LE BOUTON MICRO-TÉLÉPHONE DU DOCTEUR CORNELIUS HERZ

LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE 1er janvier 1887

LE BOUTON MICRO-TÉLÉPHONE DU DOCTEUR CORNELIUS HERZ
Nos lecteurs connaissent le bouton-téléphone que nous leur avons présenté dans le premier numéro de l'année dernière. Rappelons néanmoins que le bouton-téléphone est destiné à remplacer dans les installations les sonneries ordinaires, les boutons d'appel : c'est la combinaison d'un contact de sonnerie, d'un commutateur automatique et d'un téléphone qui sert alternativement le transmetteur et le récepteur. Le bouton micro-téléphone est un bouton téléphone revu et augmenté : il comporte, en plus des organes mentionnés ci-dessus, un transmetteur microphonique.
C'est un véritable poste téléphonique complet, moins la pile. L'objet du présent article est de montrer qu'il est facile, étant donné des postes de ce genre et une pile centrale, d'utiliser le courant de cette pile pour alimenter les microphones des différents postes, et qu'on peut établir arbitrairement la communication d'une pièce à l'autre, soit par l'intermédiaire d'un bureau central, soit sans bureau central. Il s'agit, bien entendu, de téléphonie domestique, et les solutions cesseraient d'être pratiques pour de grandes distances.

La figure 1 représente en vraie grandeur la vue extérieure d'un bouton micro-téléphone.
L'appareil se compose de deux parties, dont l'une, généralement fixée au mur, renferme le microphone et le commutateur automatique, tan dis que l'autre, mobile, contient le récepteur téléphonique et le bouton de sonnerie.
Les deux parties sont reliées par un cordon souple.
La figure 2 représente la partie mobile prise isolément ou le bouton-téléphone seul.
Les figures 3 et 4 montrent une vue de face avec arrachement et une vue postérieure de la partie fixe renfermant, comme nous l'avons dit, le microphone, la bobine d'induction et le commutateur automatique. La figure 3 permet de se rendre bien compte de la construction du microphone.
Ce dernier est composé d'un diaphragme en charbon de 2 millimètres d'épaisseur, placé à 1,5 mm. de distance d'un bloc également en charbon ; le contact à résistance variable est formé par un groupe de petits crayons en charbon qui jouent dans des ouvertures inclinées; les crayons appuient par leur extrémité positive sur le diaphragme en charbon sous Faction de leur propre poids et celle de petites boules de plomb qui les surmontent.
Sous le bloc de charbon dont il vient d'être fait mention se trouve logée la bobine d'induction.
Le diaphragme de charbon est percé aux extrémités de son diamètre horizontal de deux ouvertures, à travers lesquelles font saillie deux petits taquets servant à la manœuvre du commutateur automatique.
Pour comprendre le fonctionnement de ce commutateur automatique dont les organes sont logés, ainsi que l'indique la figure 4, sur la face postérieure du socle, il est bon de se reporter au schéma de la figure 5 qui montre les connexions entre deux postes micro-téléphoniques alimentés par une seule pile que, pour la plus grande simplicité du dessin, nous supposerons placée entre les deux postes.

Le commutateur est formé par une tige élastique en laiton T disposée horizontalement sur la face postérieure de l'appareil et à laquelle le jeu des taquets précédemment mentionnés imprime un mouvement d'arrière en avant, quand on décroche le bouton téléphone, et d'avant en arrière-, quand on le replace sur son socle.
Dans le schéma de la figure 5, le poste n° 1 appelle le poste n°'2. Le bouton d'appel (fig. 1), est poussé vers l'intérieur, ce qui amène une pression du ressort b (poste I) contre la vis v, supprimant ainsi le contact r pour mettre la sonnette du poste I hors circuit et fermer le circuit de la pile à travers la sonnette du poste II.
Il est, en effet, facile de voir que l'on a un circuit fermé en partant du pôle positif de la pile eten passant par le fil B, le commutateur T, le poste II, la paillette 1, la sonnette, les ressorts r et b de ce même poste et en revenant au pôle négatif de la pile par le fil A, le ressort b, la vis v du poste I et le fil C.
Quand on ôte le bouton téléphone, la sonnette est mise hors circuit par le mouvement du commutateur T, qui abandonne la paillette 1 et fait contact avec les paillettes 1 et 3, fermant ainsi le circuit primaire et le circuit secondaire de la bobine d'induction I et II.
Le circuit primaire est établi comme suit :
Du pôle positif de la pile au fil B, au commutateur T, à la paillette 3, puis à travers la bobine dont la seconde extrémité est reliée au diaphragme en charbon ; du diaphragme, le circuit est complété par les contacts à résistance variable et le fil C, qui communique avec le pôle négatif de la pile.
Le circuit secondaire passe par la paillette 2, le commutateur T, le fil B au poste II, puis par le commutateur T, la paillette 2, la bobine II, le récepteur R de ce poste au fil A, et retourne au récepteur R du poste I par la bobine II et la paillette 2.
On voit que, dans cet arrangement, les circuits primaire et secondaire ont une partie commune, partie commune qui, entre les deux postes, est représentée par le fil B. C'est là un dispositif très usité en Amérique, qui ne présente aucun inconvénient, et qui permet de faire l'économie d'un fil.
Le jeu du commutateur T est assuré par le mode d'assemblage des parties mobile et fixe du bouton micro-téléphone. Ainsi que le montre la figure 1, la liaison des deux parties se fait par un assemblage à baïonnette; ce mode de liaison est fort avantageux, car les deux parties se détachent et s'accouplent très facilement et, lorsque le poste est au repos, la position relative des pièces fixe et mobile est toujours la même.
Le cas de la figure 5 est un cas simple qui, évidemment, ne se présentera que rarement dans la pratique. En pratique, on aura presque toujours un nombre n de postes qu'il s'agira de relier entre eux et à une pile unique, de telle façon que chaque poste puisse appeler tous les autres. Le problème ainsi posé admet un assez grand nombre de solutions. Nous allons en indiquer quelques-unes.
Supposons l'abord que l'on s'interdise l'emploi d'un bureau central. La première solution qui dans ce cas s'offre à l'esprit, est celle représentée par la figure 6.

Dans cette figure, T indique le commutateur automatique, F le microphone et le circuit primaire de la bobine d'induction, G le circuit secondaire de cette même bobine, R le bouton d'appel, et enfin D un commutateur à (n - 1) direction pour un nombre n de postes.
L'inspection seule de la figure montre qu'un poste peut appeler l'un quelconque des autres postes; il lui suffira de mettre son commutateur D sur le numéro du poste qu'il désire appeler, et d'appuyer sur le bouton R. Mais comme la conversation ne peut s'établir que si le poste appelé met son commutateur D sur le numéro du poste qui l'appelle, il faudra préalablement convenir que le poste d'ordre p appellera toujours les autres postes en appuyant p plusieurs fois sur son bouton de sonnerie.
Bien que ce soit là un inconvénient qui, dans certains cas, peut faire rejeter le système, nous croyons intéressant d'indiquer avec quelle facilité il devient possible de brancher de cette manière une installation de boutons micro-téléphoniques sur une installation de sonneries existante. On remplace d'abord chaque bouton de sonnette par un bouton micro-téléphone, une sonnette et un commutateur à autant de directions qu'il y a de postes, moins une. Puis on fait passer à travers toutes les pièces que l'on veut relier ensemble un câble composé d'autant de fils qu'il y a de pièces, et l'on établit les connexions comme dans le schéma de la figure, ce qui est extrêmement facile si l'on a soin de numéroter les fils du câble.
Si l'on veut que chaque poste soit informé, au moyen d'un annonciateur, de l'endroit d'où vient, l'appel, l'installation devient un peu plus complexe.
La disposition du circuit, dans ce cas, est représentée schématiquement par la figure 7.

On retrouve toujours le commutateur T, mais cette fois le bouton unique du bouton micro-téléphone est remplacé par autant de boutons qu'il y a de lignes, moins une.
Les lignes aboutissent au tableau annonciateur et traversent un petit électro-aimant, dont la palette ferme le circuit de la sonnette, lorsque l'électro est traversé par un courant. Ceci a pour but d'empêcher que les sonnettes de tous les postes se mettent en mouvement, lorsqu'un poste quelconque en appelle un autre. On pourrait, évidemment, au lieu d'employer autant d'électro-aimants qu'il y a de lignes, n'en employer qu'un et faire passer dessus tous les enroulements correspondant aux différentes lignes.
Lorsqu'on a baissé un bouton d'appel, on ouvre le circuit de sa propre sonnerie et on met en court circuit le numéro de son tableau annonciateur, qui correspond au poste que l'on veut appeler, afin de ne cas faire sortir soi-même des numéros dans son propre poste. Le commutateur T fonctionne comme précédemment, mais on remarquera que le bouton d'appel devra être maintenu abaissé tout le temps que dure la conversation.
La figure 10 représente la disposition schématique d'un poste microphonique automatique, basé sur le système que nous venons de décrire.

Les deux bornes marquées d'un M sont celles auxquelles aboutissent les fils du microphone. Le contact Y, qui est représenté en détail sur la figure il, sert au rappel des numéros sortis. Le butoir e du crochet porte-téléphone est un ressort fixé d'un côté seulement, qui ne touche pas le contact Y, sous la seule action du poids du téléphone; mais il suffit d'appuyer légèrement, en accrochant le téléphone après une conversation, pour fermer momentanément le circuit des bobines de rappel et effacer le numéro sorti.
Les figures 8 et 9 représentent un dispositif qui peut être employé pour maintenir automatiquement abaissés les boutons d'appel pendant la durée de la communication téléphonique, et pour les relever de même lorsque la conversation est achevée.

Le commutateur T commande, au moyen d'une bielle B, une série de leviers coudés mobiles autour d'un axe commun o. Lorsque le téléphone est accroché, les leviers Z permettent de sonner librement, mais lorsque le téléphone sera décroché, les leviers auront joué de manière à empêcher que l'on puisse abaisser les boutons levés ou relever ceux qui sont abaissés.
On comprend donc, aisément, qu'il suffira d'abaisser un bouton d'une main et d'accrocher le téléphone de l'autre, pour établir la communication téléphonique correspondante. Cette communication se maintient d'elle-même jusqu'au moment où, la conversation étant terminée, on raccroche le téléphone. En ce faisant, on efface les numéros parus, on relève le bouton abaissé et en se place ainsi automatiquement dans la position d'attente.
Le principal inconvénient du système que nous venons de décrire est le grand nombre de fils qu'il nécessite. Il faut, en effet, pour n postes un nombre de fils égal à (n -1/ 2) + 2, expression qui croit très rapidement avec n.
Lorsque le nombre des postes à faire communiquer ensemble est assez petit, on pourra souvent se contenter de relier les postes deux à deux, suivant le schéma de la figure 12 ou de la figure 14, ce qui nécessitera l'emploi de n (n-1) + 3 ou de n [n - 1) - 2 fils, selon que les microphones seront capables de supporter le courant d'une fraction de la pile (fig. 12) ou celui de la pile entière (fig. 14).

Dès que le nombre de postes dépasse une certaine limite, la nécessité d'un bureau central apparaît. Le bouton micro-téléphone se prête très bien à ce genre d'installation : le système que nous allons décrire est celui qui, depuis plus de six mois, fonctionne de la façon la plus satisfaisante aux bureaux de notre journal. L'installation comprend une pile de quatre éléments Leclanché, un tableau annonciateur et seize postes micro-téléphoniques répartis dans les bureaux de la rédaction, l'imprimerie, l'administration et la loge du concierge. Chaque poste est relié au tableau annonciateur par quatre fils, et les connexions sont établies suivant le schéma de la figure 16.

Le dessin montre tous les postes reliés au bureau central (deux postes quelconques peuvent, en effet, être reliés l'un à l'autre d'une façon permanente); les lettres I M désignent les microphones et les bobines d'induction, T le commutateur automatique, b le bouton d'appel du bouton micro-téléphone et d un deuxième bouton d'appel placé au-dessus du bouton micro-téléphone et qui est représenté sur la vue perspective de la figure 1. Ce deuxième bouton permet de toujours appeler le bureau central, même lorsqu'on est en communication permanente avec l'un des autres postes du réseau. Le bureau central, dont les figures 13 et 15 donnent une vue extérieure et un schéma, comprend une pile P, un bouton micro-téléphone avec sonnette, semblable à ceux des autres postes, et un nombre d'annonciateurs égal à celui des postes. Au-dessous de chaque annonciateur se trouve un commutateur à cheville servant à mettre en relation deux postes ; ces communications s'établissent au moyen de cordons souples à un seul fil terminé par des chevilles F (fig. i5).

Ceci posé, il est facile de se rendre compte du fonctionnement du système. Lorsqu'un des postes appuie sur le bouton b, il fait tomber la plaque d (fig. 18), qui découvre son numéro sur le tableau annonciateur, car, en appuyant sur le bouton b, il ferme entre B et C (fig. 18), le circuit de la pile dans lequel se trouve l'électro-aimant E. Pour mettre en communication deux postes quelconques, le bureau central n'a qu'à enfoncer les deux chevilles F, qui terminent un cordon souple, dans les trous correspondants aux numéros à relier (fig. 18); par cette opération, il rompt pour chaque poste la communication des lignes C et D et établit la continuité de la ligne C d'un poste à l'autre. Les deux postes sont alors reliés par trois fils, suivant le schéma de la figure 5 ; ils peuvent se sonner l'un l'autre et, en décrochant leurs boutons-téléphones, entrer en conversation.
Comme le bouton micro-téléphone du tableau annonciateur est monté absolument de la même façon que les postes de la ligne, la personne placée au bureau central commence par se mettre elle-même en communication avec le poste qui appelle, pour demander avec qui ce poste veut être relié. - On n'a pas, en général, besoin d'affecter à ce service une personne spéciale; il suffira, par exemple, lorsqu'il s'agit d'une administration, de mettre le tableau annonciateur dans une pièce où se tiennent plusieurs employés; ils pourront, à tour de rôle, donner les communications. - Ce service pourra également être fait par les garçons de bureau qui sont chargés de recevoir les visiteurs.
S'il n'y avait que les trois fils ABC, deux postes reliés par l'intermédiaire du bureau central ne pourraient plus appeler ce même bureau pour demander à être reliés à d'autres postes; de là la nécessité d'un quatrième fil D (fig. 16).

Par ce fil, chaque poste reste constamment relié au bureau central, et il lui suffit d'appuyer sur le bouton d pour faire apparaître son numéro au tableau annonciateur.
Ce système est extrêmement simple et il a subi, comme nous le disions plus haut, avec succès l'épreuve d'une pratique de plus de six mois.
Il nous reste à parler d'une variante de l'appareil micro-téléphonique, dont on comprendra les avantages par la description qui suit. Une cause d'inconvénients dans les postes téléphoniques ordinaires réside dans les dimensions relativement considérables du transmetteur et dans ce fait que la personne qui parle est obligée de prendre une certaine position, définie par rapport à l'appareil. Portant le récepteur à l'oreille, elle doit tourner la tête vers le transmetteur et s'en approcher assez près. L'attention de l'opérateur, qui devrait pouvoir se porter tout entière sur la conversation, est distraite dans une large mesure par cette nécessité où il est de subordonner tous ses mouvements aux conditions de bon fonctionnement de l'appareil.
L'appareil que nous allons décrire est destiné à éviter ces inconvénients. Il consiste essentiellement, ainsi que le montre la figure 17, qui représente l'ensemble de deux postes, en une coquille allongée F, amincie à l'une de ses extrémités et évasée à l'autre, un cylindre G, attaché à la partie évasée de la coquille par un anneau fileté K et une pièce formant embouchure H. La coquille F contient la bobine d'induction I, le bouton d'appel L, le bouton M, qui commande le mouvement du commutateur T et le microphone. Le diaphragme N du microphone est assujetti à l'extrémité évasée et ouverte de la coquille. En arrière du diaphragme, qui est en matière conductrice et parallèle à ce diaphragme, se trouve disposé un barreau 0, en matière isolante, fixé aux parois de la coquille; au centre de ce barreau est placé un petit tube a en charbon ou en toute autre substance microphonique. Le tube a laisse passer librement une tige de charbon qui, par une de ses extrémités, est en contact avec le diaphragme N, l'autre extrémité étant reliée par l'intermédiaire du bouton b au ressort de réglage c.
Le cylindre G renferme un récepteur téléphonique,qui ne présente rien de particulier.
La coquille Fest munie d'une série d'ouvertures V, placées immédiatement en arrière du barreau o; des ouvertures analogues sont ménagées dans l'anneau K, ouvertures qui communiquent avec l'espace compris entre le diaphragme N et le rebord rentrant du cylindre G.
Les communications électriques dans l'appareil, ainsi que le jeu des boutons L et M, se lisent à l'inspection seule de la figure.
Le bouton L, quand il est abaissé, établit le contact entre le ressort d et une pièce fixe e. Le bouton M sert à manœuvrer le commutateur T ; à l'état de repos, le bras T est en contact avec la vis j; lorsqu'on appuie sur le bouton M on rompt d'une part le contact entre j et T et on établit d'auire part le contact entre T et i, en même temps que par la lamelle métallique f isolée du bras T on fait communiquer les contacts g' et h.
Le fonctionne ment de l'appareil a lieu comme suit :
Si le poste I désire établir la communication, l'opérateur saisit l'instrument de façon à appuyer sur le bouton L, sans toucher au bouton M. Le contact est ainsi produit entre d et e, ce qui ferme le circuit de la pile sur la sonnette du poste II, savoir : du pôle positif de la pile par la ligne D, le fil D' du poste II, la sonnerie de ce poste, le fil E, le contact j, le bras T, les fils / et B', la ligne B, le conducteur B' du poste I, le contact e, le ressort d, le fil C', le fil de ligne C et enfin le pôle négatif de la pile.
L'opérateur du poste II étant ainsi avisé que le poste I désire parler, saisira l'instrument de façon à pousser le bouton L, sans toutefois toucher le bouton M. Ceci met en activité la sonnerie du poste I, la marche du courant étant la même que celle qui vient d'être décrite.
Les deux opérateurs cessent alors d'appuyer sur le bouton L et appuient tous deux sur le bouton M, ce qui a pour effet de fermer le circuit microphonique de chaque poste sur la pile et de fermer également le circuit commun aux deux récepteurs.
Pour le poste I, le circuit du microphone est le suivant: du pôle positif de la pile au pôle négatif par le fil de ligne D, le conducteur D', le diaphragme N, le contact microphonique a, le fil ni, les contacts gfh, le circuit primaire de la bobine d'induction (r, 1), l'extrémité fixe du ressort d, le conducteur C', et enfin le fil de ligne C. Pour le poste II, le circuit microphonique est exactement le même.
Le circuit commun aux deux récepteurs, normalement ouvert en i, se trouve fermé en ce point par suite de la manœuvre du commutateur T ; ce circuit est complété en dehors des appareils par les fils de ligne A, B et les conducteurs souples A' B'.
Durant la conversation, l'appareil est constamment maintenu appuyé contre l'oreille et les mots sont articulés sur le ton ordinaire de la conversation, sans qu'il soit nécessaire de diriger les vibrations sonores vers un point particulier de l'espace; les ondes sonores se propagent suivant des sphères concentriques et par les ouvertures V et W, agissent sur le microphone de la manière ordinaire.
La conversation peut donc être entretenue avec une très grande facilité et sans aucune contrainte pour la personne qui se sert du téléphone.
L'ensemble des appareils que nous venons de décrire constitue, à nos yeux, un progrès important dans la question si intéressante de la téléphonie domestique.

B. MARINOVITCH