physiques fondamentaux qui seraient ultérieurement exploités par la téléphonie mécanique puis électrique : la transmission fidèle, la réception et l'amplification d'ondes sonores complexes.

Les physiciens ont donc très tôt compris que le son pouvait être transmis sur une distance considérable par un simple dispositif mécanique.
Bien que plusieurs brevets soient apparus, l’idée d’envoyer de la voix sur une corde vibrante a été reléguée au jouet connu sous le nom de « télégraphe de l’amoureux », ou deux membranes de parchemin tendues sur des anneaux reliés au centre par un fil de soie.

Au cours de ses premières années d’expérimentation en acoustique, Wheatstone spécula sur les possibilités de transmission du son sur de longues distances, ce qui le conduisit à expérimenter la télégraphie électrique dans les années 1830.

La Voix
En 1835, Charles Wheatstone présentait une réplique de la machine parlante de Wolfgang von Kempelen. Il profitait des progrès technologiques réalisés dans les dernières décennies pour parfaire la construction.
En 1837 il publiait un article au sujet des inventions de Gottlieb Kratzenstein et de Wolfgang von Kempelen ainsi que sur la contribution “On vowel sounds” de Robert Millis, dans le journal The London and Westminster Review.
-> Rapport de la réunion à Dublin en 1835
A gauche "The London and Westminster review, Vol 28, october 1837"

Deux années plus tôt, Charles Wheatstone avait déjà exposé ses études et présenté sa réplique d’une machine parlante à l’association britannique pour l’avancement des sciences lors de son assemblée à Dublin en août 1935.

En 1930 Richard Paget, un avocat anglais et amateur des sciences, publiait son livre Human Speech. C’est le dernier qui rapportait au sujet de la réplique de la machine parlante réalisé par Charles Wheatstone sur base de la description de Wolfgang von Kempelen. Dans son livre il a publié l’esquisse suivante de l’engin :
Livre Human Speech de Richard Page, 1930, page 18
Fabian Brackhane a signalé dans sa dissertation Kann was natürlicher, als Vox humana, klingen ? de 2015 que la réplique de Charles Wheatstone se trouve aujourd’hui dans un dépôt du Musée des Sciences à Londres avec l’attribution Wheatstone’s artificial voice box. Il a même réussi à obtenir des photos de la construction qu’il a publiée dans sa dissertation.

De la pile Volta au télégraphe Wheatstone

* Durant l'année 1799 Alessandro Volta (1745-1827) note qu'il pouvait produire un courant électrique en mettant deux métaux différents en contact entre eux. Les recherches plus approfondies ont abouti à ’la pile voltaïque’.
* En 1816 Francis Ronalds (1788-1873) construit dans son jardin (juste au-dessus du Pont de Hammersmith à Londres) une structure en bois complexe qui porte presque 15 km de fil métallique. En appliquant une charge électrique à une extrémité de ce long fil, une étincelle jaillit à l’autre bout. Il montre ainsi que l'électricité circule sur une longue distance dans un délai imperceptible et sans affaiblissement. Il utilise alors la ligne pour effectuer quelques expériences simples de signalisation.
* En 1820, le physicien danois Hans Christian Œrsted (1777-1851) publie un document dans lequel il montre qu'une aiguille magnétique pouvait dévier par un fil portant un courant électrique et que la direction de la déviation dépend de la direction du courant et aussi selon si le fil est au-dessus ou audessous de l'aiguille.
* Moins de deux mois plus tard, André-Marie Ampère (1775-1836) publia son explication théorique de l'effet et c'était le début de l’électromagnétisme.
* A la même période, Johann Schweigger (1779-1857) de Halle (en Allemagne) annonça l'invention qui est connue comme le ‘multiplicateur de Schweigger’, une invention très importante dans l'histoire du télégraphe. Il concluait des expériences de Œrsted qu’un courant circulant dans une bobine, à l'intérieur de laquelle une aiguille est placée, éprouve une force multipliée dans la proportion du nombre des tours de fil.
* L'idée de Schweigger est appliquée avec succès en 1832 par les scientifiques Karl F. Gauss (1777-1855) et Wilhelm E. Weber (1804-1891) de Göttingen (Allemagne) dans un système de ligne télégraphique à une aiguille (2.5 km) entre l'observatoire de Gauss et le laboratoire de Weber. Leur système peut être considéré comme la première liaison télégraphique privée effective au monde. Il était principalement utilisé pour transmettre les résultats de leurs mesures liées à la loi d’Ohm et au champ magnétique de la terre.
* Vers le milieu de 1830, le système est remis au professeur Carl A. Steinheil (1801-1870) de Munich. Il améliore la partie électromagnétique pour produire le courant (par une magnéto) et conçoit aussi un récepteur simple mais ingénieux. Il publie une description en 1838, mais ne la développe pas davantage.
Steinheil découvre au milieu des années 1830, pendant ses expériences concernant l'utilisation comme conducteurs les rails de chemins de fer, qu'il pouvait utiliser la terre comme un fil.
* Au même moment, un diplomate russe en Allemagne, le Baron Schilling von Canstatt (1786-1837), avec l'aide du professeur Georg W. Muncke (1772-1847) de Heidelberg (Allemagne), travaillait sur un télégraphe basé sur cinq circuits électriques contrôlant cinq aiguilles. Chaque aiguille magnétique était suspendue par un fil en soie et accrochée horizontalement dans une bobine de fil électrique. Un disque vertical de carton portant une ligne noire horizontale sur un côté et une ligne verticale sur l’autre était en suspension sur un fil. Au-dessous de l'aiguille et la bobine il y avait une tige horizontale qui se déplaçait dans une petite coupe
de mercure pour limiter la fluctuation de l’aiguille. Chaque disque pouvait prendre deux positions selon le sens du courant électrique envoyé par l'émetteur. Il y avait 32 positions possibles.
Quelques années plus tard, Schilling simplifia son télégraphe pour utiliser seulement une aiguille. En 1837, à la demande du Tsar russe, il installa la première ligne entre Kronstadt et Peterhof. Il mourra avant que le projet ne soit achevé. C’est dommage, car il aurait pu être le père de la télégraphie.
* Le professeur Muncke montre un système à aiguille dans ses cours. Nous étions en mars 1836 quand un jeune homme dans son public, William Fothergill Cooke, qui était extrêmement captivé par ce télégraphe voit immédiatement son potentiel lucratif. Il demande bientôt à Wheatstone de l'aider (voir dans les
chapitres suivants). Tout était prêt; le télégraphe électrique était sur le point de faire son rentrée et c’est en 1837 qu’il apparut. Si Cooke et Wheatstone ne l’avaient pas réalisé, il aurait été fait par quelqu’un d’autre. Il pourrait être ajouté ici que le brevet des États-Unis de Samuel Morse a été daté le 20 juin 1840.
Les propriétaires du brevet de Morse n’ont jamais mis en cause la priorité de Cooke et Wheatstone.

Dans ses travaux, Joseph Henry démontra à ses étudiants un moyen de produire des effets mécaniques à une portée bien plus grande qu'on ne le pensait auparavant. Il utilisa un petit aimant « d'intensité » dans un circuit local pour contrôler un grand aimant « de quantité » supportant des poids de plusieurs centaines de kilos. Lorsqu'il alimenta le petit aimant par un long circuit, il attira vers le haut un fil métallique, ce qui rompit le circuit local et provoqua la chute brutale des poids. Il ne publia pas de description de ce relais primitif, dont Morse eut connaissance par un intermédiaire et qui joua un rôle crucial dans le développement du télégraphe. Il en parla cependant à Charles Wheatstone en Angleterre en 1837 et affirma en avoir fait la démonstration à ses étudiants de Princeton plusieurs années auparavant. Bien qu'il ne fût pas intéressé par des applications commerciales, Henry considéra plus tard ces démonstrations comme les premières à démontrer la faisabilité d'un télégraphe électromagnétique.

En 1841, Charles Wheatstone, le concepteur anglais du télégraphe reliant Paddington à West Drayton, inventa un appareil télégraphique capable d'imprimer des lettres. Il fallut cependant de nombreuses années avant que les télétypes ne soient largement utilisés .

Publications scientifiques Wheatstone
Wheatstone s'intéressa aussi particulièrement aux publications des scientifiques continentaux. Il commença alors sa participation définitive dans le domaine de l’électricité. Alors que le monde était toujours à l'étape "d'instruments pédagogiques", il avait déjà une vision des télécommunications qui pouvait délivrer des messages imprimés dans le monde entier. Il obtint son premier brevet en 1829 pour un instrument de musique spécial, le ‘symphonium’.
En 1833 il publia deux importants articles. L’un portait comme titre « On acoustic figures » et l'autre « An account of some experiments to measure the velocity of electricity and the duration of electric light ».
Cette dernière étude sur l'électricité marqua un point de départ du travail qu'il avait précédemment fait sur l'acoustique.
Cette expérience est connue comme celle du ‘’miroir tournant’’. Le résultat était de 460.000 km par seconde (des expériences plus précises dans les années 1860 avaient montré que ceci était manifestement plus élevé que la vitesse de la lumière). Aussi du fait que ces deux articles ont amélioré sa réputation scientifique en 1834 il fut nommé au poste de ‘Professor of Experimental Philosophy’ au ‘King's College’ à, Londres.
Ses premières tentatives (1833 – 1834) pour mesurer la vitesse du courant électrique utilisant de longues lignes étaient peu concluantes, mais ces expériences lui ont donné l'idée de transmettre des signaux sur de grandes distances.
Autrement dit, il pensait déjà comment il pouvait convertir son appareil vers un télégraphe.
Ses études postérieures sur les signaux dans des câbles sous-marins ont contribué à la compréhension des effets de capacité et d'inductance dans des conducteurs sous-marins. Par la suite il s'est consacré dans les années suivantes (particulièrement en 1836 et 1837) à la fabrication d'un télégraphe. Au début de 1837 il inventa plusieurs versions, en vue de leur apporter une utilisation pratique.
Il est important de noter que ces partenariats avaient une influence considérable sur son travail, ce qui l’aidait beaucoup dans cette période. Parmi eux figurent son ami Joseph Daniell (1790-1845), qui était aussi un Professeur au King's College, et le Professeur Joseph Henry, professeur de Mathématiques et de Sciences Naturelles à l'Académie d'Albany, New-York, une autorité dans le domaine de l’électromagnétisme.

Le fait que seul Wheatstone avait la compréhension nécessaire de la théorie des circuits électriques pour concevoir un système télégraphique qui fonctionnerait au travers de plusieurs miles de fil l'a mis en position de force pour continuer.
Ensemble avec William F. Cooke, qui frappa à sa porte le 27 février 1937, il développa cette année-là le premier télégraphe électrique pratique. Mais leurs approches étaient tout à fait différentes: Wheatstone poursuivait une partie des recherches scientifiques tandis que Cooke s'engageait dans les affaires.
Cooke disait à Wheatstone que son intention était d'obtenir un brevet; Wheatstone répondait alors à Cooke que sa propre intention était l'avancement de la théorie scientifique et qu'il n'avait aucun plan pour exploiter commercialement le télégraphe lui-même.
En 1840 Quetelet écrivait à propos du télégraphe de Wheatstone dans le Bulletin de l'Académie Royale de Bruxelles et la Belgique était le seul pays européen (en dehors du Royaume-Uni) à avoir installé des télégraphes à aiguille de Cooke et de Wheatstone (1845/1846). Leur amitié a sûrement beaucoup influencé la réussite de leurs travaux. Parmi d'autres, Quetelet aida Wheatstone à obtenir un brevet en Belgique.

Le pont de Wheatstone
Son invention la plus connue est le pont de Wheatstone, point de départ d'une série de dispositifs utilisés pour mesurer les impédances par une méthode de zéro (1844).

John Henry Pepper, John Tyndall et les démonstrations du "Wheatstone Telephonic Concert" (1854-1874)

Après avoir travaillé pendant dix ans sur la transmission des sons dans les solides, Charles Wheatstone se détourna vers d'autres questions, en particulier le télégraphe naissant et la Lyre enchantée, qui avait été son premier succès en 1821 tombe dans l'oubli.
Son concept va être repris en 1854 par John Henry Pepper, le jeune directeur du Royal Polytechnic Institute.

La Polytechnic Institution a été créé en 1838 sur Regent Street et bénéficiait depuis 1841 du parrainage du Prince Albert, le mari de la Reine Victoria. La mission de l'institut était résumée par la formule "Education of the Eye", que l'historienne Brenda Weeden a repris comme titre du livre qu'elle lui a consacré : au moment où l'Angleterre conaissait sa phase exceptionnelle de développement industriel et scientifique, il s'agissait d'offrir au public un lieu où comprendre cet essor. L'institut disposait de salles d'exposition, permettant des démonstrations pédagogiques. Des conférences, agrémentées de projections à la lanterne magique, et des événements étaient organisés et connurent rapidement un succès important. Les activités les plus populaires étaient la cloche de plongée sous-marine et l'atelier de photographie.
Lorsqu'il devient directeur de l'Institution en 1854, John Henry Pepper, chimiste de formation, a à peine trente-trois et il n'a pas encore acquis la réputation internationale de show man, spécialiste des illusions, qui'il obtiendra notamment grâce à son fameux fantôme de Pepper (appellé plus volontiers aujourd'hui miroir de Pepper), qu'il proposera en 1862. Il se fit connaître par des leçons de minéralogie assez spectaculaires et par une grande capacité de communication avec la presse.

Le concert téléphonique de Wheatstone.
L'événement que Pepper organise le samedi 23 décembre 1854 est emblématique de cette capacité de communication. Le programme est annoncé dans la presse (The Times, The Sun, Daily News,..) : outre une conférence de Pepper sur le "concert téléphonique de Wheatstone", il inclut un diorama sur les Voyages de Sindbad, illustré par des effets de fantasmagirue, des vues sur la guerre de Crimée, une conférence sur le fusil Lancaster; des conférences sur l'électricité, un entrainment vocal aux chants patriotiques écossais, un spectacle de marionnettes, etc. Les professeurs Wheatstone et Faraday étaient présents lors de la représentation inaugurale.
Le spectacle est annoncé, avec quelques variantes de programmation, jusqu'en juillet 1855.
Le 10 mai 1855 la Reine Victoria et la famille royale honorent de leur présence l'Institution et on droit à la démonstration du concert téléphonique de Wheatstone.

En dépit du fait que le spectacle a été produit pendant plusieurs mois, on dispose de peu de témoignages directs sur le déroulement du concert téléphonique.
Le plus immédiat est celui du Morning Post du 25 décembre 1854 :
"Le second objet présenté était d'une nature bien plus paisible et agréable : il s'agissait de l'application pratique du «concert téléphonique» — ou télégraphe, pour ainsi dire — du professeur Wheatstone, permettant de transmettre des notes de musique sur de grandes distances. On peut donc s'attendre à voir bientôt les concerts promenades de Jullien donnés simultanément à Londres, Manchester, Norwich et dans d'autres grandes villes éloignées du royaume. M. Pepper a introduit ce concert par une brève explication sur les propriétés du son et la rapidité avec laquelle il se propage dans l'air ainsi qu'à travers divers matériaux conducteurs, tels que le verre, le fer, l'argent, le rotin, différentes essences de bois, etc. Il a ensuite attiré l'attention de l'assistance sur quatre harpes disposées sur scène, précisant que le dos de chaque instrument faisait office de table d'harmonie reliée, par des tiges de bois, à une salle située en contrebas où se trouvaient des musiciens jouant de la clarinette, du piano, du violon et de la contrebasse. Tant que la liaison était établie, chaque musicien pouvait être entendu distinctement ; en revanche, dès qu'elle était interrompue, la musique devenait totalement inaudible dans la salle où se trouvait le public. À un signal donné, la harpe reliée au clarinettiste a émis une musique exquise, bientôt relayée et soutenue par les autres musiciens. M. Pepper interrompait périodiquement la liaison en soulevant légèrement les harpes pour les dégager des tiges sur lesquelles elles reposaient, ce qui faisait cesser instantanément tout son pour le public ; toutefois, en remettant les instruments en place, on constatait que la musique se poursuivait, les musiciens en sous-sol ignorant tout des mouvements effectués à l'étage. Ces expériences ont suscité une grande satisfaction et présentent un intérêt majeur pour tous les passionnés de science, car elles promettent d'aboutir à des résultats aussi importants, voire plus encore, que ceux obtenus grâce au télégraphe électrique."

Le témoignage de l'Abbé Moigno :
Le grand vulgarisateur scientifiqu en France, l'Abbé Moigno, grand admirateur de Wheatstone, est en visite à Londres en mars 1855 et donne dans sa revue Cosmos un récit assez similaire, avec quelques détails complémentaires, notamment une déclaration de Wheatstone selon qui plusieurs personnes auraient été tellement impressionnées qu'elles se seraient trouvées mal durant le concert. Moigno suggère de compléter le spectacle par une représentation graphique des harmonies obtenues, probbalement inspirée par les expériences de Chladni.
L'Abbé Moigno recommandait également à Paul Desains, Professeur de physique à l'Université de Paris, de répéter ce type d'expériences "très instructives et très belles". Le témoignage de Moigno sera repris dans quelques quotidiens français (dont le Journal des débats politiques et littéraires par l'entremise d'un article du Léon Foucault, le physicien qui s'est rendu célèbre quatre ans plus tôt par son expérience du pendule au Panthéon). Nous ignorons si Desains a suivi la suggestion de l'abbé vulgarisateur, mais elle a été reprise par M. Nimier, professeur de physique au lycée de Saint-Brieux (Gazette nationale, 11 juillet 1855).

Le témoignage de James Wylde
En 1861, James Wylde, ancien lecturer au Royal Polytechnic, publie The Magic of Science. A Manual of Easy and Instructive Experiments. Ayant collaboré avec Pepper, il apporte des éléments complémentaires au compte-rendu du spectacle-expérience.
"Pendant que les musiciens jouaient en dessous, le son était conduit par les tiges jusqu'aux harpes, qui le diffusaient. Ainsi, à la grande surprise d'un étranger, on pouvait entendre le son du piano, du violon, du violoncelle et du cornet à bouquin, provenant de la harpe. C'était une énigme pour les non-initiés. (...) En fait, au lieu de ces harpes, des boîtes vides auraient tout aussi bien pu produire ce son. En touchant la harpe à l'aide d'une tige, la musique s'arrêtait instantanément.
Nous avons tenté de reproduire la voix humaine en faisant chanter quatre chanteurs, la bouche presque collée à la table d'harmonie d'un piano. Cela produisait un effet étrange mais plaisant à l'étage, car le public entendait un « quatuor » provenant d'une harpe ; ou, si vous préférez, quatre voix humaines sortant d'un morceau de bois. Cette expérience réussissait souvent un peu trop bien ; car, du fait de l'apparence grotesque des chanteurs, têtes collées les unes aux autres, se heurtant parfois, le concert s'achevait fréquemment sur des éclats de rire, dont chaque salve se propageait à l'étage et était présentée au public, à son insu, comme une nouvelle preuve des propriétés conductrices du bois pour le son.
Depuis, nous avons mené diverses expériences et réussi à faire circuler le son d'une pièce à l'autre, même en suivant des courbes et des virages, sur un même étage. Cependant, le résultat n'est pas aussi concluant que lorsque les tiges sont verticales. L'illustration (...) montre la propagation du son du petit salon au séjour d'une maison, avec une tige reposant sur la table d'harmonie d'un piano et se terminant par une harpe à son autre extrémité, afin de diffuser le son."

llustration de John Winckle, The magic of Science, 1861
A, A. boîtes extérieures renfermant B, la boîte musicale O, tige passant par le trou D, reposant sur la boîte à musique. X, violon servant à diffuser le son.

Pepper a continué à faire référence au concert téléphonique dans ses livres et conférences.
Dans son ouvrage pédagogique The boy's playbook of science (1860, 1866, 1869, 1875, 1881), le concert téléphonique est brièvement évqué dans le cadre d'une section consacrée aux phénomènes ondulatoires, mais a droit à une pleine page de frontispice.

La transmission des vibrations d'un endroit à un autre est également remarquablement mise en évidence dans le Concert Téléphonique du Professeur Wheatstone. Dans ce concert, les instruments de musique, comme à l'Institut polytechnique, sont placés par l'auteur au sous-sol, et les vibrations sont transmises uniquement par des tiges de bois aux tables d'harmonie situées au-dessus, de sorte que la musique se propage comme du gaz ou de l'eau.

Dans le chapitre "Acoustique" de son Cyclopaedic science simplified (1869, 1885), Pepper revient sur les circonstances de la démonstration du concert téléphonique des années 1854-1855, le soutien de Wheatstone lui-même au projet, les difficultés financières engendrées par une telle démonstration et propose une alternative, un "miniature telephonic concert"

À l'École polytechnique, Sir Charles Wheatstone a eu l'amabilité de superviser l'installation des tiges traversant les différents appartements, du sous-sol à la salle de conférence. Il eut ensuite le plaisir de constater combien ses magnifiques expériences avec quatre instruments et les tables d'harmonie de quatre harpes, appelées «concert téléphonique», furent appréciées par Sa Majesté, par le regretté Prince Consort, par S.A.R. le Prince de Galles, et par les jeunes membres de la Famille royale.
Les efforts déployés par l'auteur pour diffuser la science de haut niveau au public à l'École polytechnique de l'époque ne furent pas couronnés de succès financier, et il y perdit tout son patrimoine personnel en tentant d'atteindre cet objectif, en tant que seul propriétaire de l'établissement. Fort de son expérience, il se voit contraint d'adopter une autre approche, et l'institution a prospéré et est aujourd'hui très prospère. L'auteur espère, avec la bénédiction divine, qu'elle le restera longtemps.

Une illustration très parlante des expériences de Wheatstone sur la transmission des vibrations par des conducteurs solides peut être réalisée en construisant une série de boîtes emboîtées les unes dans les autres, la dernière contenant une boîte à musique reposant sur quelques plis de feutrine. Cette dernière, pendant qu'elle joue, est enfermée dans les autres boîtes, et le son s'éteint progressivement ; il est cependant immédiatement ramené dans la pièce en faisant passer une longue tige de bois à travers les trous percés dans les boîtes, et, bien sûr, superposées les unes aux autres. Dès que l'extrémité de la tige touche la boîte à musique, la main ressent instantanément les vibrations, et le son est alors partiellement audible, devenant assez fort lorsque la table d'harmonie d'un violon, ou, mieux encore, celle d'un luth-harpe (B, Fig. 459), est pressée légèrement sur l'extrémité de la tige de bois.

FIG. 459. Le Concert Téléphonique Miniature. B, une tige passe à travers les boîtes A et touche la boîte à musique à une extrémité, tandis que l'autre extrémité est pressée contre la table d'harmonie d'un instrument.

Continuation des démonstrations dans les années 1860
Le "concert téléphonique de Wheatstone" in J.H. PEPPER, The Boy Playbook of Science, 1860

Après l'interruption des démonstrations du concert téléphonique à l'Institut polytechnique de juillet 1855, des démonstrations ont été faites dans d'autres villes du Royaume-Uni : à Glasgow en novembre et décembre 1855, à l'initiative du professeur N.J. Holmes, puis en janvier-février 1857 à l'initiative du Dr. Wylde.
Elles reprennent à Londres en mai 1863 dans le cadre des conférences du Professeur Tyndall sur le son.
En septembre 1864 Pepper relance au Royal Polytechnic une conférence avec une programmation où le concert téléphonique voisine la tête parlante d'Albert le Grand, une machine à parler et des illusions de fantômes et l'Invisble Girl.
Cette programmation dure jusqu'en mars 1865. On retrouve ensuite Pepper à Norwich, Bath, Cassell, Bristol. La conférence de Bristol, le 3 octobre 1865, semble être la dernière que Pepper ait donné au Royaume-Uni sur le sujet.

Le 28 avril 1863 puis le 26 décembre 1865, dans le cadre de ses conférences sur le son (qui seront publiées en 1867) le Professeur John Tyndall effectue la démonstration avec un piano en sous-sol et un violon, une guitare puis une harpe dans la salle où se trouve le public. Dans son livre, Tyndall cite Wheatstone mais pas Pepper et il n'utilise pas l'expression "telephonic concert". L'expression "Wheatstone's telephonic concert" apparaît dans l'article que Illustrated London News, 9 May 1863 consacre à la premère des deux conférences mais pas dans celui du Morning Post, 29 december 1865 consacré à la seconde. L'expression a probablement bien été forgée par Pepper, dans un esprit de marketing, alors que Tyndall a une démarche plus strictement scientifique.

Le concert téléphonique de Wheatstone n'a été connu que relativement tardivement aux Etats-Unis; On n'en trouve la première mention qu'en 1868 dans une recension du livre Sound du Professeur Tyndall, publiée par The American Journal of Science and Arts.

Le 30 mars 1870, une première démonstration est faite à Philadelphie, à la Irving Literature Association, dans le cadre d'une conférence sur l'acoustique donnée par le Dr. J. Solis Cohen et le Professeur Elsberg de New York.
Au début de l'événement, le Professeur Elsberg dialogue avec la tête parlante d'un Oracle. Celui prédit, entre autres choses, l'avenir des arts :

QUESTIONNEUR
Et quoi d'autre ? À propos des arts ?

ORACLE
Le pinceau galvanique peindra le rêve de l'artiste,
Et la forme sculptée sera ciselée par la vapeur ;
Tandis que la musique, toujours en tête,
Trouvera dans chaque foyer une place ;
Et de même que l'eau, le gaz et le chauffage remplissent leurs chambres,
Peuvent être ouverts par un robinet, ou fermés à volonté.

QUESTIONNEUR
Comment ?

ORACLE
Comme les fils télégraphiques, depuis une station centrale principale,
Transmettent la même communication à mille points,
Ainsi les baguettes téléphoniques transmettront le doux son en toute sécurité,
Et dans mille foyers la même musique jouera.

Une deuxième démonstration a lieu le 19 mai 1871 au Teatchers' Institute de Philiadelphie, à l'initiative du professeur Houston.

Il faut cependant attendre l'arrivée de Pepper aux Etats-Unis, en octobre 1873 pour que le concert téléphonique soit connu dans les autres villes des Etats-Unis. Pepper s'établi à New York City et achète une ferme à New Heaven dans le Connecticut,, mais les annonces de la presse américaine attestent de ses nombreux déplacements pour présenter des conférences sur la "romance du son et de la lumière". Cette tournée commence le 30 octobe à Hartford, dans le Connecticut. La programmation varie incut des démonstrations du fantôme de Pepper, de la statue d'ivoire de Pygmalion, du squelette dansant et d'un photo-drome. Pepper sera par la suite à Washington, Wilmington, West Chester, Reading, Yonkers, Harrisburg, Buffalo, Montréal, Cleveland, Chicago, Milwaukee, Minneapolis, Des Moines, Rockford, Boston, Nebraska City, St Joseph (Missouri), St Louis (Missouri),....
Le "Wheatstone telephonic concert" est annoncé jusqu'en mars 1874, lors des conférences à Chicago, puis disparaît des annonces.
Les conférences continuent jusqu'en avril 1876, mais les illusions d'optique sont de plus de plus valorisées et la présence de l'acoustique s'estompe.
Pepper rentre à Londres en avril 1878 et part pour l'australie l'année suivante. Il ne semble pas qu'il soit revenu à la démonstration du concert téléphonique de Wheatstone, qui l'aura occupé pendant vingt ans.

............

Parmi beaucoup d'inventions de Wheatstone, il y avait le concertina et le stéréoscope, deux instruments très populaires au dix-neuvième siècle. Son nom est rappelé usuellement par des électriciens et des ingénieurs pour le ‘’Pont de Wheatstone’’ qu'il n'a pas inventé, mais dont il a publié les détails lors d'un exposé sur des mesures. Il essaya de mesurer la vitesse de l’électricité, fabriqua des moteurs électriques, initia la base d'un moteur linéaire et beaucoup plus. Oui, Wheatstone était certainement une personne importante dans la science du 19ème siècle...

Wheatstone est décédé le 19 octobre 1875, soit à peine six mois avant l'obtention du premier brevet de Graham Bell sur le téléphone.
Wheatstone n'avait utilisé ce mot que de manière très limitée : dans une lettre à Cooke de 1847 il évoque son projet de communication téléphonique sous-marine entre Londres et Edimburg, qu'il date de 1828. Il utilise également le mot telephone dans son brevet "Improvements in Electro-Magnetic Telegraph (10 October 1860). Sa contribution sera cependant mise en valeur par W.H. Preece, le promoteur du téléphone en Angleterre, qui déclarera que la lyre enchantée est le premier téléphone :
"Elle fut exposée, selon lui, devant un public conquis à l'Adélaïde Gallery ; le professeur Faraday l'utilisait souvent, et le professeur Tyndall l'a fréquemment présentée par la suite à la Royal Institution. Une grande caisse spéciale était placée dans l'une des caves de l'Institution, surmontée d'une tige légère en bois de sapin. Aucun son n'était audible dans la salle jusqu'à ce qu'un plateau léger ou une autre caisse de résonance soit posé sur la tige ; alors, la musique emplissait tout l'espace. Les vibrations de la boîte à musique, avec toute leur complexité et leur beauté, sont transmises à la tige de bois, puis communiquées à la caisse de résonance. Celle-ci les transmet à l'air, qui les achemine jusqu'à l'oreille ; elles sont ensuite transmises au cerveau, procurant ces sensations agréables que l'on nomme musique." (cité en 1887)

Le terme « téléphone » (qui signifie littéralement « le son au loin ») n'a pas été inventé par Bell. Wheatstone et Pepper utilisaient l'adjectif telephonic pour qualifier cette transmission acoustique non électrique. Ces conférences, exportées ensuite aux États-Unis, ont grandement contribué à populariser le mot dans le langage scientifique bien avant l'apparition des réseaux de télécommunication modernes.

En 1869, A.G. Bell avait rencontré Sir Charles Wheatstone, le Samuel Morse anglais. Sir Wheatstone, de cinquante ans son aîné et expert en télégraphie, lui insuffla le sens de l'invention, une attitude qu'il conserva même dans ses moments les plus difficiles, qui furent nombreux avant qu'il ne découvre comment transmettre la voix humaine par un fil métallique.

Dans la déposition d'Alexander Graham Bell dans le procès intenté par les États-Unis pour faire annuler les brevets Bell a du répond à quelques questions concerant les travaux de Charles Wheatstone :

Contre-interrogatoire 299. Dans votre réponse à la question 293, vous faites référence à Sir Charles Wheatstone. Avant votre arrivée dans ce pays, connaissiez-vous un quelconque appareil de transmission de la parole inventé, construit ou utilisé par Sir Charles Wheatstone ?
Réponse. Je ne crois pas avoir jamais entendu parler de la transmission de la « parole » par Sir Charles Wheatstone. J'ai lu ou entendu parler d'expériences qu'il a menées pour transmettre mécaniquement les notes d'un piano via une tige en bois, et pour les restituer de manière audible à un public au moyen d'un violon ou d'une table d'harmonie placée contre l'extrémité de ladite tige. J'ignore si j'avais connaissance de ce fait avant mon arrivée dans ce pays ; il est probable que oui. Je ne suis pas non plus tout à fait certain d'avoir attribué cette expérience à Sir Charles Wheatstone plutôt qu'au professeur Tyndall, car j'avais appris que ce dernier avait réalisé des expériences de ce type devant le public de la Royal Institution à Londres. Il est probable que je le savais avant de venir dans ce pays, mais je ne peux en être absolument certain.

Contre-interrogatoire n° 300. Le principe et le mode de fonctionnement acoustique de l'appareil de Wheatstone auquel vous avez fait référence étaient-ils identiques à ceux du jouet acoustique connu sous le nom de « téléphone des amoureux » (ou « télégraphe des amoureux ») ?
R. : Ils étaient sensiblement identiques. Il existe une légère différence, car une tige en bois transmet aussi bien les poussées que les tractions. Le mode de fonctionnement se rapproche donc davantage de la méthode de transmission mécanique des vibrations sonores par des fils métalliques, décrite par Hooke dans un article publié il y a environ deux cents ans.

Contre-interrogatoire 321. En fait, Sir Charles Wheatstone a bien fait référence à la transmission de la parole en lien avec son appareil, n'est-ce pas ?
R. : C'est ce que l'on m'a dit ; mais je ne pense pas avoir entendu une telle déclaration avant longtemps après la délivrance de mes deux brevets n° 174 465 et n° 186 787, et seulement il y a quelques années. Je n'avais rien lu de ce que Sir Charles Wheatstone avait dit lui-même à ce sujet jusqu'à hier soir, si je me souviens bien, lorsque j'ai vu ce qui semblait être une copie d'un de ses articles. J'ai toujours pensé que les expériences de Wheatstone portaient sur la # performance musicale transmise par une tige de bois ; et bien sûr, il m'était évident que des sons de toute nature pouvaient être transmis de la même manière, j'ignorais totalement que Wheatstone avait réellement transmis la parole de cette façon, ou même envisagé de le faire, jusqu'à une période assez récente.

Q. 885. Lors du contre-interrogatoire n° 305, l'avocat du plaignant a justifié l'emploi du terme « téléphone » pour désigner l'appareil connu à l'origine dans ce pays sous le nom de « télégraphe des amoureux » ou de « télégraphe à fil », en s'appuyant sur ce qu'il considérait comme l'autorité incontestable de Sir Charles Wheatstone ; à l'appui de cette affirmation, il a cité le passage suivant tiré de l'ouvrage qu'il a qualifié de « livre de Preece intitulé *The Telephone* » : « Dans le *Repository of Arts* du 1er septembre 1821, on trouve la description d'un appareil inventé par Wheatstone et baptisé par lui "téléphone". »
Le titre complet de l'ouvrage ainsi mentionné par l'avocat du plaignant est « The Telephone » (Le Téléphone), par William Henry Preece (F.R.S.) et Julius Maier (Ph.D.) ; la page de titre indique également qu'il a été publié à Londres et à New York en 1889. La citation figure à la page 2 de l'ouvrage.
Avez-vous examiné le *Repository of Arts* mentionné dans la citation, et y trouve-t-on un quelconque fondement à l'affirmation selon laquelle Wheatstone aurait appelé son instrument « un téléphone » ?
Réponse. : J'ai examiné le numéro du *Repository of Arts* daté du 1er septembre 1821, conservé à la bibliothèque du Boston Athenaeum, sans y trouver la moindre justification à l'affirmation citée. L'instrument inventé par Wheatstone y était désigné sous le nom de « The Enchanted Lyre » (La Lyre enchantée), et ni le mot « telephone » ni aucun de ses dérivés, tels que « telephony » ou « telephonic », n'apparaissent dans l'article.

Pepper a-t-il influencé les travaux d'Elisha Gray ?

Une hypothèse qu'il serait intéressant d'explorer est celle d'une possible influence du concert téléphonique de Wheatstone sur les premiers travaux d'Elisha Gray sur le télégraphe musical, que dès juillet 1874 il désigne comme téléphone. Gray a pu avoir l'occasion s'assister à l'une des démonstrations faites par Pepper à Chicago en mars 1874.
Gray aurait-il transposé le modèle du domaine de la transmission mécanique au domaine de la transmission électrique ?
Toujours est-il que Gray raconte dans Electricity and Magnetism (ca1900) que c'est durant l'hiver 1873-1874 qu'il a commencé à travailler sur le téléphone.
Sa première utilisation du terme telephone (qui n'était pas utilisé aux Etats-Unis en dehors des conférences de Pepper date de juillet 1874, comme l'atteste un article du New York Times du 10 juillet 1874.

Publication "The scientific papers of Sir Charles Wheatstone", published by the Physical Society of London.

Petit extrait instructif pour les musiciens:
I. De la transmission des sons par des conducteurs solides linéaires, et de leur restitution ultérieure.
[Extrait du *Journal of the Royal Institution*, 1831, vol. II.]
§ 1. Le phénomène de la transmission du son à travers les corps solides — comme lorsqu’on applique l’une des extrémités d’un bâton ou d’une tige métallique contre son oreille, tandis que l’autre extrémité est frappée ou grattée — n’avait pas échappé aux philosophes de l’Antiquité. Cependant, on a longtemps cru, à tort, que seul un milieu aériforme était capable de recevoir des impressions sonores ; fidèle à cette conception, Lord Bacon, en évoquant cette expérience, suppose que le son se propage par l’intermédiaire d’« esprits » contenus dans les pores du corps *.
Les premières observations exactes sur ce sujet semblent remonter à 1667, avec les travaux du Dr Hooke ; celui-ci utilisa un fil tendu, d’une longueur suffisante pour constater que le son s’y propageait bien plus rapidement que dans l’air†. En 1788, le professeur Wunsch †, de Berlin, réalisa une expérience analogue en remplaçant le fil par des lattes de bois assemblées sur une longueur de 1728 pieds, confirmant ainsi les résultats du Dr Hooke *. Par la suite, d’autres expériences de même nature furent menées par Herhold et Rafn, Hassenfratz et Gay-Lussac, etc. ; toutefois, les premières mesures directes de la vitesse réelle du son dans des conducteurs solides furent effectuées par Biot, assisté, selon les cas, par Bouvard et Martin.
Ces expériences furent réalisées sur les parois des conduites en fer de Paris, sur une longueur de 951,25 mètres ; et le résultat moyen de deux observations effectuées de manières différentes donna 3 459 mètres, soit 11 090 pieds par seconde, pour la vitesse du son dans la fonte.
Avant ces dernières expériences, Chladni avait, de manière ingénieuse, déduit la vitesse du son dans différentes substances solides ; et ses résultats sont pleinement confirmés par des calculs fondés sur d'autres principes. Sa méthode était fondée sur la démonstration de Newton selon laquelle le son se propage dans un espace d'une longueur donnée rempli d'air en même temps qu'une colonne d'air de même longueur, contenue dans un tube ouvert aux deux extrémités, effectue une seule vibration. Sa propre découverte des vibrations longitudinales des corps solides, qui sont exactement analogues aux vibrations ordinaires des colonnes d'air, lui a permis d'appliquer cette proposition aux corps solides et d'établir la loi générale selon laquelle le son se propage dans toute substance élastique en même temps que celui pendant lequel cette substance effectue une vibration longitudinale. de cette manière, il a déterminé les vitesses du son dans les substances suivantes, entre autres : l'étain (7 800 m/s), l'argent (3 900 m/s), le cuivre (12 500 m/s), le verre et le fer (17 500 m/s), et diverses essences de bois,
de 11 000 à 18 000 pieds par seconde.
D'après les expériences de M. Pérolle, il semblerait que l'intensité avec laquelle le son se propage dans les matières solides soit presque proportionnelle à la vitesse de sa transmission.
§ 2. Dans toutes les expériences mentionnées ci-dessus, les sons transmis n’étaient que de simples bruits — comme le coup d’un marteau — ou, dans le cas de l’expérience de Herhold et Rafn, un son musical unique, produit en frappant une cuillère en argent fixée à l’une des extrémités du fil conducteur ; et, dans aucun de ces cas, aucun moyen n’a été mis en œuvre pour amplifier ultérieurement le son transmis. À ma connaissance, avant les expériences que j’ai entreprises en 1820, aucune étude n’avait été menée sur la transmission des sons modulés produits par des instruments de musique ; et il n’avait pas non plus été démontré que des ondes sonores, se propageant à travers des conducteurs solides linéaires d’une longueur considérable, pouvaient induire, au niveau des surfaces avec lesquelles elles étaient en contact, un mouvement vibratoire suffisamment intense pour être nettement audible après transmission par l’air. Les premières expériences de ce type que j’ai réalisées ont été présentées au public en 1821 ; on en trouve mention dans la *Literary Gazette*, l’*Ackermann’s Repository* et d’autres périodiques parus cette année-là. Le 30 juin 1823, un mémoire de ma composition a été lu par M. Arago devant l’Académie des sciences de Paris ; j’y faisais état de ces expériences, ainsi que de diverses autres portant sur la propagation du son à travers des conducteurs, qu’ils soient rectilignes ou coudés. Je me propose, dans le présent texte, de fournir une description plus détaillée de ces expériences que ce que j’ai pu publier jusqu’à présent, tout en y ajoutant les faits nouveaux que mes travaux ultérieurs m’ont permis de recueillir sur ce même sujet.
§ 3. Avant d’aller plus loin, il convient de formuler quelques observations sur l’amplification du son qui résulte de la mise en relation d’un corps vibrant avec d’autres corps susceptibles d’entrer en vibration simultanément avec lui. Ce phénomène, par lequel d’autres corps prennent part aux vibrations d’une source sonore initiale, est appelé résonance, ou résonance par sympathie. Les corps sonores sont audibles (à amplitude d'oscillation égale) proportionnellement à l'étendue de leurs surfaces vibrantes. Ainsi, une plaque de verre ou de métal peut produire des sons puissants sans aucun artifice ; en revanche, les sons émis par des corps vibrants de plus petites dimensions — tels que des cordes isolées ou des diapasons — sont à peine audibles à une distance modérée de l'oreille. Toutefois, ces derniers peuvent être considérablement amplifiés lorsqu'ils sont transmis à des surfaces, par exemple en les plaçant contre une table ou sur la table d'harmonie d'un instrument de musique.
Plusieurs facteurs influencent l'intensité de la résonance d'une table d'harmonie. Le principal est le plan dans lequel s'effectuent les vibrations du corps sonore par rapport à la surface réceptrice. Ainsi, les vibrations peuvent être transmises de manière perpendiculaire (ou normale) à la surface, ce qui permet une amplification maximale du son ; à l'inverse, si elles sont tangentielles à la surface — c'est-à-dire situées dans le même plan qu'elle —, le son est alors très faible. Le premier cas peut être illustré en plaçant un diapason en vibration perpendiculairement à la surface d'une planche ; le second, en le plaçant perpendiculairement à l'un des bords de cette même planche. Dans des positions intermédiaires — lorsque les vibrations sont transmises obliquement à la surface —, le son présente une intensité intermédiaire.
Ces faits, mis en évidence par les recherches approfondies de Savart, permettent d'expliquer aisément les particularités des tables d'harmonie de divers instruments de musique.
La table d’harmonie du piano-forte est mieux conçue que celle de tout autre instrument à cordes, car, en raison de la direction selon laquelle les marteaux frappent les cordes, le plan de vibration de ces dernières est toujours perpendiculaire à la surface de la table. La différence d’intensité entre une vibration perpendiculaire à la surface et une vibration parallèle à celle-ci est très manifeste ; on peut aisément le constater en frappant une corde avec le doigt, alternativement dans ces deux directions*. Il n’existe aucun autre instrument, parmi ceux utilisés aujourd’hui, dont les cordes vibrent perpendiculairement à la table d’harmonie.
Dans le cas de la guitare, du luth, etc., les cordes sont également disposées parallèlement à la table d’harmonie ; toutefois, pour des raisons de commodité de jeu, les vibrations s’y produisent de manière oblique. Si les éclisses de l’instrument sont peu profondes et que le fond est plat, la différence d’intensité entre les vibrations perpendiculaires et obliques sera très sensible. En revanche, si les éclisses sont profondes, cette différence sera à peine perceptible, car les vibrations tangentielles à la table d’harmonie principale deviennent alors perpendiculaires aux éclisses, lesquelles entrent ainsi aisément en vibration normale ; on peut le vérifier en plaquant l’oreille contre l’éclisse d’une guitare tout en faisant vibrer une corde, d’abord dans un plan parallèle, puis dans un plan perpendiculaire à cette paroi. Dans certains instruments, tels que le luth ou la mandoline, le fond est polygonal ou courbe ; grâce à cette conception, une part importante de la surface résonante entre en vibration normale — ou quasi normale — lorsque les cordes sont frappées obliquement par rapport à la table d’harmonie principale.
Ces principes ne s’appliquent pas aussi directement au violon ni aux autres instruments de la même famille ; il faudra encore mener une série approfondie d’expériences pour expliquer les particularités de leur forme, la diversité de leurs courbures, ainsi que le rôle de cet élément conducteur irrégulier — appelé « chevalet » — qui ne repose sur la table d’harmonie qu’en deux points précis. Les recherches de Savart laissent encore fort à désirer sur ce point.
Dans aucun instrument, les cordes ne sont perpendiculaires à la table d’harmonie ; car, dans un tel cas, quelle que soit la manière dont on fait vibrer une corde, les vibrations transmises seraient tangentielles. Mais elles sont parfois disposées obliquement, comme dans la harpe ; on observe alors les mêmes variations d’intensité que lorsque les cordes sont parallèles à la table : en effet, si le plan de leurs vibrations coïncide avec le plan d’inclinaison de la table, les vibrations transmises à celle-ci seront obliques par rapport à sa surface, et l’intensité sera à son maximum ; si, au contraire, elles sont perpendiculaires à ce plan, les vibrations transmises seront nécessairement tangentielles à cette surface, et l’intensité sera alors à son minimum.
Outre la conception appropriée des tables d’harmonie, d’autres facteurs influencent de manière significative la sonorité des instruments à cordes. L’un des plus importants est le dimensionnement du volume d’air contenu à l’intérieur de la caisse. Savart s’est penché sur les lois régissant ces cavités résonnantes ; toutefois, il semble lui avoir échappé que les barres placées à l’intérieur de ces cavités servent, de toute évidence, à diviser la masse d’air, facilitant ainsi sa mise en vibration par segments distincts.
§ 4. Dans le piano-forte, la guitare, etc., les extrémités des cordes ne sont pas en contact direct avec la table d’harmonie ; elles reposent sur des pièces de bois appelées « chevalets », par l’intermédiaire desquelles les vibrations sont transmises à la table. Dans ces instruments, le chevalet a généralement une hauteur d’environ un demi-pouce (environ 1,3 cm), et, dans le cas du violoncelle, il ne dépasse pas trois pouces (environ 7,6 cm). Afin de déterminer dans quelle mesure on pouvait accroître la distance entre la corde et la table d’harmonie d’un piano-forte sans altérer la qualité du son, j’ai remplacé le chevalet par une tige de verre de cinq pieds (environ 1,5 m) de long. En plaçant, à l’une de ses extrémités, une corde tendue sur un archet en acier, j’ai constaté que le son produit par la corde était tout aussi nettement audible que lorsqu’elle était en contact direct avec la table d’harmonie ; un diapason placé à l’extrémité de la tige a donné le même résultat. Ces expériences, qui furent les premières que j’ai menées sur ce sujet et qui ont inspiré toutes celles qui ont suivi, ont été reproduites à plus grande échelle dans la salle de conférence de la Royal Institution. Une série de tiges en bois de sapin, assemblées pour former une longueur totale de quarante pieds (environ 12 m), a été suspendue de manière à s’étendre, en ligne droite et en diagonale, depuis une fenêtre ouverte de la coupole jusqu’à proximité immédiate du sol de la salle. À l’extrémité supérieure de ce conducteur, un assistant a placé la tige d’un diapason en vibration ; en l’absence de table d’harmonie à l’extrémité inférieure du conducteur, aucun son n’était perceptible, mais celui-ci devenait parfaitement audible dès que la liaison était établie. Cette expérience a été répétée avec divers diapasons, produisant des sons aigus ou graves, utilisés soit simultanément, soit successivement.
Les diapasons constituent les instruments les plus appropriés pour mener des expériences sur la transmission du son, car leurs vibrations sont, par elles-mêmes, presque inaudibles ; elles ne deviennent nettement perceptibles que lorsqu’elles sont amplifiées par des surfaces résonantes.
§5. Les vibrations de la table d’harmonie de n’importe quel instrument à cordes peuvent être transmises, tout comme celles d’une corde ou d’un diapason, à une table d’harmonie distante au moyen d’un conducteur en métal, en verre ou en bois ; toutefois, il est alors nécessaire d’empêcher les sons originaux d’être perçus par l’air, faute de quoi les sons transmis ne pourraient en être distingués. On peut y parvenir en plaçant l’instrument qui produit les vibrations initiales et l’instrument récepteur dans des pièces différentes, en faisant passer les conducteurs à travers le plancher ou le mur qui sépare ces deux espaces.
Lors du passage de la tige ou du fil conducteur à travers ces parois, il convient de veiller à ce qu’il n’en touche pas les bords ; à cet effet, on peut insérer dans la paroi un tube en fer-blanc, dont les deux extrémités sont recouvertes de cuir ou de caoutchouc, et faire passer le conducteur par des orifices pratiqués dans ces revêtements, de sorte qu’il ne soit jamais en contact avec les parois du tube.
Le piano droit ou le piano carré constituent des instruments très pratiques pour ce type d’expérience. Si le son doit être transmis vers le haut, il suffit d’ouvrir ou de retirer le couvercle de l’instrument et de laisser le conducteur reposer sur la table d’harmonie. Un fil métallique manquant de rigidité, il se courberait sous son propre poids ; une tige en bois à fibres droites — comme le bois de lance ou le sapin — est donc mieux adaptée à cette configuration. L’extrémité inférieure de la tige doit être amincie afin de pouvoir s’insérer entre deux cordes adjacentes ; le point de contact idéal se situe généralement à environ un quart de pouce (environ 6 mm) du chevalet, au niveau des notes médianes, du côté correspondant aux segments des cordes qui ne vibrent pas.
L’instrument récepteur, situé dans la pièce à l’étage, peut être une guitare, une harpe ou tout autre instrument similaire. Dans ce dernier cas, la tige peut être mise en contact avec la surface interne de la caisse de l'instrument, par l'une des ouvertures du couvercle.
C'est sous cette forme que les expériences ont été répétées à la Royal Institution. Si les sons du piano-forte doivent être transmis vers le bas, un fil de laiton, ayant environ l'épaisseur d'une plume d'oie, suffira pour assurer la liaison ; le poids de l'instrument récepteur, suspendu à son extrémité inférieure, permettra en effet de maintenir le fil suffisamment tendu. Pour mettre le fil conducteur en contact avec la face inférieure de la table d'harmonie du piano-forte, il convient de pratiquer une ouverture dans le fond de l'instrument, juste en dessous du point de contact souhaité. Afin de garantir une liaison parfaite avec la table d'harmonie, il est conseillé de munir le fil d'une collerette, située juste en dessous de son point d'entrée dans l'ouverture ; une pression ascendante est alors exercée sur cette collerette au moyen d'une pièce de cuir tendue sur un anneau (semblable au dispositif décrit précédemment pour le tube isolant), fixée à l'extrémité d'un ressort en acier robuste, dont l'autre extrémité est solidement vissée au fond de l'instrument. Pour faciliter le maintien du fil, on peut y ajouter une seconde collerette, destinée à reposer sur la partie supérieure du tube isolant qui traverse le plancher. Enfin, l'instrument récepteur peut être suspendu en insérant l'extrémité du fil dans la table d'harmonie, puis en le fixant à l'aide d'un écrou et d'une vis du côté opposé.
La forme de l'instrument sonore est laissée au choix ; toutefois, pour obtenir des sons d'une intensité et d'une liberté maximales, il est nécessaire que la surface vibrante principale soit disposée perpendiculairement au fil conducteur. Il est instructif d'observer les variations progressives de l'intensité et de la qualité des sons transmis à mesure que la table d'harmonie passe par divers degrés d'inclinaison — depuis une position perpendiculaire au conducteur jusqu'à une position située dans le même plan que celui-ci ; ou, pour reprendre les termes de Savart, à mesure que les vibrations transmises passent d'une orientation normale à une orientation tangentielle. Dans ce dernier cas, les sons prennent un caractère atténué, que l'on qualifie couramment de « métallique ». Lors des premières démonstrations publiques que j'ai réalisées en 1821, l'instrument résonateur — qui prenait la forme d'une lyre antique — était conçu de manière à produire des vibrations tangentielles ; la qualité sonore obtenue était, par conséquent, bien inférieure à celle que j'ai pu produire par la suite. Les sons transmis ne subissent aucune altération notable si le fil est segmenté en plusieurs endroits, les différentes parties étant alors réunies par simple contact mécanique. La gravure sur bois ci-jointe (p. 56) illustre les sections du fil conducteur que j'avais jugé utile d'adopter dans la configuration initiale de l'expérience, afin d'en faciliter le transport et le démontage ; toutefois, si l'appareil est destiné à rester en place de manière permanente, il est préférable — et plus simple — d'utiliser un fil d'un seul tenant. Le fil se composait de quatre segments : le premier était en contact avec la table d'harmonie du piano-forte et descendait jusqu'à mi-hauteur vers le sol ; le second traversait le tube isolant aménagé dans le plancher et se terminait, au niveau du plafond de la pièce située en dessous, par un crochet ; un troisième segment était suspendu à ce crochet au moyen d'une boucle ; et la quatrième, après s’être alignée sur l’une des cordes apparentes de la lyre, pénétrait à l’intérieur de l’instrument pour venir se fixer, par son extrémité inférieure, au point indiqué au bout de la ligne en pointillés sur la table d’harmonie ; les différentes sections, initialement séparées, étaient disposées de manière à se chevaucher aux points « a » et « b », puis maintenues ensemble au moyen d’une bride munie d’un écrou.


L'ensemble du dispositif ainsi préparé peut être aisément retiré : il suffit de dévisser les fixations, de retirer l'instrument résonateur, de décrocher le fil inférieur du plafond, de dévisser le crochet et de dégager le fil intermédiaire du tube isolant ; l'installation ou le démontage du dispositif ne demande que quelques minutes.
D'après ce qui précède, on comprend aisément comment deux pianos droits ou deux harpes peuvent être reliés de manière à ce que leurs sons se répondent mutuellement ; grâce à un tel agencement, deux musiciens situés dans des pièces différentes peuvent jouer un duo pour deux publics distincts, ou l'un peut faire écho au jeu de l'autre. Si la transmission doit s'effectuer horizontalement — c'est-à-dire entre deux pièces situées sur le même étage —, il convient d'utiliser des pianos droits.
Les sons d'un instrument peuvent être transmis simultanément vers plusieurs lieux : par exemple, un piano peut être relié à un instrument résonateur situé à l'étage supérieur et à un autre à l'étage inférieur ; cette liaison peut même se prolonger à travers une série d'instruments en résonance mutuelle. Si les instruments ne se trouvent pas dans des pièces adjacentes mais sont plus éloignés les uns des autres, une personne située dans une pièce intermédiaire — traversée par le conducteur — n'entendra aucun son, hormis ceux qui se propagent par les moyens habituels. Il serait donc possible de faire passer un conducteur horizontal à travers une suite de pièces appartenant à des maisons différentes ; ainsi, à condition que l'instrument relié à l'une des extrémités soit joué en continu, il deviendrait possible d'écouter la musique dans n'importe laquelle de ces pièces, simplement en y raccordant un instrument résonateur. Si l'on retire cet instrument, les ondes sonores se propagent alors sans être audibles dans la pièce suivante. Ces observations s'appliquent également à la transmission d'autres types de sons musicaux, qui seront abordés plus loin (§ 6, 7).
§ 6. La transmission des sons des instruments à cordes qui produisent des sons soutenus, tels que le violon, le violoncelle, etc., est tout aussi efficace. La tige conductrice peut être appliquée soit au dos, soit à la face avant de l'instrument ; il est impossible de donner des indications précises quant aux points de contact, mais, en règle générale, le résultat m'a semblé meilleur lorsque l'extrémité du conducteur n'était pas trop éloignée de l'emplacement de l'âme.
§ 7. J'ai pu réaliser la transmission des sons des instruments à vent à anche par le biais de conducteurs solides, avec une efficacité tout aussi parfaite que pour les instruments dont le son dépend des vibrations de tables d'harmonie. Dans le cas de la clarinette, ou de tout autre instrument à anche, la colonne d'air et l'anche vibrante interagissent de telle sorte que, que les sons soient transmis à l'atmosphère depuis la colonne d'air, ou à un conducteur solide depuis l'anche vibrante, le timbre du son ne subit aucune altération.
Pour relier le fil conducteur — qui peut être en laiton et mesurer environ un dixième de pouce (environ 2,5 mm) de diamètre — à l'anche de la clarinette, il convient de plier l'extrémité du fil sur une longueur d'environ un quart de pouce (environ 6 mm), puis de la limer pour obtenir deux faces planes. Cette extrémité aplatie doit être fixée à la base de l'anche à l'aide du ligaturage en soie qui sert habituellement à maintenir l'anche en place ; l'angle du pli doit, par ailleurs, être ajusté en fonction de la position du musicien. Si le son doit être transmis vers le bas, l'embouchure de la clarinette doit être placée dans la bouche du musicien de manière classique, c'est-à-dire avec l'anche reposant sur la lèvre inférieure ; en revanche, si le son doit être transmis vers le haut, le musicien doit jouer — comme le font certains maîtres éminents de cet instrument — avec l'anche placée contre la lèvre supérieure. Pour le basson ou le hautbois, il est tout aussi commode pour l’instrumentiste que le fil métallique soit appliqué sur l’anche, au-dessus ou au-dessous.
L’instrument qui fait résonner le son peut être, comme dans les expériences décrites plus haut, une harpe, un piano-forte ou une guitare. C’est un effet singulier que d’entendre les sons d’un instrument à vent ainsi reproduits par une table d’harmonie.
§ 8. Les expériences que j'ai menées avec d'autres catégories d'instruments à vent n'ont pas été couronnées d'un succès équivalent. Il est impossible de transmettre les vibrations de l'air à un conducteur solide sans une perte d'intensité considérable ; toutefois, si l'on a recours à des corps intermédiaires — des objets qui entrent aisément en vibration sous l'effet des mouvements de l'air —, une certaine transmission peut être obtenue. Ainsi, si l'on place l'extrémité du fil conducteur dans la zone de la colonne d'air d'une flûte où les vibrations sont les plus intenses, la transmission du son demeure à peine perceptible ; en revanche, si le fil est mis en contact avec la paroi de l'instrument, la transmission s'opère plus efficacement, car cette paroi est elle-même susceptible d'entrer en vibration. Même dans ce cas, les sons restent à peine audibles, à moins de placer l'oreille tout près de l'instrument qui résonne.
De la même manière, il est possible de transmettre les sons d'un orchestre complet en reliant l'extrémité du conducteur à une table d'harmonie conçue à cet effet, et disposée de telle sorte qu'elle résonne sous l'influence de tous les instruments. Le résultat d'une telle expérience est tout à fait remarquable : certes, les sons présentent une intensité si faible qu'ils sont à peine audibles à quelque distance de l'instrument récepteur ; mais, en approchant l'oreille, on perçoit un orchestre en miniature, où chaque instrument conserve ses qualités propres, et où les nuances — pianos et fortes, crescendos et diminuendos — conservent leurs contrastes relatifs. Comparé à un orchestre ordinaire entendu à distance à travers l'air, l'effet est comparable à celui d'un paysage observé en miniature à travers une lentille concave, par opposition à la même scène vue à l'œil nu dans une atmosphère trouble.
§ 9. Dans les expériences précédentes sur la transmission du son par des corps solides, les conducteurs étaient supposés être rectilignes ; Cependant, bien que le son se propage plus aisément à travers des conducteurs rectilignes, il peut également se transmettre — bien qu’avec une intensité moindre — par l’intermédiaire de tiges présentant des coudes ou des courbes. Si l’on place un diapason en vibration à l’une des extrémités d’une tige en laiton rectiligne, dont l’autre extrémité repose perpendiculairement sur une table d’harmonie, les vibrations seront, conformément à ce qui a été énoncé précédemment, transmises avec force. Si l’on courbe progressivement la tige en un point quelconque de sa longueur — tout en veillant à ce que les vibrations du diapason demeurent dans le même plan que l’angle formé par la tige —, l’intensité du son transmis diminuera peu à peu ; elle deviendra très faible lorsque l’angle atteindra 90 degrés. Si l’on accentue la courbure de sorte que l’angle entre les deux segments de la tige devienne plus aigu, l’intensité du son augmentera, suivant un processus inverse de celui de sa diminution initiale ; et, lorsque les deux segments de la tige seront presque parallèles, le son retrouvera une intensité comparable à celle observée lors d’une transmission en ligne droite. Si, au cours de la flexion progressive de la tige, le plan des vibrations du diapason est perpendiculaire au plan de l'angle formé par les deux parties de la tige, on observera le même changement, mais de manière plus marquée que dans le cas précédent ; et lorsque l'angle devient un angle droit, le son devient à peine perceptible. Pour des inclinaisons intermédiaires entre les deux plans, les variations d'intensité, provoquées par la flexion de la tige, seront également de nature intermédiaire.
Les variations d'intensité liées à la modification de l'angle entre les deux plans peuvent être mises en évidence de manière instructive en pliant la tige de façon permanente selon un angle droit et en plaçant, comme précédemment, la tige du diapason dans le prolongement de l'une des parties de la tige métallique, tandis que l'autre partie repose sur la table d'harmonie. En faisant tourner progressivement le diapason autour de l'axe de sa tige, sans l'incliner par rapport à la tige métallique, le plan des vibrations prendra toutes les orientations possibles par rapport au plan dans lequel la tige métallique est pliée. Au cours de cette rotation, on observera que l'intensité est maximale lorsque les plans coïncident, et minimale lorsqu'ils sont perpendiculaires l'un à l'autre : ainsi, en supposant que le son soit émis alors que les deux plans sont parallèles, il diminuera progressivement jusqu'à ce qu'ils forment un angle de 90° ; il augmentera ensuite — en parcourant les mêmes variations d'intensité, mais dans l'ordre inverse — jusqu'à atteindre son maximum à 180° ; il diminuera de nouveau entre 180° et 270°, puis augmentera jusqu'à revenir à sa position initiale, à 0°.
Si la tige du diapason est placée perpendiculairement sur le côté d'une tige conductrice reposant sur une table d'harmonie, on peut observer les mêmes phénomènes ; la tige du diapason constitue, en effet, un court conducteur formant un angle droit avec la tige métallique. Si, pour la transmission du son, il était nécessaire que les ondulations se propagent uniquement en ligne droite, il est évident qu’elles ne pourraient pas traverser une tige coudée ; en revanche, si elles avaient la propriété de se diffuser également dans toutes les directions, nous n’observerions aucune différence d’intensité dans les expériences mentionnées plus haut. Ces expériences nous amènent à conclure que le son se diffuse dans toutes les directions, bien que de manière inégale ; il se propage plus aisément dans le plan où se produisent les vibrations initiales, et avec une intensité maximale dans la direction même de ces vibrations.
§ 10. Dans la plupart des expériences relatives à la transmission des sons d’instruments de musique, que j’ai décrites dans les paragraphes précédents, le conducteur était disposé de manière à recevoir des impulsions provenant d’une surface vibrant normalement, à laquelle il était fixé perpendiculairement ; la transmission s’effectuait, par conséquent, au moyen d’ondulations longitudinales se propageant dans le fil conducteur. Toutefois, si la surface venait à vibrer tangentiellement ou obliquement — tout en maintenant le conducteur dans sa position initiale —, la transmission s’opérerait alors par des ondulations transversales ou obliques.
En pratique, il est préférable de recourir aux ondulations longitudinales pour transmettre des sons musicaux à distance : d’une part, parce que la transmission est plus efficace ; et, d’autre part, parce que les ondulations transversales ont une forte tendance à se propager latéralement, depuis le conducteur vers le milieu ambiant, devenant ainsi audibles sans le concours d’un instrument récepteur (ou « instrument de résonance »). Ce phénomène de dispersion latérale est à peine perceptible avec des conducteurs de faible section, mais il devient très manifeste lorsque l’on utilise une tige d’un diamètre important.
J’ai eu l’occasion d’observer ce fait en reproduisant certaines des expériences précédentes à la Royal Institution. Un piano carré était installé dans la pièce située sous la salle de conférence ; un conducteur, disposé perpendiculairement à la table d’harmonie de l’instrument, traversait le plancher séparant les deux salles, sans qu’aucun dispositif de résonance ne soit placé à son extrémité supérieure. Dans cette configuration, des ondulations longitudinales étaient transmises au conducteur ; et, qu’il s’agisse d’un fil de laiton d’un dixième de pouce de diamètre ou d’une tige carrée en bois de sapin d’un demi-pouce d’épaisseur, l’isolation semblait tout aussi parfaite. Il en allait tout autrement lorsque le conducteur, au lieu d’être placé sur la table d’harmonie d’un piano, reposait sur le chevalet d’un violon : les cordes, mises en vibration par le passage d’un archet, communiquaient alors des vibrations transversales au conducteur. On a pu observer que le fil métallique isolait le son assez efficacement ; en revanche, lorsque l’on utilisait une tige en bois, le son transmis à l’air par toute la surface de la partie de la tige située au-dessus du sol était presque aussi intense que si une table d’harmonie avait été placée à son extrémité.

§ 11. Dans ce mémoire, j’ai présenté les résultats généraux d’une série d’expériences menées à différentes époques, espacées au cours des dix dernières années ; toutefois, ces travaux sont loin de constituer un ensemble aussi complet que j’aurais souhaité le réaliser. Poursuivre ces expériences plus avant présenterait certaines difficultés ; mais, comme la vitesse du son est bien plus élevée dans les corps solides que dans l’air, il est fort possible que la transmission du son par des conducteurs solides, et sa restitution ultérieure, puissent à l’avenir trouver des applications utiles. Le son se propage dans l’air à une vitesse de 1142 pieds par seconde ; en revanche, il se propage à travers un fil de fer, du verre, une tige de canne ou une tige en bois de sapin à une vitesse d’environ 18 000 pieds par seconde, ce qui lui permettrait de parcourir une distance de 200 miles en moins d’une minute. Lorsque le son se diffuse dans toutes les directions à partir d’un centre, son intensité, selon la théorie, diminue proportionnellement au carré de la distance ; mais s’il est canalisé dans une direction rectiligne unique, aucune perte d’intensité ne devrait, en principe, se produire. Cela suppose toutefois que le corps conducteur soit parfaitement homogène et présente une structure uniforme — des conditions qui ne sont jamais réunies dans nos expériences réelles. Si l’on parvenait à obtenir un matériau conducteur dont la densité et l’élasticité soient parfaitement uniformes — permettant ainsi aux ondes de se propager à une vitesse constante, sans aucune réflexion ni interférence —, il serait alors tout aussi aisé de transmettre des sons par ce biais d’Aberdeen à Londres qu’il l’est, aujourd’hui, d’établir une communication entre deux pièces. Il appartiendra aux philosophes de l’avenir de déterminer si une substance peut être rendue ainsi homogène et uniforme.
La transmission vers des lieux éloignés et la multiplication des exécutions musicales sont des objectifs bien moins importants que la transmission des articulations de la parole. J'ai constaté, par l'expérience, que toutes ces articulations — tout comme les inflexions musicales de la voix — peuvent être transmises, certes faiblement mais de manière parfaitement intelligible, vers l'un des instruments à mouvement alternatif décrits précédemment. Pour ce faire, il suffit de relier le conducteur soit directement à une partie du cou ou de la tête proche du larynx, soit à une table d'harmonie contre laquelle la bouche de la personne qui parle ou chante est étroitement appliquée.
La difficulté, quasi insurmontable, de transmettre à des corps solides des sons produits dans l'air avec une intensité suffisante pourrait nous amener à désespérer de tout progrès ultérieur ; toutefois, si des articulations semblables à celles que produisent les organes vocaux humains pouvaient être générées directement au sein de corps solides, leur transmission pourrait alors s'effectuer avec le degré d'intensité souhaité.
Certaines recherches récentes permettent d'espérer que nous ne sommes plus très loin d'atteindre ces objectifs ; et, une fois ces articulations ainsi obtenues, la conception d'une machine capable de les agencer en syllabes, en mots et en phrases ne nécessiterait aucune connaissance qui ne soit déjà en notre possession.

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