TRANSMISSION TÉLÉPHONOGRAPHIQUE DE LA PAROLE LE GRAPHOPHONE
1888 LE GRAPHOPHONE DE M. TAINTER par E. MERCADIER. 1er février 1888.
Edison a développé
la première machine parlante à l'automne 1877.
Elle était équipée d'un diaphragme et d'un stylet
montés sur un cylindre enveloppé dans du papier d'aluminium
sur lequel le stylet inscrivait une rainure verticale continue lorsque
le cylindre était tourné à la main.
Edison a nommé l'appareil un phonographe. Il était
tellement sûr que son invention serait commercialement viable
qu'il créa la Edison Speaking Phonograph
Company près d'un mois avant de recevoir un brevet américain
pour le dispositif le 19 février 1878.
Nous nous proposons, sous ce titre, de décrire les derniers perfectionnements
apportés aux appareils destinés à enregistrer les
vibrations provenant de la parole articulée, en rappelant d'abord
les premiers essais tentés à ce sujet, et en indiquant
les difficultés du problème .
I
On sait que M. Edison essaya le premier de
réaliser l'inscription de la parole à l'aide de l'instrument
qu'il nomma phonographe.
Cet appareil se compose d'un cylindre en laiton creusé à
sa surface suivant une rainure étroite en forme d'hélice
à pas très serré, supporté par un axe taraudé
formant une vis également très serrée, et devant
être mis en mouvement avec beaucoup de régularité
et de justesse, soit à la main, soit à l'aide d'un ressort
d'horlogerie .
Une feuille mince d'étain (semblable à celles dont on
se sert pour envelopper le chocolat) est enroulée sur le cylindre
. En avant et à une très petite distance du cylindre,
une membrane mince, en mica par exemple, fixée à un support
solidement ajusté au socle de l'appareil, porte une petite aiguille
fine en contact avec la feuille d'étain au-dessus du milieu de
la rainure hélicoïdale .
Cela étant, supposons le cylindre mis en mouvement continu et
uniforme . Si on parle avec force au-dessus de la membrane, celle-ci
vibre comme celle d'un téléphone, l'aiguille participe
à ses mouvements, et sa pointe enfonce plus ou moins, sans la
percer, la feuille d'étain dans la rainure superficielle du cylindre,
produisant ainsi une sorte de sillon hélicoïdal présentant
des creux et des aspérités, des vallons et des montagnes
minuscules plus ou moins profonds, suivant les inflexions de la voie,
sa hauteur, son intensité .
Le cylindre étant parvenu à l'extrémité
de sa course, on soulève la membrane, et par suite l'aiguille
servant de style, et, en tournant la vis en sens inverse, on ramène
le cylindre à la position qu'il avait à l'origine de son
mouvement ; on abaisse de nouveau la membrane et l'on engage le style
dans le sillon sinueux qu'elle vient de tracer. Si alors, le cylindre
est mis en mouvement avec la même vitesse et régularité
que la première fois, la pointe du style suit les sinuosités
de la trace qu'elle avait formée elle-même tout à
l'heure ; il en résulte des mouvements qui se communiquent à
la membrane, et qui produisent sur celleci, en quelque sorte en sens
inverse, des effets analogues à ceux que produisait primitivement
la voix ; si bien que les vibrations de la membrane reproduisent approximativement
les paroles qu'on avait prononcées .
L'expérience peut être recommencée avec la même
feuille d'étain une ou deux fois au plus, car la plasticité
de l'étain est telle que la pointe du style détruit rapidement
les aspérités du sillon qu'elle avait tracé, en
passant de nouveau sur elles, de sorte que les effets produits s'affaiblissent
très rapidement .
Tels sont les effets que nous n'avons pu entendre il y a quelques années,
que les membres des sociétés savantes ont pu apprécier,
dont le public parisien a été appelé à juger
pendant quelques mois tous les soirs dans la salle des conférences
du boulevard des Capucines, moyennant finances, ce qui a constitué
pour l'importateur de l'instrument très curieux de M. Edison,
et sans doute aussi pour celuici, une campagne assez fructueuse .
On se souvient encore des élans d'admiration qui se manifestèrent
alors dans la presse et dans le public ; ce fut un concert de louanges
pour l'inventeur, et l'appareil fut considéré pendant
quelques mois comme la merveille des merveilles . Cependant les personnes
qui, sur la foi de cet engouement, firent l'acquisition de cet appareil
et essayèrent de s'en servir ne furent pas satisfaites ; peu
à peu on cessa d'en parler, et tandis que le téléphone
suit le cours de ses succès, le phonographe, relégué
dans les profondeurs des cabinets de physique, reste couvert de la poussière
caractéristique des instruments inactifs ; on en dit un mot poli
dans les cours d'acoustique, et c'est tout.
A quoi cela tient-il ? Simplement à ce que la réclame
faite autour de l'instrument avait dépassé le but, que
l'instrument lui-même ne remplit le but annoncé à
grand fracas que très approximativement, qu'il ne produit que
des effets analogues à ceux de la parole, et c'est pourquoi nous
soulignions tout à l'heure ces deux mots . Rien n'est plus facile
à démontrer pratiquement .
A cet effet, qu'on fasse l'expérience ci-dessus décrite
devant une assemblée d'auditeurs quelconques, l'opérateur
prononçant devant la membrane et en présence de l'assemblée
(on va voir pourquoi nous soulignons encore ceci) une phrase très
fortement et nettement articulée, ce qui est indispensable à
la réussite : lorsque ensuite le cylindre exécute son
second mouvement, la membrane fait entendre la même phrase . Seulement
les observateurs attentifs voient :
1° que les articulations semblent fort adoucies et comme émoussées
;
2º que certaines voyelles sont au contraire renforcées et
prédominent ;
3° que le timbre de la voix, cette qualité spéciale
qui fait distinguer la voix d'une personne de celle d'une autre, est
tout à fait altéré par une sorte de nasillement
désagréable .
Mais ce n'est pas tout l'altération de la voix est plus grande
encore qu'on ne le croit quand l'expérience est faite de cette
manière .
Pour s'en convaincre, il suffit de faire la première partie de
l'expérience loin des auditeurs, de façon à ce
qu'ils ne puissent entendre la phrase prononcée par l'opérateur
sur la membrane et qui produit le sillon sinueux sur la feuille d'étain
. Lorsque ensuite on rapporte l'instrument dans la salle où se
trouvent les auditeurs, et qu'on tourne le cylindre, l'effet merveilleux
ne se produit plus ; n'ayant pas entendu à l'avance la phrase
qui devrait être incrustée en quelque sorte sur l'étain,
on ne distingue plus aucun mot, il n'y a presque plus d'articulations,
on n'entend plus qu'une série de voyelles à son nasillards
formant comme une sorte d'aboiement continu plus ou moins voilé
. Il est extrêmement difficile, même en opérant dans
les meilleures conditions, de distinguer quelques articulations, de
saisir des bribes de syllabes permettant, à grand effort d'imagination,
de reconstituer des mots .
Il y a donc dans l'effet que produit le phonographe ,
quand on effectue toutes les opérations en présence desauditeurs
, une forte part d'illusion : ceux ci , en entendant les effets incomplets
et vagues de l'appareil , reconstituent , sans s'en douter , les consonnes
, les articulations , le timbre qui manquent , mais qu'ils ont entendu
dans la première phase de l'expérience et qu'ils ont retenu
.
Cet effet physiologique, ou psychologique si l'on veut, n'a rien de
bien surprenant ; et, en tout cas, des effets analogues se produisent
dans d'autres circonstances, et plus étranges encore . N'a -t
-on pas entendu récemment, à l'Académie de médecine,
à propos de la prétendue action à distance des
substances médicamenteuses sur les hystériques, M. Brouardel
affirmer que lorsque l'opérateur, ayant endormi son sujet, expliquait
au public devant le sujet endormi, ce qui devait se passer dans les
expériences qui allaient être tentées, et leurs
résultats, ces résultats étaient toujours obtenus
; mais lorsqu'on ne donnait pas d'explications à haute voix,
que l'opérateur et le sujet ne connaissaient pas les substances
expérimentées, les résultats ne se produisaient
plus que de temps en temps et comme au hasard ?
Le phonographe ne reproduit donc véritablement que des éléments
informes de la parole articulée : l'expérience le prouve
avec évidence, et c'est là qu'il faut chercher la cause
du discrédit et de l'oubli dans lesquels il est tombé
quelques mois après son apparition .
Mais voici que l'inventeur fait annoncer , par une voie extra scientifique
, qu'il a tellement perfectionné son appareil , qu'il peut non
seulement reproduire la musique et la voix articulée , mais encore
que la substance sur laquelle il les incruste peut être transportée
n'importe où et placée sur un appareil semblable à
celui sur lequel l'incrustation a été faite, ce qui ne
pouvait être évidemment réalisé avec la feuille
d'étain de l'instrument primitif ; de plus, cette impression
de la musique et de la voix pourrait être multipliée à
volonté comme une épreuve d'imprimerie, de telle sorte
qu'on pourrait bientôt collectionner comme des partitions et des
livres des phonogrammes reproduisant des conversations, des témoignages
produits devant les tribunaux, des discours, des conférences,
la musique d'un orchestre, etc., etc.
Voilà qui est certainement fort beau ; mais il s'agit de le réaliser
complètement.
On est toujours exposé à un mécompte lorsqu'on
vient dire d'une invention seulement annoncée qu'elle ne se réalisera
pas, mais on a toujours le droit d'exprimer des doutes ; dans le pays
de Descartes, le doute méthodique est permis, pourvu qu'il soit
réellement méthodique et non la négation obstinée
et sans raison valable . Or le doute en cette affaire est raisonnable
. Il suffit, pour justifier cette manière de voir, d'essayer
d'analyser le problème de l'impression de la parole articulée
en employant les intermédiaires indiqués par M. Edison,
une membrane mince, un style fixé à cet membrane et une
substance plastique, car tout ceci paraît subsister encore dans
le phonographe perfectionné .
Longtemps avant l'invention du phonographe, on s'est servi d'une membrane
mince armée d'un style pour inscrire les vibrations d'un corps
sonore sur un cylindre tournant recouvert de noir de fumée .
Quand il s'agit des sons musicaux produits par un instrument de musique
ou par la voie humaine , le problème est assez simple . Une membrane
ne vibre pas à l'unisson de tous les sons , mais la série
de ceux qui la mettent en vibration est assez nombreuse , et en tendant
plus ou moins cette membrane on peut la faire . résonner fortement
sous l'action des ondes d'un son quelconque unique . Si on fixe un style
léger au centre de la membrane, ce style ne vibre pas non plus
sous l'action de tous les sons, mais en lui donnant une longueur convenable
on peut le faire vibrer quand la membrane vibre ellemême . Il
est vrai que le style ne vibre pas toujours dans un plan ; souvent il
décrit une surface conique de forme plus ou moins complexe .
Néanmoins, en appuyant le style sur un cylindre de façon
à produire un frottement assez léger, on n'arrête
pas ses vibrations qui se trouvent dessinées sur le cylindre
tournant par un nombre égal d'ondulations d'une courbe plus ou
moins régulière qui caractérise la hauteur du son
: c'est ainsi que le son du la du diapason, par exemple, se trouve caractérisé
ainsi par une courbe présentant 435 sinuosités si le cylindre
a tourné pendant une seconde .
Mais un son n'a pas seulement une hauteur ; il a un timbre qui fait
distinguer le son d'un instrument de celui d'un autre, le la d'un diapason
du même la donné par un hautbois ou une clarinette. La
cause du timbre n'est pas encore parfaitement connue, mais on sait cependant
qu'il tient principalement à ce qu'un son est en général
une chose complexe et multiple, comprenant en réalité
un son principal, dit fondamental, accompagné d'une série
de sons plus aigus et beaucoup plus faibles superposés au premier,
fondus en quelque sorte avec lui et qu'on nomme les harmoniques. La
membrane qui reproduit un pareil son se divise spontanément en
un certain nombre de parties dont chacune correspond à un harmonique,
qui vibrent séparément et simultanément, et le
style fixé à la membrane manifeste également cette
complexité par une forme compliquée de vibration qui peut
se reproduire sur le cylindre par des dentelures de forme variable qui
se manifestent sur la courbe sinueuse simple du son fondamental . Quand
le timbre du son est très prononcé et le style d'une longueur
quelconque, il arrive que le cône qu'il décrit dans l'espace
est d'une forme très complexe ; alors il rebondit sur la surface
du cylindre et décrit une courbe à dentelures extrêmement
compliquées tout en restant assez régulières si
le frottement sur le cylindre est toujours le même, condition
difficile à remplir.
Enfin, malgré ces complications, un style fixé à
une membrane peut encore inscrire un son musical sur un cylindre enfumé
en lui conservant suffisamment ses qualités essentielles, sa
personnalité, si l'on peut ainsi parler. Mais s'il s'agit pour
le style, au lieu d'enlever une couche légère de noir
de fumée, de représenter sa forme vibratoire complète
par une sinuosité creusée sur une lame élastique,
si mince qu'elle soit, par un sillon matériel ondulé incrustant
en quelque sorte la trace d'une portion au moins du mouvement du style
dans l'espace, trace qui doit se produire au moins dans deux directions,
en profondeur perpendiculairement à l'axe du cylindre et obliquement
suivant une inclinaison variable, on conçoit immédiatement
la difficulté du problème on peut entrevoir que le style
du phonographe ne puisse le réaliser qu'en partie . Il peut bien
en effet produire , dans le sens de la profondeur , un sillon dont le
nombre des ondulations est égal au nombre des vibrations du son
musical , et reproduire ainsi en passant de nouveau sur ce sillon un
nombre de vibrations de la membrane égal à celui qui caractérise
le son donné et sa hauteur ; mais les particularités ,
les dentelures obliques de forme variable constituant le timbre , on
conçoit que le travail qu'il y aurait à faire pour les
produire lui soit à peu près impossible , et l'expérience
semble bien prouver qu'il en est ainsi , puisque le timbre est si fortement
altéré . Voilà donc une première difficulté
que le phonographe ne résout pas .
Mais le problème de la reproduction matérielle de la voix
est bien plus complexe encore que celui de la reproduction d'un son
simple timbré. : En effet, il suffit de considérer une
seule syllabe articulée dans un temps très petit, environ
un dixième de seconde il y a d'abord le son de la voyelle avec
sa hauteur et son timbre, source de la difficulté qu'on vient
de signaler ; il y a de plus l'effet préalable produit par la
consonne . Or celui ci est beaucoup plus compliqué que l'autre
; c'est un choc, une sorte d'explosion produite sur l'air qui environne
la bouche et se transmet à la membrane : il en résulte
ce qu'on nomme un bruit qui n'est, en grande partie, autre chose qu'une
superposition de sons extrêmement brefs, différents de
ceux qui constituent le timbre, et dont la membrane et le style devraient
reproduire et imprimer les effets aussi bien que ceux de la voyelle
et même un peu avant ceux-ci, puisqu'il les précèdent
dans l'articulation de la syllabe.
Il y a là, on le voit sans qu'il soit besoin
d'insister, une nouvelle difficulté à ajouter à
la précédente, et très probablement plus grande
encore.
Il n'est donc pas surprenant que le phonographe primitif ne la résolve
pas, et c'est là certainement la cause de l'absence presque complète
d'articulations dans les phrases répétées par cet
instrument. Je crois en avoir assez dit pour faire comprendre la complexité
du problème abordé de front il y a quelques années
par M. Edison, avec cet audace que la fortune encourage sans doute,
suivant le proverbe latin, mais qu'elle ne lui a pas encore permis de
résoudre . A t il assez perfectionné son appareil primitif
pour y parvenir , en satisfaisant complètement à toutes
les conditions indiquées ci dessus ?
Nous ne connaissons de son appareil nouveau qu'une description avec
dessins donnés dans le journal la Nature . C'est un phonographe
bien perfectionné en effet , et singulièrement compliqué
. Néanmoins nous aurions essayé de le décrire ,
si , en même temps que M. Edison faisait annoncer dans les journaux
anglais ses nouveaux perfectionnements , nous n'avions appris que depuis
plusieurs années M. Sumner Tainter , collaborateur de M. Graham
Bell , ayant repris l'étude de la phonographie , avait réussi
à faire un grand pas dans la solution du problème d'une
manière relativement assez simple . Son appareil , dont nous
avons pu voir récemment , à Paris , le fonctionnement
, est moins compliqué que celui de M. Edison : c'est pourquoi
nous le décrirons . seul , en nous servant de la notice et des
dessins que l'inventeur a bien voulu nous adresser .
II
M. S. Tainter a, sinon fait disparaître, du moins atténué
beaucoup les trois défauts signalés ci -dessus et que
nous rappelons, savoir :
1° les articulations émoussées ;
2º le renforcement de certaines voyelles ;
3º l'altération du timbre par une sorte de nasillement désagréable,
semblable à celui qui se produit quand on parle dans un mirliton
.
L'amélioration est telle que l'inventeur à pu, à
bon droit, donner un nom nouveau à l'appareil, il l'appelle :
graphophone.
Les perfectionnements sont de deux sortes uns sont purement matériels
dans le mécanisme de la transmission et de la réception
; les autres sont d'une nature plus délicate et se rattachent
aux principes mêmes de la mécanique moléculaire
.
Voyons d'abord les premiers (fig. 1) . 
Dans la transmission, le cylindre C est très léger ; il
est simplement en carton ; il tourne sur luimême, sans avancer,
sous l'action d'un moteur à pédale M qui ne fait aucun
bruit : c'est la membrane qui se meut, et, à cet effet, elle
est fixée à un écrou fileté e qui est entraîné
par une vis à pas très fin (un demi -millimètre
à peine), qui tourne sur elle même comme le cylindre et
parallèlement à lui sous l'action du même moteur
; c'est l'inverse de ce qui se passe dans le phonographe, avec ce grand
avantage que le moteur, au lieu d'avoir à mettre en mouvement
un cylindre très lourd, n'agit ici que sur des organes légers
. La membrane m est en mica armé d'un style au centre ; mais
au lieu de parler énergiquement, de crier contre elle, directement,
comme dans le phonographe, on parle ici avec sa voix ordinaire , dans
un cornet acoustique communiquant par un tube de caoutchouc avec la
membrane protégée par une monture
En second lieu, l'inscription ne se fait plus sur une
lame d'étain le cylindre est recouvert d'une couche mince de
pâte spéciale formée principalement de cire et de
paraffine : pendant que la membrane est entraînée par son
écrou le long des génératrices du cylindre qui
tourne en même temps sur lui-même, une petite arête
métallique perpendiculaire à ces génératrices,
fixée par des bras au support de la membrane à côté
du style, lui prépare en quelque sorte la voie en traçant
un sillon hélicoïdal ; c'est dans ce sillon qu'au tour suivant
le style, sous l'action des ondes sonores produites dans le tube acoustique
par la voix, trace des sinuosités, des broderies, si l'on peut
ainsi dire, en rapport aussi complet que possible avec la complexité
produite dans la forme de ces ondes par la superposition des harmoniques
qui caractérisent le timbre, et par les petites explosions, résultat
de l'articulation des consonnes on verra plus tard pourquoi je souligne
ces divers mots ; mais, dès à présent, on comprend
que la plasticité de la pâte employée étant
supérieure à celle de l'étain, et le style n'ayant
pas à effectuer le travail nécessaire pour creuser le
sillon en quelque sorte préliminaire où il doit se mouvoir,
ce style peut effectuer des mouvements plus complexes verticalement,
horizontalement et obliquement, ce qui permet une excitation beaucoup
moins forte de la part de la voix. Ainsi, d'une part, on favorise la
reproduction de mouvements très délicats et compliqués,
et, d'autre part, on évite la nécessité de crier
dans l'appareil, l'un des inconvénients insupportables du phonographe
.
Ajoutons, pour terminer ce qui est relatif à la transmission,
que la longueur du cylindre et de la vis qui guide la membrane est d'environ
15 à 16 centimètres ; le diamètre du cylindre est
de 2 à 3 centimètres le mouvement est assez lent pour
qu'on puisse parler pendant quatre ou cinq minutes avant que la membrane
ait parcouru sa course ; enfin, l'inscription terminée, il faut
avoir soin d'enlever avec un pinceau les fines bavures et les résidus
très légers laissés sur les bords du sillon hélicoïdal
tracé par l'arête et le style .
Passons maintenant à la réception (fig. 2). 
Dans le phonographe, c'est l'organe inscripteur luimême,
le style, qui repasse sur les sinuosités qu'il a formées
; nous avons indiqué plus haut l'inconvénient de cette
manière de procéder ; la rigidité du style efface
rapidement les traces qu'il a produites . De plus, si cette rigidité
pouvait être surmontée pendant la transmission par suite
de l'énergie des ondes de la voix qui constituait alors un moteur
relativement puissant, à la réception le moteur est formé
par la suite des aspérités qui viennent agir successivement
sur la pointe du style dans le sillon qui se déroule sous lui,
et les effets en sont naturellement beaucoup moins énergiques
: la logique aurait exigé qu'à des organes moteurs beaucoup
plus faibles, on exposât un organe récepteur beaucoup moins
rigide . C'est ce qu'a fait M. Tainter en employant un récepteur
différent de l'inscripteur et sacrifiant, avec raison, l'unité
des organes de la transmission et de la réception pour les rendre
l'un et l'autre plus aptes à la fonction qu'ils doivent remplir,
pour les adapter mieux aux modes d'excitation différents qui
leur sont appliqués, et en tirer ainsi de meilleurs effets .
Pour cela, l'organe de réception du graphophone est formé
d'une membrane, m', beaucoup plus petite que la membrane de transmission,
supportant un levier très léger / de 6 à 7 centimètres
de longueur recourbé à son extrémité : le
tout, sauf cette extrémité qui dépasse de 2 ou
3 millimètres, est protégé par une sorte de fourreau
en métal mince et fixé à un écrou tout semblable
à celui du transmetteur, qui permet de substituer sans difficulté
le récepteur au transmetteur sur la vis conductrice immédiatement
après l'inscription . La pointe de ce levier amplificateur étant
placée sur le cylindre au point où le mouvement du transmetteur
a commencé, on recommence à mettre le moteur en action
. Les sinuosités que le style inscripteur a tracées se
présentent successivement sous le levier et agissent sur lui
; ses mouvements sont transmis à la petite membrane ; celle ci
transmet les siens à l'air ambiant ; on recueille les ondes dans
un tuyau en caoutchouc double terminé par deux tuyaux métalliques
disposés de façon à être introduits dans
les deux oreilles .
On comprend bien qu'un système aussi léger et aussi complexe
offre, pour pouvoir reproduire des mouvements aussi délicats
que ceux qui peuvent résulter de la forme compliquée des
fines sinuosités du sillon tracé dans la cire, des ressources
beaucoup plus grandes que le style court et rigide et la large membrane
du transmetteur . Et c'est effectivement ce qui arrive : le résultat
obtenu est bien supérieur à celui qu'on obtenait du phonographe.
Les trois défauts signalés plus haut sont à peu
près corrigés les articulations sont beaucoup plus nettes,
les diverses voyelles sont reproduites avec beaucoup plus d'égalité
; enfin le timbre, sans être absolument reproduit, l'est beaucoup
mieux que dans le phonographe, et le nasillement insupportable de celuici
a presque disparu . On a gagné en finesse, délicatesse
des inflexions, perfection des articulations, ce qu'on a perdu en intensité
; mais le problème à résoudre n'est pas d'abord
de faire entendre à tout un auditoire, à distance, des
paroles grossièrement reproduites, sans articulations nettes
et avec le timbre de la voix de polichinelle, c'est de reproduire ces
paroles à l'oreille d'un auditeur avec la perfection de leurs
inflexions, si c'est possible, et avec une intensité suffisante
pour qu'il les entende nettement, sans tension d'esprit et d'attention
fatigante . Or j'ai constaté à diverses reprises que l'intensité
obtenue dans le graphophone était le plus souvent trop forte
lorsqu'on a les deux tubes acoustiques à l'intérieur des
deux oreilles ; un seul suffit, si la transmission a été
nette, en bouchant l'oreille qui n'est pas utilisée pour la réception
.
J'ai constaté également en premier lieu , que l'on pouvait
faire avec le graphophone l'expérience qui est si défavorable
au phonographe : on peut faire parler dans le transmetteur placé
dans une salle éloignée de celle où se trouve l'auditeur
; quand celui ci écoute ensuite , les paroles prononcées
sont assez nettes , les phrases se comprennent , le timbre de la voix
d'une personne connue d'avance se reconnaît , pourvu qu'elle ait
prononcé les mots nettement avec une force moyenne . Avec le
phonographe , il est rare que le résultat de cette expérience
ne soit pas mauvais .
En second lieu , en écoutant au récepteur après
une dizaine d'opérations faites sur le même cylindre ,
les résultats de l'inscription sur la pâte de cire ne paraissent
pas sensiblement altérés ; la réception paraissait
aussi nette que la première fois ; l'intensité semblait
la même , et il est permis de croire que , conformément
aux affirmations de l'inventeur , le même cylindre pourrait opérer
ainsi des centaines de transmissions successives , résultat tenant
à la perfection , à la légèreté des
organes et à leur bonne adaptation , qui n'a pas grand intérêt
au point de vue de la science pure , mais qui peut en avoir beaucoup
au point de vue des applications .
Enfin il va sans dire que le chant, la musique sont reproduits par l'appareil
avec une grande fidélité les ondes sonores produites par
les sons musicaux sont beaucoup moins complexes que celles de la parole
articulée, et agissent par suite plus simplement sur les organes
mécaniques soumis à leur action.
On a exposé ainsi la plupart et les principaux des perfectionnements
matériels apportés par M. Tainter au phonographe primitif,
dans la construction des divers organes et dans leurs relations mutuelles
: mais j'ai dit qu'il y en avait un autre d'une nature plus délicate
et se rattachant aux principes mêmes de la mécanique moléculaire
.
Ce point est plus difficile à exposer . Supposons , pour simplifier
, qu'il s'agisse d'inscrire sur le cylindre du graphophone l'effet produit
par une seule syllabe articulée seulement . Le centre de la membrane
du transmetteur et , par suite , le style reçoivent un mouvement
très complexe : en effet , il provient de l'onde résultant
du son fondamental de la voyelle ; de celles qui proviennent des harmoniques
de ce son, qui en caractérisent le timbre, et il y en a trois
ou quatre qui ont une intensité sensible ; de celles qui résultent
de l'explosion due à l'articulation de la consonne, explosion
qui est, en somme, un bruit, c'est à dire un composé de
plusieurs sons en nombre inconnu et que nous réduirons à
trois ou quatre, si l'on veut . Le mouvement du style peut donc être
considéré comme provenant des effets d'une dizaine d'ondes
au moins toutes différant les unes des autres, si on pouvait
les considérer isolément, quant à leur intensité,
à leur forme, au nombre des vibrations des molécules qui
les composent tout cela se rapporte aux mots soulignés plus haut.
Quel peut être le résultat définitif de ces effets
multiples superposés les uns aux autres ?
A priori, on ne le voit pas et on doit supposer qu'il est très
complexe, très bizarre et qu'il n'est soumis à aucune
loi . Il n'en est rien pourtant. Qu'on veuille bien réfléchir
en effet, par exemple, aux effets produits par les sons d'un orchestre
sur la membrane du tympan d'un auditeur . Pourvu que celuici soit assez
éloigné pour que les effets ne soient pas trop forts,
ces effets sont très agréables (si l'orchestre est bon)
: les ondes de nature si diverse qui sont émises se croisent
dans l'espace dans tous les sens, sans se confondre, sans s'entre-détruire,
et viennent en un point quelconque combiner leurs effets suivant une
loi simple d'addition ou de soustraction en ce qui concerne leurs amplitudes,
en présentant une forme spéciale résultant de la
forme des ondes élémentaires combinées .Prenons
un autre exemple .
Examinons les vagues de la mer un jour de tempête dans le voisinage
d'une digue nous voyons des ondulations d'une grande amplitude arriver
en tous sens, se briser les unes contre les autres et contre celles
qui sont renvoyées par les murs de la digue après réflexion,
et cela sans règle, sans loi appréciable, sans effets
qui puissent être déterminés d'avance . Supposons
que la tempête se calme peu à peu : au fur et à
mesure que l'amplitude des vagues diminue, la complexité qui
résultait de leur rencontre diminue ; on voit certains effets
se reproduire bientôt régulièrement, et quand les
vagues deviennent très petites, comme des rides à la surface
des flots on voit se réaliser ce qui se passait, sans qu'on le
vît, dans les ondes aériennes considérées
tout à l'heure ; les vagues directes et les vagues réfléchies
se croisent de toutes parts sans se confondre en produisant en chaque
point de la mer une forme d'onde spéciale et un mouvement périodique
résultant de la combinaison simple des ondes qui s'y croisent
en même temps . On voit des effets du même genre en laissant
tout simplement tomber plusieurs pierres dans une eau tranquille en
des points différents .
Ces faits, et bien d'autres de la même espèce, satisfont
à une loi très générale de la mécanique
due à Bernouilli, et qu'on nomme la loi de la superposition des
petits mouvements ou de la coexistence des petites oscillations, dus
aux forces naturelles . Elle consiste en ce que dans tout corps soumis
à l'action des forces naturelles, si on provoque des oscillations
ou des mouvements très petits, ces oscillations et ces mouvements
peuvent coexister et se croiser sans se nuire en chaque point, et leur
effet résultant s'obtient par la composition simple par addition
ou soustraction, suivant les sens, des mouvements élémentaires.
Cette loi remarquable est d'autant plus applicable que les mouvements
sont plus petits : les qualités propres à chacun des mouvements
simples sont également reproduites dans le mouvement résultant
avec d'autant plus de perfection que ces mouvements sont plus petits
.
Les corps solides, membranes, tiges, styles métalliques, bois,
murs, etc., sont éminemment propres à réaliser
l'application de la loi générale .
C'est précisément là la cause principale des merveilleux
effets des téléphones quand leurs membranes en fer ne
sont pas trop minces ; c'est l'une des raisons pour lesquelles le nasillement
se produit dans ces instruments quand les plaques sont trop minces,
les mouvements transversaux qui s'y développent étant
alors relativement trop grands, et la qualité correspondant au
timbre des sons étant alors altérée . Et l'on voit
que la reproduction de la parole avec ses inflexions, ses délicatesses
et son timbre, est d'autant plus parfaite que les plaques sont plus
épaisses et que, par suite, les mouvements possibles sont plus
petits ; malheureusement, l'intensité des sons diminue rapidement
quand l'épaisseur augmente ; mais il n'en saurait être
autrement.
Les propriétés du microphone tiennent à la même
cause la perfection avec laquelle il conserve à la voix toutes
ses qualités provient principalement de ce que les mouvements
de ses organes et les variations électriques qui en résultent
sont très petites .
Dès lors n'est il pas permis de penser que la grande supériorité
du graphophone sur le phonographe tient aussi , indépendamment
des perfectionnements appor-tés aux organes mécaniques
, à ce que l'intensité des effets y a été
franchement sacrifiée à leur qualité , qu'on s'y
borne à y produire et à y recevoir des mouvements très
petits, et qu'on s'y place par conséquent dans les meilleures
conditions pour satisfaire à la loi générale de
Bernouilli ? Je crois que ce point de vue n'est pas négligeable
pour l'explication des remarquables effets obtenus dans ce bel appareil,
conçu et exécuté avec un sens physique et mécanique
des plus fins et des plus délicats . Le beau problème
de la reproduction mécanique de la parole articulée vient
ainsi de faire un pas décisif, et si la solution n'atteint pas
encore la perfection, elle est véritablement satisfaisante .
III
La société qui s'est constituée pour l'exploitation
de cet instrument fonde sur lui les grandes espérances conçues
par M. Edison et que nous avons indiquées plus haut l'expérience
nous permettra de décider à cet égard .
En attendant, il m'a paru que si la théorie exposée ci-dessus
est exacte, si la reproduction de la parole articulée par des
procédés phonographiques est d'autant meilleure que les
effets mécaniques produits sont plus petits, il devait être
possible de faire subir aux ondes aériennes produites à
la réception par la membrane de l'appareil une transformation
d'énergie permettant, malgré la perte qui en résulte
nécessairement, de transmettre les effets phonographiques à
distance .
A cet effet, n'ayant pas encore un graphophone à ma disposition,
j'ai pris un ancien phonographe de M. Edison, à membrane de fer
; j'en ai fait modifier la monture de façon à pouvoir
ajouter sur elle un téléphone dont le diaphragme était
retiré, et de façon que les pôles de l'aimant du
téléphone fussent très près de la membrane
du phonographe qui lui sert alors de diaphragme . Après avoir
parlé très fortement sur cette membrane, surmontée
de son cornet acoustique, et produit à la manière ordinaire
le gaufrage de la feuille d'étain, on enlève le cornet
acoustique et on lui substitue le téléphone mis en communication
par un double fil avec deux autres téléphones devant servir
d'écouteurs . Lorsqu'alors on fait tourner le cylindre de l'appareil,
comme on le fait quand on veut reproduire les paroles prononcées,
on les entend très bien à distance dans les téléphones
récepteurs plus faiblement sans doute, mais plus nettement qu'à
la manière ordinaire .
La reproduction se fait, il est vrai, avec les défauts signalés
plus haut de l'ancien phonographe de M. Edison, mais en employant soit
le phonographe perfectionné de M. Edison, soit le graphophone
de M. S. Tainter, la même reproduction à distance serait
certainement possible, et elle serait beaucoup meilleure . J'ai essayé
de voir si la perte d'énergie, qui résulte ainsi de la
transformation de la membrane du phonographe en téléphone
pour la réception, n'était pas trop grande pour qu'on
pût substituer un microphone au téléphone .
En employant un microphone ordinaire à
diaphragme en bois muni de quatre tiges légères de charbon
de 3 millimètres de diamètre, et dont le fil primaire
de la bobine d'induction était dans le circuit d'une pile de
trois éléments de Lalande et Chaperon, les résultats
obtenus dans les téléphones, placés à la
manière ordinaire dans le circuit du fil secondaire, ont été
les mêmes qu'avec le téléphone transmetteur, mais
plus intenses ; ils étaient, il est vrai, compliqués d'un
bruissement résultant des mouvements transmis au microphone par
le socle qui le supporte quand on fait tourner le cylindre à
la main ; mais il est facile de faire. disparaître cet inconvénient
par une construction plus rationnelle et plus soignée du phonographe
. Il n'existerait certainement pas avec le graphophone de M. Tainter,
convenablement modifié pour ajuster un microphone à la
membrane réceptrice .
Ces essais, qui datent des mois de septembre et octobre 1888, seront
continués, dès que je pourrai avoir à ma disposition
l'un de ces instruments, dont un seul exemplaire existe actuellement
en France et est déposé au Conservatoire des Arts et métiers
.
E. MERCADIER . 1er février 1888.
NB : Ce travail a été rédigé
lorsque j'ai appris que M. Edison, à l'aide de son phonographe
perfectionnné, venait de réaliser la transmission télégraphique
de la parole articulée . D'après The Telegraphic Journal
and Electrical Review du 8 mars 1889, M. W. J. Hammer, le 4 février
dernier, devant le Franklin Institute de Philadelphie, après
avoir inscrit sur le nouveau phonographe de M. Edison des paroles et
des airs, les aurait transmis à New-York sur une ligne de 165
kilomètres, et on aurait pu à l'arrivée les inscrire
de nouveau sur un autre phonographe de façon à les faire
entendre à un nombreux auditoire .
A cet effet, après l'inscription faite sur le phonographe transmetteur,
en tournant une seconde fois le cylindre comme pour la réception,
les ondes sonores produites dans l'air seraient recueillies, transmises
à un microphone à charbon d'Edison, et par suite à
la ligne télégraphique embrochée dans le circuit
secondaire ; c'est la première partie de l'opération .
Dans la deuxième partie, on recevrait la transmission à
l'autre bout de la ligne dans un électromotographe d'Edison constitué
par un cylindre de chaux et une lame-frotteur en platine . L'intensité
du frottement variant avec le courant qui arrive de la ligne télégraphique,
il en résulte des vibrations de la lame transmises à l'air
environnant. Au lieu de les recevoir ainsi simplement, on aurait pu
les faire inscrire sur un second phonographe, les transmettre ensuite
à l'air, puis à un second microphone, puis à un
second électromotographe ; et, enfin, de nouveau, à l'air
et aux oreilles de nombreux auditeurs.
Il y a certainement lieu de faire les réserves les plus expresses
sur cette seconde partie de la transmission téléphonographique,
qui pourrait se réduire, au point de vue télégraphique,
à la réception dans deux écouteurs téléphoniques.
Ainsi réduit, on voit que j'ai résolu le problème
de cette transmission très simplement, il y a six mois, avec
l'ancien phonographe, malgré ses imperfections.
10 mars 1888 .
Chichester Bell (en), cousin d'Alexander et Charles
Sumner Tainter, collaborant à la Volta Laboratory and Bureau,
développent et perfectionnent ainsi des modèles de phonographe.
Hubbard et Chichester Bell proposent à Edison de combiner leurs
intérêts mais ce dernier refuse. L'association de la Volta
Laboratory avec la Volta Graphophone Company devient en 1886 la Columbia
Records.
C'est à ce stade du développement de l’appareil
que Emile Berliner a entrepris de créer sa nouvelle machine à
parler.
Au cours de l'hiver 1887-1888, Berliner et son assistant,
Werner Suess, ont perfectionné et breveté une idée
que d'autres, y compris Edison, avaient rejetée. Ils ont développé
un appareil qui enregistrait et jouait du son sur un disque en utilisant
un groove continu horizontal plutôt que vertical. Berliner a nommé
son invention le gramophone.
Le brevet U.S. Patent
372,786 Gramophone (horizontal recording), original filed May 1887,
refiled September 1887, issued November 8, 1887
Cependant, avant de pouvoir garantir la viabilité commerciale
de son invention, Berliner devait d’abord garantir la qualité
des enregistrements sur lesquels le son était enregistré.
Son idée était de recouvrir un disque de zinc d'une substance
convenant à la gravure.
Le disque serait alors immergé dans de l'acide, ce qui rongerait
le métal où le stylet enregistreur avait tracé
une rainure.
Il a fallu des mois d'essais et d'erreurs avant de trouver le revêtement
approprié, «un film mince et gras qui réagissait
au stylet et qui était pourtant imperméable à l'acide».
Berliner a enregistré ses premiers disques en mars 1888 et en
mai. Le 16 décembre 1888, il donna à sa machine parlante
sa première démonstration publique. Le site qu'il a choisi
était le prestigieux Franklin Institute à Philadelphie.
La démonstration a été un succès et a placé
le gramophone en concurrence directe avec le phonographe et le graphophone,
bien que la technologie des phonographes triompherait définitivement
sur le marché plusieurs années auparavant....
Le Dictaphone, mis au point en
1907 par la compagnie américaine Columbia Graphophone
Company, permet l'enregistrement des dictées orales sur des
cylindres de cire.
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Thomas Edison utilisant un Dictaphone en 1907 |