Joseph Henry
Joseph Henry (1797-1878), physicien et premier secrétaire
du Smithsonian, fut un pionnier dans les domaines de l'électricité
et de l'électromagnétisme, et stimula les travaux en anthropologie,
aéronautique, météorologie, télégraphe
et téléphone.
1797, 17 décembre : Naissance à Albany, New York, de Ann
Alexander Henry (1760-1835) et William Henry (1764-1811)
1819-1822 : Études à l'Académie d'Albany
1826-1832 : Professeur de mathématiques et de philosophie naturelle
à l'Académie d'Albany
1827 : Début de ses recherches en électromagnétisme
1830, 3 mai : Mariage avec Harriet Alexander (1808-1882)
1831 : Publication d'un article fondamental sur l'électromagnétisme
dans le numéro de janvier du Silliman's Journal ; publication
d'un article sur le moteur électrique dans le numéro de
juillet du Silliman's Journal Démonstration d'un prototype de
télégraphe
1832-1848* Professeur de philosophie naturelle au Collège du
New Jersey (devenu plus tard l'Université de Princeton)
1846-1878 Secrétaire de la Smithsonian Institution
1848 Création du réseau d'observateurs météorologiques
de la Smithsonian Institution
1849-1850 Président de l'Association américaine pour l'avancement
des sciences
1852-1878 Membre du United States Lighthouse Board
1868-1878 Président de l'Académie nationale des sciences
1871-1878 Président du United States Lighthouse Board
13 mai 1878 : Décès à Washington, D.C.
sommaire
Il exerça ses fonctions de Professeur au College of New Jersey,
ce physicien mena des recherches pionnières en électromagnétisme
et contribua à l'orientation du Smithsonian.
Henry naquit en 1797 à Albany, dans l'État de New York,
de William et Ann Henry. Trop pauvre pour payer ses frais de scolarité,
Henry n'entra à l'Albany Academy qu'à l'âge de 21
ans, malgré son admission antérieure. À l'Académie,
Henry travailla comme assistant chimiste et préparateur de cours.
Lorsqu'un poste se libéra en 1826, Henry accepta un poste
de professeur de mathématiques et de philosophie naturelle.
C'est là qu'il commença ses recherches scientifiques
sur l'électromagnétisme et travailla au développement
du télégraphe .
En 1832, Henry fut nommé professeur de philosophie naturelle
au College of New Jersey (aujourd'hui l'université de Princeton),
et sa tournée des centres scientifiques européens en 1837
assura sa réputation scientifique internationale. Les réalisations
d'Henry en tant qu'éducateur et scientifique ont fait de lui
un candidat de choix pour le poste de secrétaire du Smithsonian
le 3 décembre 1846.
Henry enseigna pendant une vingtaine d'années,
d'abord dans une école préparatoire à l'université
de New York, puis à Princeton.
Durant ces années, il se fit connaître auprès des
scientifiques des États-Unis et d'Europe pour ses recherches
révolutionnaires en électromagnétisme.
Sa réputation de scientifique américain
de premier plan aida le Conseil à prendre sa décision,
et son expérience reflète la voie qu'il traça pour
l'institution dont il prit la direction. Henry exposa son plan pour
la nouvelle institution dans son Programme d'organisation . Ce programme
contenait quatorze principes directeurs, notamment la suggestion que
le Smithsonian n'entreprenne que des programmes ne pouvant être
menés de manière adéquate par les institutions
américaines existantes, et que l'institution produise une publication,
Smithsonian Contributions to Knowledge, ainsi que des rapports périodiques
sur les progrès scientifiques. Réticent à assumer
la responsabilité de la gestion d'un musée abritant les
collections nationales, Henry retira les dispositions relatives à
la bibliothèque nationale de la loi d'habilitation du Smithsonian.
Il établit également le principe du maintien du don de
James Smithson en tant que dotation et commença à solliciter
des dons supplémentaires. Le bâtiment de la Smithsonian
Institution, ou « Château », fut construit sous son
administration, malgré son opposition, craignant un gaspillage
d'argent pour un bâtiment monumental. Achevé en 1855, il
offrait des espaces pour des expositions et des conférences,
des laboratoires de recherche et des logements pour Henry et sa famille.
Henry a axé le Smithsonian sur la recherche, les publications
et les échanges internationaux. Le système d'échanges
internationaux a débuté en 1849, le Smithsonian jouant
un rôle de centre d'échange d'œuvres littéraires
et scientifiques entre les sociétés et les individus aux
États-Unis et à l'étranger. Dès 1849, il
a créé un programme d'étude des conditions météorologiques
en Amérique du Nord, projet qui a finalement conduit à
la création du Service météorologique national.
Le Projet météorologique du Smithsonian disposait d'un
réseau de plus de 600 observateurs bénévoles, notamment
au Canada, au Mexique, en Amérique latine et dans les Caraïbes.
Le Smithsonian fournissait aux bénévoles des instructions,
des formulaires standardisés et, dans certains cas, des instruments.
Les bénévoles fournissaient au Smithsonian des rapports
mensuels d'observations météorologiques, indiquant les
températures quotidiennes, la pression barométrique, l'humidité,
la nébulosité et les précipitations.
Henry travailla sans relâche pour soutenir la science américaine.
Il encouragea les jeunes scientifiques et leur offrit un logement au
château. Il participa, et souvent dirigea, des sociétés
scientifiques américaines, dont l'Académie nationale des
sciences et le US Lighthouse Board. De plus, il se rendit en Europe
pour participer à des discussions scientifiques et promouvoir
la science américaine à l'étranger. Il maintint
le Smithsonian pendant les années difficiles de la guerre de
Sécession et fut l'un des conseillers scientifiques du président
Abraham Lincoln. Henry s'occupa des problèmes budgétaires
causés par la guerre et envoya même une note demandant
à la population d'économiser du papier afin de pouvoir
le revendre. L'institution apporta également son aide pendant
la guerre en coopérant avec la Commission sanitaire et le chirurgien
général de l'armée américaine pour améliorer
la santé et le confort des soldats, tout en collectant des données
intéressantes pour les ethnologues et autres chercheurs.
Malheureusement, les exigences de son poste de professeur à Princeton limitaient le temps qu'Henry pouvait consacrer à ses activités scientifiques en dehors des cours. « Mes obligations universitaires sont telles que je ne peux rien faire en matière de recherche pendant le trimestre et, à la fin des vacances, je me retrouve souvent au milieu d'une série d'expériences intéressantes que je suis obligé d'abandonner et, avant de pouvoir y revenir, mon esprit est occupé par d'autres sujets », écrivait Henry en janvier 1846. Il ajoutait que certaines de ses découvertes ne lui avaient pas été reconnues, faute de les avoir publiées rapidement.
Le cours de philosophie naturelle d'Henry comprenait
des cours magistraux au moins trois fois par semaine le matin, des récitations
l'après-midi et des séances supplémentaires de
démonstrations expérimentales.
Un ensemble de notes de cours rédigées par Henry à
Albany illustre son utilisation des expériences comme outil pédagogique
et son assiduité en tant qu'enseignant. Les expériences
en classe sur l'électricité et le magnétisme ont
contribué à certaines des principales réalisations
scientifiques d'Henry pendant ses années à Albany, notamment
sa découverte indépendante de l'induction électromagnétique
. Il les a décrites dans des lettres à ses collègues
Benjamin Silliman , à Yale, et au scientifique britannique et
co-découvreur de l'induction électromagnétique
Michael Faraday .
Il s'est intéressé aux méthodes d'éclairage
et à l'acoustique des signaux de brouillard. Henry a également
été consulté pour des conseils scientifiques lors
de la construction du Capitole des États-Unis et a mené
des expériences sur le marbre, le chauffage, la ventilation et
l'acoustique du bâtiment. Attentif aux applications pratiques
de la recherche fondamentale, Henry a conçu des méthodes
pour tester la force de cohésion des particules du marbre envisagé
pour l'extension du Capitole. Il a ensuite conseillé sur la protection
du Capitole contre la foudre , un sujet sur lequel il avait mené
des recherches pendant ses années à Princeton ...
Henry était un professeur novateur. Son intérêt
pour le domaine relativement nouveau de l'électromagnétisme,
combiné à sa conviction de l'importance de démontrer
les phénomènes scientifiques à ses étudiants,
le conduisit à développer des électroaimants bien
plus puissants que tous ceux fabriqués auparavant. Utilisant
ces électroaimants pour démontrer des effets à
la fois spectaculaires et subtils à ses étudiants et pour
explorer l'électromagnétisme en laboratoire, il développa
le premier moteur basé sur l'attraction et la répulsion
magnétiques (ancêtre du moteur à courant continu
moderne) et une forme primitive du télégraphe électromagnétique.
Bien qu'il n'ait pas perfectionné ces dispositifs, ses travaux
ouvrirent la voie au développement de moteurs par d'autres et
au télégraphe de Samuel F.B. Morse. Il découvrit
également d'importants principes de l'induction électromagnétique,
pour lesquels il fut honoré en 1893, lorsque le Congrès
international des électriciens baptisa l'unité d'induction
« henry ».
Après une rapide détérioration de son état suite à sa paralysie de décembre 1877, Henry mourut dans ses appartements du Smithsonian Castle le 13 mai 1878. Henry fut un pionnier de l'étude de l'électromagnétisme et de son application à diverses technologies, et un défenseur infatigable de la science américaine, tant aux États-Unis qu'à l'étranger. Pendant 32 ans, Henry consacra toute son énergie à faire du Smithsonian un centre de recherche de premier plan, malgré les difficultés de la guerre de Sécession. Aujourd'hui, une statue commémore ses efforts à l'extérieur du Smithsonian Castle, premier bâtiment de l'institution qu'il a contribué à créer.
Les travaux d'Henry en électromagnétisme apportèrent non seulement d'importantes contributions à la science, mais contribuèrent également à jeter les bases de l'industrie et des télécommunications modernes.
L'ÉLECTROMAGNÉTISME
Le domaine de l'électromagnétisme n'avait que six ans
lorsqu'Henry commença à enseigner à l'Albany Academy
de New York.
Le scientifique danois Hans Christian Oersted avait découvert
en 1820 qu'un courant électrique dans un fil provenant d'une
pile faisait dévier l'aiguille d'une boussole située à
proximité. Soucieux de démontrer les phénomènes
électromagnétiques à ses étudiants, Henry
s'appuya sur les travaux du scientifique anglais William Sturgeon
, qui découvrit en 1825 qu'enrouler un fil autour d'un noyau
de fer renforçait l'effet magnétique. Henry expérimenta
divers paramètres : isoler le fil afin de pouvoir enrouler plusieurs
couches sur le noyau (Sturgeon avait utilisé du fil nu avec une
couche de gomme-laque isolante sur le fer) ; enrouler plusieurs bobines
sur le même noyau ; connecter des piles bout à bout (en
série) pour augmenter l'intensité (tension) et côte
à côte (en parallèle – une autre solution consistait
à avoir des plaques plus grandes dans une seule pile) pour augmenter
la quantité (courant). Il a constaté qu'une source de
haute intensité fonctionnait mieux avec les bobines connectées
bout à bout (en série, formant une seule bobine), tandis
qu'une source de grande quantité était meilleure avec
les extrémités des bobines connectées ensemble
(en parallèle). Il s'agissait, sans le savoir, d'une démonstration
de la loi d'Ohm, publiée en 1826, mais encore peu connue et comprise.
Michael Faraday
(1791-1867), chimiste et physicien à la Royal Institution of
Great Britain, a découvert l'induction électromagnétique
en même temps, mais indépendamment, de Joseph Henry, vers
les années 1830,
Michael Faraday, considéré comme l'homologue britannique
d'Henry, fut crédité de la découverte de l'induction
mutuelle en 1832, peu après avoir pris connaissance des récentes
expériences d'Henry avec des électroaimants , mais avant
qu'Henry n'ait eu le temps de terminer ses propres expériences.
L'aimant
de Joseph Henry 
vers
les années 1820.
Electroaimant formé en enroulant étroitement plusieurs
bobines d'un fil conducteur isolé autour d'une barre de fer,
en illustration l'aimant avec sa batterie et son appareil pour mesurer
sa force,
Peu après
avoir publié un article sur son électro-aimant pour l'American
Journal of Science de Benjamin Silliman, Joseph Henry, entreprit la
fabrication d'un grand électro-aimant pour que Silliman le présente
à ses étudiants de Yale vers les années 1830. L'aimant
de 38 kg s'avéra capable de supporter plus de 900 kg.
En 1831, il rapporta avoir fabriqué un électro-aimant
capable de soulever 750 livres, soit plus de trente-cinq fois son propre
poids (avec des bobines en parallèle, en utilisant une batterie
de quantité). Henry remarqua plus tard que ces premiers électro-aimants
« possédaient une puissance magnétique supérieure
à celle de tous ceux connus auparavant ». En 1833, il en
avait construit un qui pouvait soulever plus de 3 300 livres . Henry
a détaillé ses recherches et ses découvertes dans
des lettres à ses collègues, notamment Benjamin Silliman,
Sr. ( 1830 ), ( 1831 ), John Henry ( 1831 ), Edward Hitchcock ( 1832
) et Parker Cleaveland ( 1831 ), ( 1832 ).
Bien qu'Henry ait commencé ses travaux dans ce domaine en août
1831, c'est à peu près à la même époque
que Faraday rencontra des obstacles et des retards tout au long de l'année
universitaire et ne commença véritablement ses travaux
qu'en juin 1832. Faraday est ainsi considéré comme le
premier à avoir obtenu cet effet, plus tard appelé induction
mutuelle. Le biographe d'Henry, Albert Moyer, démontre de manière
convaincante que Faraday fut inspiré à entreprendre ses
recherches par la lecture des implications possibles des travaux d'Henry
sur ses électro-aimants et fut considérablement aidé
par la découverte de ses puissants électro-aimants et
de son utilisation de bobines multiples .
Bien que le rapport d'Henry sur l'induction d'électricité par le magnétisme soit conforme à celui de Faraday, ses recherches sur les étincelles observées lors des coupures et des étincelles répétées de son moteur alternatif, ainsi que sur celles observées lors de ses expériences avec les longs fils utilisés dans ses expériences télégraphiques, ont conduit à sa découverte , annoncée en juillet 1832, de ce que l'on appelle l'auto-induction . L'auto-induction se produit lorsqu'une coupure dans un circuit provoque un champ magnétique décroissant, ce qui induit un courant momentané dans le circuit d'origine, dans le sens inverse du courant initial. Pour sa découverte indépendante de l'induction mutuelle, et pour avoir été le premier à découvrir l'auto-induction, Moyer attribue à Henry « non seulement un concept fondamental de la physique de l'électricité et du magnétisme, mais aussi le principe très reconnu qui sous-tend la technologie des transformateurs et des générateurs électriques, deux piliers de l'industrialisation moderne ».
En cherchant à optimiser l'utilisation de ses
batteries et à maximiser la puissance de ses électroaimants,
Henry fit des découvertes fondamentales en électromagnétisme,
notamment sur les types d'entrées électriques à
adapter aux types de circuits en fonction des effets recherchés.
Ces découvertes fondamentales le conduisirent à développer
un moteur et un dispositif de sonnerie, précurseur du télégraphe
électromagnétique de Morse. Le défi du développement
d'un moteur résidait dans l'utilisation du courant d'une batterie
pour produire non seulement un effet mécanique, mais aussi un
mouvement mécanique continu .
Reconstruction vers1830
Moteur électromagnétique oscillant de Joseph Henry, vers
1830
Réplique
Smithsonian du moteur électromagnétique oscillant de Joseph
Henry, construit par lui vers les années 1830. Le moteur alternatif
de Henry était constitué d'un électroaimant droit
équilibré sur un axe, ses extrémités se
trouvant au-dessus des pôles nord de deux aimants permanents verticaux.
Des paires de fils, fixées à chaque extrémité
de l'électroaimant, étaient alternativement plongées
dans des coupelles de mercure, servant de bornes à une cellule
électrochimique. Lorsque les fils entraient et sortaient alternativement
des coupelles, créant et coupant ainsi un circuit, la polarité
de l'électroaimant s'inversait à plusieurs reprises ,
ce qui produisait un mouvement de bascule continu. Henry parvint à
obtenir un « mouvement uniforme, à raison de soixante-quinze
vibrations par minute… pendant plus d'une heure » . Bien
que son dispositif contienne les éléments d'un moteur
à courant continu moderne, il le considérait avant tout
comme un « jouet philosophique » pour les démonstrations
en classe et ne chercha pas à le breveter. En référence
au mouvement de va-et-vient de l'aimant, Henry qualifiait cet appareil
de « queue de mouton ».
LE TÉLÉGRAPHE ÉLECTROMAGNÉTIQUE
Le défi de la conception d'un télégraphe
électromagnétique n'était pas de produire un mouvement
continu, mais plutôt une action mécanique à grande
distance d'une batterie. Avant les recherches d'Henry, les signaux électriques
ne pouvaient pas être transmis par de longs fils. Le scientifique
anglais Peter Barlow avait d'ailleurs émis l'hypothèse
que l'impossibilité de transmettre un signal sur plus de soixante
mètres rendait impossible la mise au point d'un télégraphe
électromagnétique. En faisant varier les paramètres
lors du développement de ses puissants électroaimants,
Henry avait découvert que si une seule paire de plaques était
idéale pour transmettre un courant à travers plusieurs
fils plus courts, une batterie à auges composée de plusieurs
plaques (haute intensité) pouvait transmettre un courant à
travers un fil très long. L'utilisation d'une batterie à
haute intensité avec une bobine à enroulements multiples
était essentielle au développement du télégraphe
électromagnétique, car les pertes sur une longue ligne
étaient relativement faibles.
Morse apprit cela (indirectement d'Henry) en 1837, avec des conséquences
dramatiques. Les recherches fondamentales d'Henry sur le télégraphe
électromagnétique remontent à 1830, lorsqu'il commença
à démontrer à ses étudiants d'Albany qu'un
courant de batterie pouvait être transmis par un fil de mille
pieds . À l'extrémité du fil, un électroaimant
sous tension attirait l'extrémité d'un aimant en barreau
suspendu à un pivot, ce qui faisait que l'autre extrémité
heurtait une cloche. L'un des étudiants de l'Académie
d'Albany où Henry était né rapporta avoir vu Henry
réussir un circuit de deux kilomètres et demi de long.
Henry continua de développer des électroaimants plus puissants et 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 .
Le télégraphe expérimental de
Samuel Morse
Alors que Samuel Morse développait son télégraphe,
il sollicita les conseils et le soutien du public auprès de Joseph
Henry.
Dans une lettre qui serait plus tard citée pour établir
l'origine du télégraphe, Henry écrivit à
Morse en 1842 que, bien qu'une telle invention ait été
suggérée « par diverses personnes depuis l'époque
de Franklin jusqu'à nos jours », ce n'est que « ces
dernières années ou depuis les découvertes de l'électromagnétisme
» qu'elle fut réalisable. Henry poursuivit en affirmant
que « peu de crédit pouvait être accordé »
à l'invention du télégraphe « car elle surgirait
naturellement dans l'esprit de presque toute personne familière
avec les phénomènes électriques », mais il
soutenait le projet de Morse plutôt que les télégraphes
à aiguilles proposés par les scientifiques européens.
Trois ans plus tard, la publication d'un livre sur le télégraphe
par l'un des principaux assistants de Morse, Alfred
Vail, ne mentionna pas les contributions d'Henry et marqua le
début d'un conflit entre Henry et Morse qui dura de nombreuses
années.
LE TÉLÉPHONE ÉLECTROMAGNÉTIQUE
Dès 1837, le physicien américain Page
avait reconnu que si un électroaimant est soumis à des
aimantations et désaimantations très rapides, les vibrations
transmises à l’atmosphère par le barreau aimanté
émettent des sons. C’est ce que ce savant appelait la musique
galvanique.
De 1847 à 1852, Mac Gauley, Wagner, Heef, Froment et Pétrina,
combinèrent des vibrateurs électriques qui transportaient
fort nettement les sons musicaux à distance.
Les contributions de Joseph Henry au développement
du téléphone sont mineures comparées à son
rôle dans le développement du télégraphe
et du moteur électrique. Cependant, l'histoire d'Henry et du
téléphone offre un exemple intéressant de son interaction
avec les inventeurs, qui sollicitaient souvent ses conseils et ses orientations.
L'histoire commence avec un inventeur méconnu, Joseph Faber
(lire la page sur "la voix"), et
se termine avec le père du téléphone, Alexander
Graham Bell.
Une ancienne gravure, dont on ignore l’auteur et la date de création
(éventuellement 1835), montre une jeune dame (probablement l’épouse
de Joseph Faber) qui manipule le clavier à 16 touches de la machine
parlante. La face de la tête est posée sur la table et
on peut voir la bouche de la machine avec des lèvres et une langue.
Gravure ancienne de la
machine parlante Euphonia.
En 1840, il a présenté son invention, qu’il appelait
Euphonia, au public à Vienne et au Roi de Bavière en 1841.
En décembre 1845, Joseph Faber expose sa «
Merveilleuse Machine Parlante » au Musical Fund Hall de Philadelphie.
Cette machine, comme l'a récemment décrite l'écrivain
David Lindsay, se composait d'une tête parlante à l'aspect
étrange, qui parlait d'une voix monocorde, étrange et
fantomatique, tandis que Faber la manipulait à l'aide de pédales
et d'un clavier.
Juste avant cette exposition publique, Joseph Henry visita l'atelier
de Faber pour assister à une démonstration privée.
Son ami et collègue scientifique, Robert M. Patterson, avait
tenté de mobiliser des fonds pour Faber, un immigrant allemand
aux abois qui peinait à gagner sa vie et à apprendre l'anglais.
Henry, à qui l'on demandait souvent de distinguer les inventions
frauduleuses des inventions authentiques, accepta d'accompagner Patterson
pour examiner la machine. Si un acte de ventriloquie était à
l'œuvre, il était certain de le détecter.
Au lieu d'un canular, comme il le soupçonnait, Henry découvrit
une « invention merveilleuse » aux applications
potentielles variées.
« J'ai vu la figure parlante de M. Wheatstone de Londres »,
écrivit Henry dans une lettre à un ancien élève,
« mais elle ne peut être comparée à celle-ci
qui, au lieu de prononcer quelques mots, est capable de prononcer des
phrases entières composées de n'importe quel mot.»
Henry observa que seize leviers ou touches, « comme ceux
d'un piano », projetaient seize sons élémentaires
grâce auxquels « chaque mot de toutes les langues européennes
peut être distinctement reproduit ». Une dix-septième
touche ouvrait et fermait l'équivalent de la glotte, une ouverture
entre les cordes vocales. « Le plan de la machine est le même
que celui des organes humains de la parole, ses différentes parties
étant actionnées par des cordes et des leviers plutôt
que par des tendons et des muscles. »
Henry, qui avait inventé un télégraphe de démonstration
en 1831 tout en poursuivant ses recherches sur l'électromagnétisme,
pensait que de nombreuses applications de la machine de Faber étaient
envisageables en lien avec le télégraphe. « Les
touches pouvaient être actionnées au moyen d'aimants électromagnétiques
et, avec un petit dispositif simple à mettre en œuvre, des
mots pouvaient être prononcés à une extrémité
de la ligne télégraphique, leur origine se trouvant à
l'autre. » Presbytérien fervent, Henry saisit immédiatement
l'opportunité de faire prononcer un sermon simultanément
par fil à plusieurs églises.
Alors qu’il avait les compétences requises, Joseph Henry
n’avait jamais mis en pratique cette idée.
Étonnamment proche dans une lettre de l'idée
du téléphone, Henry orienta ensuite sa discussion vers
un sujet sans doute plus important à ses yeux : la découverte
de l'effet Faraday, comme on l'appelait alors. Henry informa son correspondant
qu'au cours de la semaine précédente, il avait réussi
à reproduire les récentes expériences du scientifique
britannique Michael Faraday démontrant l'effet du magnétisme
sur la lumière.
Henry qualifia astucieusement les phénomènes observés
par Faraday de « plus grande découverte du siècle »,
après les démonstrations de Hans Christian Oersted sur
le lien entre électricité et magnétisme.
Le résultat de Barlow semblait constituer un obstacle insurmontable
à l'utilisation de cette force physique nouvellement découverte
pour les communications longue distance.
Peut-être Henry ne parvenait-il tout simplement pas à imaginer
le téléphone. La possibilité d'un simple appareil
– aussi révolutionnaire soit-il pour la société
– ne pouvait rivaliser avec une découverte éclairant
le fonctionnement de phénomènes physiques fondamentaux.
Quoi qu'il en soit, il faudra attendre trente ans avant qu'Henry ne
s'intéresse sérieusement au téléphone.
Entre-temps, Faber, qui avait détruit une version antérieure
de sa machine parlante par frustration face à un public peu enthousiaste,
se sentit apparemment encouragé par l'accueil réservé
à sa nouvelle machine par Henry et Patterson. En 1846, il accompagna
P. T. Barnum à Londres, où l'« Euphonia »,
comme on l'appelait désormais, fut exposée à l'Egyptian
Hall. L'exposition reçut le soutien du duc de Wellington et resta
au répertoire de Barnum pendant plusieurs décennies. Les
retombées financières pour Faber furent cependant maigres.
Il mourut dans les années 1860 sans avoir atteint la gloire ni
la fortune qu'il espérait.
Faber ne vécut donc pas assez longtemps pour assister à
l'aboutissement le plus important de son invention. Par un curieux hasard
du destin, Melville Bell, le père d'Alexander Graham Bell, aperçut
l'Euphonia à Londres en 1846 et en ressortit profondément
impressionné.
Bell père était un étudiant en acoustique, particulièrement
intéressé par la production de la parole. Toujours intrigué
par le souvenir de l'appareil de Faber, il emmena son fils Alexander
Bell, alors âgé d'environ seize ans, en 1863, voir
la « machine à parler » du scientifique
britannique Charles Wheatstone, celle qu'Henry avait jugée inférieure
à celle de Faber.
Après la visite, Melville mit Alexander et son frère au
défi de construire eux-mêmes une telle machine.
Cette année-là, ils commencèrent à travailler
sur le projet et réussirent rapidement à faire crier « Maman »
leur machine parlante.
Toutefois, jusqu’en 1854, personne n’avait
encore entrevu la possibilité de transmettre la parole, lorsqu’un
simple employé du télégraphe, Charles
Bourseul, publia une Note dans laquelle il imaginait un téléphone
primitif. Malgré tous ses efforts, il se heurta au scepticisme
général. Son appareil ne fut jamais réalisé,
car l’Administration française y opposa une fin de non-recevoir,
l’exploitation du télégraphe n’en étant
qu’à ses balbutiements.
En 1860, le physicien allemand Philippe Reis
construit un premier appareil basé sur la reproduction des sons
entrevue par Page en 1837 et pour la transmission électrique,
sur le système des membranes vibrantes qui avait été
utilisé dès 1855 par Léon Scott, dans son phonautographe.
L’appareil de Reis, perfectionné par MM. Yeates et Vander
était composé d’un transmetteur qui se composait
principalement d’un diaphragme fait d’une fine membrane à
laquelle est fixé un fil de platine reposant sur une tête
de platine réglable, et d’un récepteur. Le récepteur
était une simple aiguille à tricoter en acier enroulée
d’un fil de cuivre recouvert de soie, pour former un électroaimant,
et posé dans une caisse de résonance.
L’idée du téléphone était clairement
exposée, mais les savants de l’époque n’apportèrent
pas leur soutien à ce génial inventeur, bien qu’un
des plus célèbres vulgarisateurs de l’époque,
Victor de Parville prophétisât : « Bientôt
on parlera à distance avec la même facilité. La
parole se transmettra comme l’écriture »
Mais revenons à la décennie suivante, Alexander Bell poursuivit
plusieurs recherches qui aboutirent au téléphone. Aidant
son père dans ses travaux sur la production vocale, il apprit
à analyser la hauteur des voyelles en corrélant leurs
sons à l'aide d'un diapason.
Bell continua d'expérimenter la production mécanique du
son tout en se lançant dans une carrière d'enseignant
à la parole auprès d'élèves malentendants.
L'une de ses idées était de fabriquer un instrument transmettant
des vibrations permettant aux lecteurs labiaux de distinguer le « P »
du « B ».
Ce dernier instrument, selon le biographe de Bell, témoignait
de son intérêt pour le développement d'un télégraphe
multiple, c'est-à-dire capable de transmettre plusieurs messages
simultanément sur le même fil. Thomas Edison,
de seulement trois semaines son aîné, tentait également
d'en développer un. Mais l'approche harmonique de Bell était
différente : elle impliquait la transmission de différentes
hauteurs sur un fil et l'utilisation de récepteurs accordés
pour les réassembler.
Début 1874, après de nombreuses expérimentations,
Bell avait construit un télégraphe multiple harmonique
qu'il estimait prêt à être breveté. Il retarda
la demande après avoir reçu une lettre hautaine et décourageante
du surintendant en chef des télégraphes de la Poste britannique
à Londres. (Bell était originaire du Canada et donc sujet
britannique.) Mais breveter l'invention demeurait son objectif principal.
À l'été 1874, Bell commença à
explorer une autre idée : la « parole électrique »,
comme son père l'appelait dans un journal.
Il esquissa un appareil de harpe basé sur l'idée, selon
une lettre qu'il écrivit à ses parents, que « les
vibrations d'un aimant permanent induisent un courant électrique
vibrant dans les bobines d'un électroaimant ». Bell
émit l'hypothèse que si l'on parlait dans une harpe émettrice,
une série d'anches en acier vibreraient sur un aimant pour induire
un courant ondulatoire et reproduire le son à l'autre extrémité.
De cette manière, les fréquences complexes de la voix
humaine pourraient être transmises. Bell qualifia l'appareil nommée
harpe de « ma première forme de téléphone
articulé ».
Alors qu'il poursuivait ses recherches pour améliorer le télégraphe,
il apprit qu'Henry avait déjà découvert certains
des phénomènes acoustiques qu'il observait. Bell décida
donc de se présenter à Henry en mars 1875, lors d'un voyage
à Washington. Comme il l'écrivit dans une lettre à
ses parents, Bell souhaitait « expliquer toutes les expériences
et distinguer les nouveautés des anciens ».
La lettre de Bell à ses parents, écrite quelques semaines
après avoir rencontré Henry au Smithsonian, témoigne
de l'importance que le jeune scientifique attachait à cette visite.
À l'époque, Henry avait cinquante ans de plus que Bell,
alors âgé de vingt-sept ans. Bell décrit comment
Henry « écoutait d'un air impassible, mais avec un intérêt
évident pour tous, mais lorsque je lui racontai une expérience
qui, à première vue, semblait sans importance, je fus
surpris par l'intérêt soudain manifesté ».
Ce qui intrigua Henry, ce fut le son que Bell entendit provenant d'une
bobine de fil de cuivre vide lorsqu'un courant électrique la
traversa. Henry demanda à Bell de répéter l'expérience
pour lui, ce qu'il fit le lendemain.
« Son intérêt m'encouragea tellement », écrivit
Bell, « que je décidai de lui demander conseil sur l'appareil
que j'ai conçu pour la transmission de la voix humaine par télégraphe.
»
Bell souhaitait savoir s'il devait publier ses recherches immédiatement
ou continuer à travailler sur le problème lui-même.
Henry lui conseilla de le résoudre lui-même, le qualifiant
de « germe d'une grande invention ». Lorsque Bell a déclaré
qu'il estimait qu'il manquait des connaissances électriques nécessaires
pour surmonter certaines des difficultés mécaniques de
son appareil de harpe, Henry a simplement répondu : "GET
IT" « Acquérez-les». « Je ne peux vous
dire à quel point ces deux mots m'ont encouragé »,
dit-il à ses parents. « Je vis trop souvent dans une atmosphère
de découragement pour les recherches scientifiques…»
Une idée aussi chimérique que la télégraphie
vocale semblerait à la plupart des esprits difficilement réalisable
pour qu'on y consacre du temps. Je crois cependant qu'elle est réalisable
et que j'ai trouvé la solution. »
L'année suivante, avec l'aide de Thomas
Watson, Bell parvint à résoudre le problème.
Il déposa un brevet pour son téléphone le 14 février
1876, et le brevet fut officiellement délivré le mois
suivant. Le 10 mars, un an après sa rencontre avec Henry, Bell
réussit à transmettre la première parole humaine
intelligible par téléphone : les mots désormais
célèbres : « M. Watson, venez ici, je
veux vous voir.»
Henry continua de soutenir Bell dans ses efforts pour développer
le téléphone.
En tant que juge à l'Exposition du centenaire de 1876 à
Philadelphie, Henry soumit un rapport expliquant le fonctionnement et
l'importance de l'invention de Bell. Lui et les autres juges considéraient
le téléphone de Bell comme « la plus grande
merveille jamais réalisée par le télégraphe ».
En janvier 1877, alors que Bell était à Washington pour
déposer son deuxième brevet de téléphone,
il fit une démonstration du téléphone au Smithsonian
pour Henry et ses filles.
Il réitéra la démonstration le soir même,
à l'invitation de Henry, devant la Société philosophique
de Washington, dont Henry était le président. À
cette occasion, Henry parla de « la valeur et du caractère
étonnant de la découverte et de l'invention de M. Bell ».
Les témoignages de Henry et d'autres scientifiques éminents
contribuèrent à asseoir la crédibilité de
Bell à une époque où sa situation financière
était précaire. Dans un état d'instabilité,
il avait été contraint de reporter ses projets de mariage.
Les honoraires de ses conférences constituèrent sa principale
source de revenus en juillet 1877, lorsqu'il créa la Bell Telephone
Company avec Watson et deux autres associés.
Bell n'oublia jamais la contribution d'Henry. Peu après la mort
d'Henry en 1878, il organisa un service téléphonique gratuit
pour sa veuve, Harriet, et ses filles. Plusieurs années plus
tard, il intervint lorsque le téléphone fut mis hors service.
Dans une lettre adressée au président de l'American Bell
Telephone Company, son nom actuel, Bell expliqua pourquoi il insistait
fortement pour le rétablissement du service : « Ce
téléphone a été installé là
et aucun frais n'a été facturé en reconnaissance
des efforts et des services du professeur Henry, qui a contribué
aux débuts de l'invention de l'instrument et qui a grandement
contribué à encourager l'invention.»
La sollicitude de Bell envers la famille Henry se manifesta également
peu après la mort d'Harriet en 1882. Lorsque sa fille Mary eut
besoin de financement en 1883 pour un investissement immobilier et un
voyage d'affaires à New York, Bell accepta de lui acheter la
bibliothèque d'Henry pour 5 000 dollars. Bien des années
après la mort de Bell, ses descendants ont fait don de la bibliothèque
Henry au Smithsonian, ainsi que de quelque 2 000 livres et brochures
ayant appartenu à Bell. La bibliothèque Bell-Henry, comme
on l'appelle, unit à juste titre deux grands scientifiques...
Alexander Graham Bell fut nommé au conseil d'administration
de la Smithsonian Institution en tant que citoyen du district de Columbia.
Bell avait été influencé dans ses recherches par
le premier secrétaire de la Smithsonian Institution, Joseph Henry,
notamment par ses travaux sur l'induction électromagnétique.
Bell en a exercé quatre mandats jusqu'à sa mort en 1922.
Voila une belle histoire.
Joseph Henry : Inventeur du télégraphe
?
Par David Hochfelder Doctorant, Université Case Western Reserve
En 1885, Edward N. Dickerson inaugura une plaque commémorative
au Princeton College en hommage à Joseph Henry et à son
rôle dans l'invention du télégraphe. Dans son discours,
Dickerson ne se contenta pas de retracer les avancées scientifiques
d'Henry sur lesquelles reposait la télégraphie. Il affirma
également que le scientifique avait en réalité
inventé le télégraphe en 1831, plusieurs années
avant que Samuel F. B. Morse ne construise et ne présente son
premier prototype rudimentaire. Au-delà des accomplissements
d'Henry, Dickerson déclara : « Rien n'est essentiel au
télégraphe actuel, si ce n'est cette habileté mécanique
ordinaire, bien en deçà du niveau de la découverte
ou de l'invention. »
Samuel Morse, ou le « Léonard de Vinci américain
», comme le surnommait l'un de ses biographes, est aujourd'hui
considéré comme l'inventeur du télégraphe.
Mais possédait-il, comme le suggérait Dickerson, seulement
une « habileté mécanique ordinaire », tandis
que Joseph Henry aurait réalisé les véritables
percées ?
En résumé, Joseph Henry a-t-il inventé le télégraphe ?
La réponse dépend de la définition que l’on
donne aux termes « inventer » et « télégraphe ».
Plus fondamentalement, une réponse complète à cette
question doit explorer la nature et les liens entre la recherche scientifique
et l’innovation technologique à une époque où
les fondements juridiques, idéologiques et économiques
des droits de propriété intellectuelle étaient
particulièrement instables.
Il est certain que Joseph Henry a joué un rôle important
dans l’histoire du télégraphe à deux égards.
Premièrement, il est à l’origine de découvertes
majeures en électromagnétisme, notamment la méthode
de construction d’électroaimants suffisamment puissants
pour transformer l’énergie électrique en travail
mécanique utile à distance. Une grande partie du télégraphe
de Morse repose en effet sur la découverte par Henry des principes
de fonctionnement de ces électroaimants.
Deuxièmement, Henry s’est retrouvé malgré
lui impliqué dans le long litige concernant la portée
et la validité des brevets de Morse.
Entre 1849 et 1852, les défendeurs dans trois procès pour
contrefaçon assignèrent Henry à comparaître,
espérant que ses déclarations affaibliraient ou invalideraient
les prétentions de Morse. Son témoignage s'avéra
crucial dans la décision partagée de la Cour suprême
de 1854, qui rejeta la revendication la plus étendue de Morse.
Du fait de l'implication d'Henry dans ces procès, les deux hommes
s'engagèrent dans une âpre dispute sur les questions de
priorité scientifique et technologique, un conflit qui se poursuivit
jusqu'à leur mort dans les années 1870.
Aussi mesquin et mesquin que fût ce conflit, il révéla
néanmoins beaucoup de choses sur leurs conceptions divergentes
quant à l'importance relative des travaux des scientifiques et
des inventeurs au milieu du XIXe siècle.
Contributions scientifiques d'Henry à la télégraphie.
Avant d'examiner les contributions scientifiques d'Henry à la
technologie télégraphique, il convient de présenter
l'état de l'électrotechnique à son époque.
Les physiciens étudiaient les phénomènes électriques
depuis environ 1700. À la fin du XVIIIe siècle, deux scientifiques,
Benjamin Franklin en Amérique et Charles Augustin Coulomb en
France, avaient poussé la science de l'électrostatique
aussi loin qu'elle pouvait aller.
Le développement de la technologie des batteries après
le tournant du siècle a ouvert le vaste nouveau domaine de l'électrodynamique,
comprenant l'électrochimie et les recherches sur le comportement
de l'électricité dans les circuits.
Depuis environ 1775, les électriciens expérimentaient
diverses méthodes de communication télégraphique.
Au cours du dernier quart du XVIIIe siècle, plusieurs Européens
avaient construit des télégraphes utilisant l'électricité
statique ou mécanique, démontrant ainsi la faisabilité
scientifique de la télégraphie électrique. Après
l'invention de la pile au tournant du siècle, les chercheurs
exploitèrent les effets chimiques de l'électricité
galvanique, soit pour marquer du papier traité, soit pour décomposer
l'eau, afin de former des signaux à distance. Bien que ces méthodes
aient démontré la possibilité théorique
de la télégraphie électrique, elles se révélèrent
complexes et impraticables en pratique.
Puis, en 1820, le physicien danois Hans Christian Oersted rapporta qu'un
courant électrique traversant un fil conducteur déviait
l'aiguille d'une boussole. Sa publication incita immédiatement
les physiciens à étudier la relation entre électricité
et magnétisme. Peu après cette annonce, le scientifique
allemand Johann Schweigger construisit son « multiplicateur »,
ou bobine à plusieurs spires, qui augmentait considérablement
la puissance magnétique d'un circuit électrique. Le multiplicateur
de Schweigger devint le premier appareil de mesure électrique
précis – le galvanomètre – et demeure à
la base des voltmètres et ampèremètres modernes.
Environ quatre ans plus tard, en Angleterre, William Sturgeon inventa
l'électroaimant, une pièce de fer en forme de fer à
cheval entourée d'une bobine à plusieurs spires. L'électroaimant
se magnétisait lorsqu'un courant traversait la bobine et se démagnétisait
lorsque le courant cessait. L'électroaimant de Sturgeon, dont
la puissance pouvait être régulée par l'ouverture
et la fermeture du circuit, convertissait l'énergie électrique
en travail mécanique utile et contrôlable. Le galvanomètre
et l'électroaimant devinrent rapidement des instruments incontournables
des laboratoires d'électricité et des amphithéâtres.
Comme pour l'électricité mécanique et galvanique,
les chercheurs s'intéressèrent rapidement à l'applicabilité
de l'électromagnétisme aux communications à longue
distance. Moins d'un an après la publication des travaux d'Oersted,
l'éminent physicien français André-Marie Ampère
proposa un système télégraphique utilisant le multiplicateur
de Schweigger, dans lequel chaque lettre ou chiffre était associé
à un circuit et une aiguille distincts. Ampère rapporta
que ses expériences avaient été « parfaitement
concluantes », mais il n'approfondit pas la question.
En 1824, cependant, le chercheur anglais Peter Barlow tempéra
l'enthousiasme suscité par les télégraphes à
aiguille. « Les détails » d'un tel appareil,
écrivit Barlow, « sont si évidents, et le principe
sur lequel il repose si bien compris », que la seule question
en suspens était de savoir si le courant électrique pouvait
dévier une aiguille aimantée après son passage
dans un long fil. À sa grande déception, il « constata
une diminution si importante » de la déviation de
l'aiguille sur seulement 60 mètres de fil, « qu'il
me convainquit aussitôt de l'impraticabilité du projet »
.
Le résultat de Barlow semblait constituer un obstacle insurmontable
à l'utilisation de cette force physique nouvellement découverte
pour les communications à longue distance.
Joseph Henry commença ses recherches sur l'électromagnétisme
en 1827, alors qu'il était instructeur à l'Académie
d'Albany, dans l'État de New York. Dès 1830, il réalisa
deux avancées majeures qui permirent de surmonter l'obstacle
soulevé par Barlow.
Sa première innovation cruciale, qu'il présenta en juin
1828, consista à combiner le multiplicateur de Schweigger avec
l'électroaimant de Sturgeon pour obtenir un aimant extrêmement
puissant. Alors que Sturgeon enroulait lâchement quelques mètres
de fil non isolé autour d'un aimant en forme de fer à
cheval, Henry enroula étroitement son fer à cheval avec
plusieurs couches de fil isolé.
En mars 1829, il présenta un électroaimant comportant
400 spires, soit environ 10,5 mètres, de fil isolé. Cet
aimant, remarqua plus tard Henry, « possédait une puissance
magnétique supérieure à celle de tous les aimants
connus jusqu'alors ».
Pourtant, Henry affirma que « l'effet maximal n'était pas
encore atteint ». Il constata qu'au-delà d'une certaine
longueur de fil, la puissance magnétique diminuait en raison
de l'augmentation de la résistance du circuit.
Afin de trouver des moyens de maximiser la puissance magnétique
d'une pile, il entreprit sa seconde recherche importante.
Il enroula une série de bobines plus courtes, au lieu d'une seule
longue bobine, autour du noyau de fer afin de déterminer la configuration
optimale pour obtenir la puissance magnétique. Henry testa deux
méthodes. Il a connecté les bobines en parallèle
afin de réduire la résistance du circuit ; cela a
permis à une plus grande quantité d'électricité,
ou à un courant plus élevé, de circuler autour
du fer. Il a également connecté les bobines en série
et utilisé une batterie branchée en série afin
d'augmenter la tension, ou la force propulsive de l'électricité.
La première méthode, consistant à connecter les
bobines en parallèle, maximisait la force magnétique obtenue
à partir d'une batterie composée d'un seul élément
à grande surface de plaque, c'est-à-dire une batterie
basse tension et forte intensité. Henry la nomma aimant « quantitatif »,
car elle était parfaitement adaptée à une batterie
de ce type.
Il appela la seconde méthode, consistant à connecter les
bobines en série, aimant « d'intensité »,
car elle permettait d'obtenir la force magnétique maximale à
partir d'une batterie d'intensité, c'est-à-dire une batterie
haute tension et faible intensité composée de plusieurs
éléments connectés en série. Henry constata
également qu'un aimant « quantitatif »
était parfaitement adapté pour fournir une grande puissance
mécanique à courte distance de la batterie. Un aimant
« d'intensité » ne générait
pas autant de force de levage, mais fonctionnait très bien à
grande distance de la batterie.
Henry publia ses résultats dans l'American Journal of Science
de Benjamin Silliman (ci-après « Journal de Silliman »)
en janvier 1831.
Cet article était bien sûr important car il décrivait
ses deux principales avancées : son électroaimant
amélioré, combinant le multiplicateur de Schweigger et
l'aimant de Sturgeon ; et ses recherches sur l'obtention d'une
force magnétique maximale à partir d'une configuration
de batterie donnée. Cependant, cet article devint également
un point de discorde entre Henry et Morse lors du procès ultérieur
concernant le brevet du télégraphe. Pour ces deux raisons,
une analyse détaillée de cet article s'impose.
Dans une série de 23 expériences, Henry confirma d'abord
le résultat de Barlow, selon lequel la déviation de l'aiguille
d'un galvanomètre et la force de levage d'un électroaimant
diminuaient rapidement avec la longueur du fil. Il remplaça ensuite
la batterie à un seul élément de Barlow par une
batterie à 25 éléments connectés en série
et répéta les expériences. Il obtint d'abord le
résultat surprenant qu'une force magnétique plus importante
était générée lorsque le courant traversait
305 mètres de fil que lorsque l'aimant était directement
connecté à la batterie. Il expliqua ce résultat
en supposant que la composition chimique de la batterie était
légèrement différente entre les deux essais.
En présentant ses sept premières expériences, Henry
conclut que « l'action magnétique d'un courant »
provenant d'une batterie en série « n'est, du moins, pas
sensiblement diminuée par son passage dans un long fil ».
Ce résultat était « directement applicable au projet
de M. Barlow de réaliser un télégraphe électromagnétique
; et également d'une importance capitale pour la construction
de la bobine galvanique ».
Il ne s'agissait pas d'une remarque anodine. Car Henry entreprit de
démontrer la faisabilité d'un télégraphe
électromagnétique immédiatement après la
parution de son article. Son prototype se composait d'une petite batterie
et d'un aimant « d'intensité » reliés par
un fil de cuivre d'un kilomètre et demi tendu dans un amphithéâtre.
Entre les pôles de cet électroaimant en forme de fer à
cheval, il plaça un aimant permanent. Lorsque l'électroaimant
était alimenté, l'aimant permanent était repoussé
par un pôle et attiré par l'autre ; en inversant la polarité
de la batterie, l'aimant permanent retournait à sa position initiale.
En utilisant un inverseur de polarité pour faire alterner la
polarité de l'électroaimant, Henry parvint à faire
sonner une petite sonnette de bureau grâce à l'aimant permanent.
Il fit régulièrement la démonstration de ce dispositif
à ses étudiants d'Albany en 1831 et 1832.
En 1832, Princeton l'engagea comme professeur de philosophie naturelle.
Il reconstruisit son prototype de télégraphe sur le campus,
en tendant cette fois un fil entre deux bâtiments. Non seulement
il continua de démontrer la communication électromagnétique
à distance, mais en 1835, il mit également au point un
relais rudimentaire.
Il utilisa un aimant « d'intensité », efficace
à faible puissance et sur de grandes distances, pour contrôler
un aimant « de quantité » beaucoup plus
puissant supportant une charge de poids. En interrompant le circuit
de l'aimant « d'intensité », il coupait
également l'alimentation du circuit de l'aimant « de
quantité », provoquant la chute des poids au sol,
tandis qu'il restait à distance de sécurité. Les
étudiants se souviennent qu'il avait décrit ce dispositif
comme un moyen de contrôler des effets mécaniques à
longue portée, tels que le son des cloches d'église éloignées.
Lors d'un voyage en Angleterre en 1837, Henry décrivit ce dispositif
à Charles Wheatstone, qui recherchait un système de répétition
pour son télégraphe à aiguille.
Ainsi, dès 1835, Henry avait démontré, du moins
en laboratoire et dans un amphithéâtre, la faisabilité
d'un télégraphe électromagnétique.
Son aimant d'« intensité » allait devenir la base
du répéteur de Morse, permettant aux signaux de parcourir
de grandes distances ; son aimant de « quantité »
constituait le cœur de l'appareil d'enregistrement de Morse ;
et son relais « intensité » vers « quantité »
devint, après quelques modifications, le dispositif mis au point
par Morse pour connecter son circuit de réception local à
une ligne télégraphique longue distance.
Mais Henry ne chercha jamais à commercialiser son système,
ni même à le démontrer à plus grande échelle.
Il considérait son télégraphe comme une démonstration
particulièrement efficace des principes de l'électromagnétisme,
destinée aux amphithéâtres. Les étudiants
de Princeton se souvenaient très bien des démonstrations
télégraphiques d'Henry, tout comme ils se souvenaient
de ses électrocutions de poulets et de ses chocs électriques
contre ses camarades.
Henry et Morse.
L'une des surprises de l'histoire du XIXe siècle est que Samuel
Morse, portraitiste sans formation scientifique ou technique formelle,
ait établi le premier système télégraphique
commercial aux États-Unis. Il réussit en partie grâce
à son travail acharné et à sa persévérance,
mais aussi parce qu'il sollicita l'aide d'hommes possédant les
compétences et la formation nécessaires. Joseph Henry
était l'un d'eux.
Morse affirma avoir conçu son télégraphe enregistreur
lors d'une traversée de l'Atlantique en octobre 1832.
Début 1836, il parvint à construire un prototype simple,
utilisant une pile à un seul élément et un électroaimant
Sturgeon. Avec cet appareil rudimentaire, Morse put émettre des
signaux, mais seulement jusqu'à une distance d'environ douze
mètres.
Afin d'accroître la portée de son dispositif, Morse sollicita
l'aide de Leonard Gale, professeur de chimie à l'Université
de New York, où il enseignait la peinture. Après avoir
vu son prototype durant l'hiver 1836-1837, Gale lui fit immédiatement
plusieurs recommandations, lui conseillant tout d'abord d'utiliser une
pile à haute intensité composée de nombreux éléments
montés en série. Il lui recommanda également de
remplacer l'électroaimant Sturgeon par l'électroaimant
à haute intensité de Henry.
Plus important encore, Gale incita Morse à lire l'article d'Henry
paru en 1831 dans le Silliman's Journal, qui décrivait ces améliorations.
Après avoir utilisé une pile à vingt éléments
en série et un électroaimant de plusieurs centaines de
spires, Morse et Gale parvinrent à transmettre des messages sur
une distance de seize kilomètres. Ce succès encouragea
Morse à révéler son invention au monde entier.
Il fit la première démonstration publique de son télégraphe
le 2 septembre 1837 ; sollicita le soutien du gouvernement auprès
du secrétaire du Trésor quelques semaines plus tard ;
et déposa une demande de brevet auprès de l'Office des
brevets début octobre.
Ainsi, la première implication d'Henry dans le projet de télégraphe
de Morse fut indirecte, mais néanmoins cruciale. Ses travaux
sur les électroaimants, publiés dans le Silliman's Journal
en 1831 et communiqués à Morse par Gale, permirent à
l'inventeur de franchir une étape décisive dans le développement
de son télégraphe.
Il est douteux que Morse aurait présenté son invention
au public, au secrétaire du Trésor et à l'Office
des brevets si sa portée était restée limitée
à douze mètres.
Entre 1839 et 1842, Morse correspondait fréquemment avec Henry,
sollicitant à la fois des conseils scientifiques et le soutien
du public pour son télégraphe. Henry lui accorda volontiers
les deux. Mais il fit également clairement savoir qu'il considérait
la machine de Morse comme l'application de principes scientifiques qu'il
avait lui-même découverts, ainsi que d'autres scientifiques.
Dans une lettre souvent citée, écrite en février
1842 pour aider Morse à obtenir des fonds du Congrès,
Henry affirmait que « la science est désormais pleinement
mûre » pour un télégraphe électromagnétique
et que l'idée « viendrait naturellement à l'esprit
de quiconque connaît les phénomènes de l'électricité
».
Bien que Charles Wheatstone en Angleterre et Karl August Steinheil en
Allemagne travaillaient sur des télégraphes à aiguille,
Henry concluait : « Je préfère celui que vous avez
inventé. »
Tant que Morse eut besoin des conseils scientifiques et du soutien public
d'Henry, il accepta ces remarques sans les remettre en question.
Mais alors que l'inventeur s'enlisait dans un procès acharné
concernant la validité et la portée de son brevet, son
besoin d'établir l'originalité et la priorité de
son invention se heurta de plein fouet à l'appréciation
de Henry quant à l'état de la technique.
Le premier signe de rupture apparut à l'automne 1845. À
cette époque, Alfred Vail, principal assistant de Morse et copropriétaire
du brevet, publia un ouvrage retraçant l'histoire et décrivant
le télégraphe électromagnétique de Morse.
Vail reconnaissait clairement que « l'électroaimant est
la base sur laquelle repose l'invention dans sa configuration actuelle
; sans lui, elle serait totalement vouée à l'échec
». Pourtant, Vail mentionna à peine les travaux de Henry,
se contentant de citer un autre auteur qui lui attribuait la création
d'« aimants d'une puissance extraordinaire… capables de soulever
des milliers de livres ».
Henry, naturellement furieux de cet affront, déclara à
Wheatstone qu'il comptait « informer M. Morse que s'il tolérait
d'autres publications de ce genre par ses assistants, il mobiliserait
contre lui la science de ce pays et du monde entier ». Cependant,
Henry conclut que Morse « n'avait peut-être aucune connaissance
de la préparation du livre ».
Ce fut effectivement la position adoptée par Morse : il affirmait
n'avoir aucune connaissance ni aucun contrôle sur le contenu de
l'ouvrage de Vail. Vail prétendit également que son manque
de respect envers le travail d'Henry était un oubli involontaire,
dû à sa méconnaissance des travaux du scientifique.
Leur correspondance privée révèle une certaine
duplicité entre les deux hommes. Si Morse n'avait peut-être
pas lu l'ouvrage de Vail mot à mot, il en connaissait le contenu
; il en possédait d'ailleurs un quart des parts. Il précisa
également qu'il ne souhaitait pas que le livre nuise à
sa demande de brevet pour l'aimant récepteur et le circuit local.
Ce brevet, accordé en 1846, s'avéra par la suite essentiel
aux procès en contrefaçon intentés avec succès
par Morse contre deux systèmes télégraphiques concurrents.
Le désir de Morse de garder le secret sur l'aimant récepteur
en attendant l'issue de sa demande de brevet explique plus vraisemblablement
l'omission, par son assistant, des travaux d'Henry.
L'aimant récepteur était un composant essentiel de son
télégraphe, lui permettant de fonctionner comme un système
de communication à longue distance. Agissant comme un relais,
à grande distance de la batterie principale et de la clé
d'émission, il actionnait un circuit local beaucoup plus court,
contenant une batterie plus petite et l'appareil d'enregistrement de
Morse.
Les aimants récepteur et enregistreur n'étaient guère
plus que les aimants d'intensité et de quantité d'Henry,
décrits dans son article de 1831.
De plus, le montage du circuit local était très similaire
au dispositif qu'Henry présentait à ses étudiants
depuis 1835, consistant à utiliser un aimant d'intensité
pour interrompre le circuit d'un aimant de quantité supportant
une charge de poids. Vail ne fit donc qu'une brève allusion aux
travaux d'Henry, car une reconnaissance complète de sa contribution
aurait compromis la demande de brevet de Morse pour l'aimant récepteur.
La seconde rupture majeure survint à l'automne 1849, lorsqu'Henry
fut impliqué dans un procès pour contrefaçon de
brevet.
Les défendeurs, qui utilisaient un télégraphe contrefaisant
manifestement les brevets de Morse, espéraient que le témoignage
d'Henry concernant l'état de la technique invaliderait les revendications
clés du brevet. Henry, quant à lui, affirma qu'il ne souhaitait
pas être partie prenante à cette controverse et qu'il avait
fait sa déclaration à contrecœur, uniquement sous
assignation.
Dans sa déposition, Henry s'en tint aux points principaux qu'il
avait soulignés dans sa correspondance avec Morse entre 1839
et 1842. Il affirma que son article de 1831 « constituait
la première découverte du fait qu'un courant galvanique
pouvait être transmis sur une grande distance avec une diminution
de force si faible qu'elle produisait des effets mécaniques,
et des moyens permettant d'accomplir cette transmission. J'ai compris
que le télégraphe électrique était désormais
réalisable. » Il souligna également avoir démontré
à ses étudiants de Princeton, après 1833, «
comment l'électroaimant pouvait être utilisé pour
produire des effets mécaniques à une distance suffisante
pour émettre des signaux de toutes sortes ». Il ne «
mit pas ces principes en pratique », car il considérait
cela comme « d'importance secondaire » par rapport à
ses travaux scientifiques. De plus, concluait Henry, les scientifiques
étaient peu enclins à « s'assurer les avantages
de leurs découvertes par un brevet ».
Henry considérait la machine de Morse comme « la meilleure
» des différents télégraphes en développement
au milieu des années 1830, tous « appliquant les principes
découverts » par lui-même et d'autres. Morse n'a
fait « aucune découverte originale, en électricité,
en magnétisme ou en électromagnétisme, applicable
à l'invention du télégraphe. J'ai toujours considéré
que son mérite résidait dans sa capacité à
combiner et à appliquer les découvertes d'autrui pour
inventer un instrument et un procédé télégraphiques
spécifiques. »
Henry déclara peu après qu'il avait « toujours pris
soin de reconnaître pleinement le mérite de l'invention
de M. Morse, tout en précisant qu'il ne pouvait lui accorder
le droit exclusif d'utiliser les principes scientifiques sur lesquels
elle repose ». Il avait toujours maintenu cette position depuis
sa découverte du télégraphe de Morse en 1839. L'inventeur
n'avait jusqu'alors jamais contesté de telles déclarations.
Mais Morse percevait désormais les propos d'Henry comme une menace
sérieuse pour son brevet.
La réponse de Morse, intitulée « Défense
contre les conclusions diffamatoires tirées de la déposition
du professeur Joseph Henry », parut dans une revue éphémère
de télégraphistes en janvier 1855.
Contrairement à ce que son titre laissait supposer, il s'agissait
d'une attaque directe contre Henry. Morse entendait démontrer
qu'il ne devait rien à Henry « pour aucune découverte
scientifique relative au télégraphe, et que toutes les
découvertes de principes ayant une telle importance n'avaient
pas été faites par le professeur Henry, mais par d'autres,
et qu'elles étaient antérieures à toute expérience
menée par le professeur Henry en électromagnétisme
». Cette affirmation contredisait les marques de respect et de
gratitude qu'il avait exprimées auparavant et était, bien
entendu, totalement fausse.
Morse s'appuya sur trois points précis de l'article d'Henry de
1831 pour discréditer sa compétence et son intégrité.
Premièrement, Morse prétendit que le résultat anormal
obtenu par Henry, à savoir que la force magnétique augmentait
avec la longueur du fil, prouvait qu'Henry était soit un expérimentateur
maladroit, soit un théoricien incompétent. Il soutint
ensuite que la remarque d'Henry, selon laquelle ses résultats
étaient « directement applicables au projet de M. Barlow
de création d'un télégraphe électromagnétique
», prouvait qu'Henry ignorait les travaux antérieurs sur
la télégraphie, puisque Barlow n'avait aucun projet de
ce genre et que ses résultats démontraient l'impossibilité
d'un tel projet.
Enfin, Morse affirma qu'Henry n'avait aucune intention de travailler
sur les communications télégraphiques, puisqu'il avait
formulé cette remarque de manière désinvolte au
milieu de son article. Il insinua qu'Henry n'avait avancé ses
affirmations qu'après que Morse eut accompli tout le travail
difficile et assumé tous les risques liés au développement
et à la commercialisation d'une nouvelle technologie.
Henry choisit de répondre avec plus de dignité. Affirmant
que les assertions de Morse remettaient en question son intégrité
et ses compétences scientifiques, et donc son aptitude à
occuper le poste de secrétaire de la Smithsonian Institution,
il demanda au conseil d'administration de l'institution de le disculper.
Ce dernier accéda à sa demande par une série de
brèves résolutions et l'autorisa à joindre une
déclaration exposant ses contributions à l'électromagnétisme.
Henry ne cachait pas ses réalisations, mais la différence
de ton entre les deux textes est frappante. Tandis que la « Défense »
de Morse était polémique, acerbe et tendue, la déclaration
d'Henry était mesurée, calme et assurée.
Conclusion.
Nous pouvons maintenant revenir à la question posée en
introduction : Joseph Henry est-il l'inventeur du télégraphe ?
Une réponse plausible à cette question d'apparence simple
est qu'Henry n'a pas inventé le télégraphe, mais
que son invention aurait été retardée de nombreuses
années, voire impossible, sans lui.
Henry n'a jamais prétendu avoir inventé le télégraphe.
En fait, il a clairement indiqué dans ses dépositions
et autres déclarations publiques qu'il ne cherchait pas à
mettre en pratique ses découvertes scientifiques. Henry était
sans doute conscient du fossé immense qui séparait une
démonstration théorique d'un système de communication
commercial, entre faire sonner une cloche à travers un kilomètre
de fil et transmettre des messages de manière fiable entre deux
villes éloignées. De plus, s'il s'était considéré
comme l'inventeur du télégraphe, il n'aurait pas apporté
à Morse l'assistance technique précieuse et le soutien
public nécessaires entre 1839 et 1842.
Cependant, Henry insistait fermement, et à juste titre, sur le
fait qu'il avait découvert les principes fondamentaux de la télégraphie
et démontré leur application.
Ses recherches et son appareillage – ses aimants de quantité
et d'intensité, et son relais – ont servi de base à
une grande partie des machines de Morse. Henry exigeait simplement de
Morse la reconnaissance de ses travaux scientifiques et sa volonté
de les partager librement. L'inventeur ne pouvait le faire sans risquer
l'invalidation de revendications essentielles de ses brevets.
Les travaux scientifiques d'Henry sur l'électromagnétisme
et la mise au point du télégraphe par Morse se sont déroulés
dans un contexte de profondes incertitudes quant aux droits des inventeurs.
L'électrotechnique était alors elle aussi en pleine mutation ;
un fossé important séparait la compréhension théorique
de la pratique technologique. Ces deux réalités, intimement
liées, ont remis en question la nature et l'importance relative
de la recherche fondamentale et de l'innovation technologique appliquée.
Initialement, Henry et Morse partageaient globalement le même
point de vue, mais leurs conceptions ont divergé au cours du
long conflit juridique relatif à la validité des brevets
de Morse, conflit qui dura approximativement de 1845 à 1854.
Ce n'est qu'au cours de ce procès que les deux hommes ont pleinement
développé et formulé leurs opinions, et ils en
sont venus à attribuer des significations et des valeurs opposées
au travail des scientifiques et des inventeurs.
Henry, le scientifique, considérait la recherche fondamentale
comme le moteur du progrès social et percevait les avancées
technologiques comme la simple application des découvertes scientifiques.
Il concevait ses propres travaux comme des contributions au patrimoine
de la connaissance humaine, librement accessibles à quiconque
les jugeait utiles. De plus, Henry comptait sur la publication ouverte
de ses travaux pour obtenir le respect et le succès professionnels.
Morse, l'inventeur, considérait les découvertes scientifiques
comme abstraites et stériles, jusqu'à ce que quelqu'un
comme lui les concrétise et les rende fructueuses en les intégrant
dans une machine. À ses yeux, l'invention, et non la recherche
fondamentale, était le moteur du progrès.
Par ailleurs, un entrepreneur comme Samuel Morse considérait
les inventions comme une propriété intellectuelle et s'appuyait
sur le droit des brevets pour protéger ses droits et tirer profit
financièrement de son travail.