Mihajlo Idvorsky Pupin
Mihajlo (Michael) Idvorski Pupin (1858-1935) est un
physicien serbe.
Mihajlo Pupin a parcouru un long chemin depuis ses humbles débuts
dans le village d'Idvor, dans ce qui est aujourd'hui la Serbie, jusqu'à
ses vacances d'été dans son somptueux domaine à
l'ouest de Norfolk, dans le Connecticut - après être devenu
un inventeur de renommée mondiale et lauréat du prix Pulitzer
de lettres en 1924.
Né le 9 octobre 1858 dans une famille de paysans illettrés,
Pupin passa ses étés d'enfance dans les pâturages
vallonnés des environs d'Idvor, où il était berger,
protégeant le bétail des voleurs roumains nocturnes. Durant
ses longues nuits passées à surveiller les troupeaux,
il observa qu'enfoncer son long couteau à manche de bois dans
le sol et l'enfoncer créait des vibrations souterraines qui lui
permettaient de localiser de loin le bétail errant. Pupin comprit
que les vibrations sonores portaient plus loin sur un sol dur ; c'est
ainsi qu'il eut sa première idée fascinante de l'invention
qui, vingt-cinq ans plus tard, allait faire sa renommée et sa
fortune aux États-Unis.
Bien qu'illettrée, sa mère, Olimpijada, l'envoya dans
une école supérieure d'un village voisin. C'est là
qu'il découvrit les expériences de Benjamin Franklin avec
les cerfs-volants et l'électricité, ce qui éveilla
son imagination fertile. Pour échapper aux troubles politiques
locaux, son église l'envoya plus tard dans une école à
Prague, après deux jours de voyage sur le Danube et un jour en
train depuis Budapest.
Alors qu'il était à Prague, le père de Pupin, Constantin,
mourut subitement. Pupin voulut rentrer chez lui et s'occuper de sa
mère, mais elle refusa d'en entendre parler. Une annonce dans
un journal pour une place d'entrepont sur le navire Westphalia, reliant
Hambourg à New York, poussa Pupin à vendre tous ses biens
sur un coup de tête et à acheter un aller simple pour l'Amérique.
Après une traversée de l'Atlantique de deux semaines,
mouvementée et mouvementée, il débarqua à
Castle Garden, à New York, en 1874. C'était un jeune novice
de quinze ans, avec cinq cents en poche et sans aucune connaissance.
À New York, des emplois subalternes étaient accessibles
aux immigrants, mais, sur un coup de tête, Pupin s'engagea comme
ouvrier agricole dans une ferme du Delaware, où il apprit l'anglais
auprès de la fille du fermier. De retour à New York à
l'automne, Pupin pelleta du charbon avant de décrocher un emploi
à la New England Cracker Company, rue Courtland à Manhattan,
où il apposa le nom de l'entreprise sur une multitude de crackers
nature. Le soir, il profitait des cours gratuits de la Cooper Union
et passait des heures à la bibliothèque à lire
les classiques. Il devint alors obsédé par le tableau
« Les Hommes du Progrès » de Christian Schussele,
accroché au mur, représentant dix-neuf inventeurs américains,
tels que Samuel F.B. Morse, Charles Goodyear et Samuel Colt, qui, grâce
à leurs inventions, ont considérablement fait progresser
la civilisation moderne.
À Columbia, Pupin s'est imposé comme un élève
exceptionnel et, dès sa première année, a obtenu
des bourses de 100 dollars en grec et en mathématiques. Fort
de sa force physique, grâce au pelletage de charbon et à
la coupe du foin, il a remporté le championnat de lutte poids
lourd de Columbia et a excellé en équipe. En troisième
année, il a été élu président de
sa promotion.
À l'époque, Columbia était un nid de snobs qui
adoraient faire la fête et faire du sport. Pupin gagnait un peu
d'argent en donnant des cours particuliers à ces retardataires,
aidant ainsi le fils du célèbre astronome Lewis Morris
Rutherfurd à terminer ses études universitaires. Rutherford
était si reconnaissant qu'il finança la candidature de
Pupin à l'université de Cambridge à Londres pour
y étudier les mathématiques.
Depuis l'époque où il était berger à Idvor,
Pupin était fasciné par la lumière et le son, qu'il
considérait comme des « méthodes divines de parole
» divines. À l'université, il étudia et imita
de brillants scientifiques du XIXe siècle, tels que Michael Faraday
et James Clerk Maxwell, qui firent des avancées majeures dans
la compréhension et l'exploitation des mystérieuses forces
électromagnétiques de l'univers.
Pupin devint citoyen américain en 1883, deux jours avant d'obtenir son diplôme avec mention de Columbia, qui lui offrait une bourse d'études supérieures en sciences et lettres de trois ans, à 500 dollars par an. Il déclina l'offre et préféra Cambridge, où l'école de mathématiques était considérée comme la meilleure au monde.
Pupin fit ses preuves au King's College de Cambridge,
mais trouva les méthodes d'enseignement mathématiques
standardisées du tripos peu stimulantes. Après avoir écourté
son séjour à Cambridge, il s'inscrivit à l'Université
de Berlin pour étudier auprès du physicien et inventeur
divin Hermann von Helmholtz, l'un des esprits les plus brillants du
XIXe siècle, qui révolutionna l'ophtalmologie et découvrit
le principe de conservation de l'énergie. Pupin charma Helmholtz
par ses récits de son enfance de paysan en Serbie et par son
esprit curieux et agile.
En 1886, Pupin obtint son doctorat en philosophie de von Helmholtz,
avec une thèse intitulée « Pression osmotique et
énergie libre »
Au début de ses études, il épousa Sarah Katherine Jackson, la sœur d'un camarade de classe, à la cathédrale grecque orthodoxe de Londres.
De retour à New York, Pupin se consacra à
son travail de professeur tout en travaillant de longues heures la nuit
dans un laboratoire rudimentaire de Columbia, expérimentant sur
les rayons X, phénomène scientifique du milieu des années
1890. En décembre 1895, Wilhelm Roentgen développa les
premiers rayons X en Allemagne. Seulement deux semaines plus tard, un
avocat new-yorkais qui s'était accidentellement tiré une
balle dans la main fut amené dans le laboratoire de Pupin. Grâce
à des papiers phosphorescents offerts par son ami Thomas Edison,
Pupin a réalisé une radiographie de la main de l'homme
en quelques secondes seulement, accélérant le processus
de Roentgen de plusieurs heures. Pupin était devenu un nom dans
le monde scientifique.
Deux mois plus tard, Pupin traversait Central Park pour
se rendre à l'Université Columbia, plein de joie et d'optimisme.
Au milieu de son premier cours, il s'effondra, probablement à
cause de la fatigue et de l'exposition au radium, et tomba dans le coma,
victime d'une grave pneumonie. Après plusieurs jours de délire
mortel, il sortit du coma pour apprendre que sa femme, qui le soignait,
était décédée cinq jours plus tôt
des suites de la pneumonie qu'il lui avait transmise.
Paralysé par le désespoir, Pupin souffrit d'une grave
dépression nerveuse. Un ami médecin lui recommanda Norfolk,
dans le Connecticut, où l'atmosphère rustique et le climat
vivifiant pourraient apaiser sa profonde dépression. Pupin loua
une maison face au mont Haystack et passa des semaines à contempler
la vue apaisante depuis sa place. Mais sa dépression ne parvint
pas à se dissiper.
Originaire de Norfolk, le Dr Frederic Dennis, un collègue de
Columbia, tenta de remonter le moral de Pupin par des discours d'encouragement,
en vain. Un jour, sur un coup de tête, le Dr Dennis se présenta
à sa porte dans un rond-point jaune tiré par deux chevaux
Cobb de son haras de Dennis Hill. Il lui confia les chevaux et lui dit
qu'ils avaient besoin d'être dressés.
Ce fut le remède idéal. Pupin s'attacha immédiatement
aux chevaux et se consacra à leur entraînement, une distraction
bienvenue à son chagrin accablant. Peu après, les chevaux,
Comet et Princess Rose, conduits par Pupin, remportèrent le premier
prix au concours hippique du Madison Square Garden. Dix-huit mois après
la mort de sa femme, se sentant suffisamment remis de son découragement,
et pour le bien de sa fille unique, Varvara (Barbara), Pupin retourna
à ses cours et à son laboratoire à Columbia.
Incapable de travailler avec les rayons X, qui, selon lui, avaient contribué
à l'apparition de sa pneumonie, Pupin retourna à ses expériences
électriques et à son travail acharné en laboratoire.
Il est décédé le 12 mars 1935 à New York.
sommaire
La bobine de Pupin
Au début du XXe siècle, la transmission
téléphonique était possible jusqu'à une
distance d'environ 30 km par câble et d'environ 2 000 km par lignes
aériennes. Pour les transmissions téléphoniques
sur de plus grandes distances, la capacité entre deux fils d'un
câble ou d'une ligne aérienne devait être compensée
par une inductance supplémentaire.À cette fin, la deuxième
invention majeure pour la transmission par ligne, après le relais
de Wheatstone, est due à Michael Idvorsky Pupin
Une bobine de charge, self d'adaptation ou bobine (d'induction) de Pupin
est une bobine qui est insérée dans un circuit électronique
pour augmenter son inductance. Le terme est apparu au XIXe siècle
pour désigner les bobines utilisées pour éviter
la distorsion du signal dans les câbles de transmission télégraphique
à longue distance. Le terme est également utilisé
pour les bobines dans les antennes radio, ou entre l'antenne et sa ligne
d'alimentation, pour rendre résonante une antenne trop courte
électriquement à sa fréquence de fonctionnement.
Le concept de bobines de charge a été découvert
par Oliver Heaviside en étudiant le problème de la lenteur
de la vitesse de signalisation du premier câble télégraphique
transatlantique dans les années 1860. Il en a conclu qu'une inductance
supplémentaire était nécessaire pour éviter
la distorsion de l'amplitude et du délai du signal transmis.
La condition mathématique pour une transmission sans distorsion
est connue sous le nom de condition de Heaviside (en). Les lignes télégraphiques
précédentes étaient terrestres ou plus courtes
et induisaient donc moins de retard, et le besoin d'une inductance supplémentaire
n'était pas aussi important. Les câbles de communication
sous-marins sont particulièrement sujets à ce problème,
mais les installations du début du XXe siècle utilisant
des lignes symétriques étaient souvent chargées
en continu avec du fil ou du ruban de fer plutôt que discrètement
avec des bobines de chargement, ce qui permettait d'éviter les
problèmes d'étanchéité.
Historiquement, les bobines de charge sont également
connues sous le nom de bobines Pupin en référence à
Michael Idvorsky Pupin, en particulier lorsqu'elles sont utilisées
pour la condition de Heaviside, et le processus d'insertion de ces bobines
est parfois appelé pupinisation
En 1899, devançant de justesse plusieurs scientifiques travaillant
sur le même défi, il publia une étude intitulée
« Propagation des ondes électriques longues » dans
laquelle il proposait d'améliorer les lignes télégraphiques
pour la transmission téléphonique par l'introduction de
bobines à intervalles réguliers.
Pupin déposa un brevet pour une bobine d'induction qui, placée
à intervalles précis sous terre (faisant écho à
ses observations au couteau d'enfance), augmenta exponentiellement la
portée des appels téléphoniques longue distance.
| George Ashley Campbell était un ingénieur
américain. Pionnier dans le développement et l'application
de méthodes mathématiques quantitatives aux problèmes
de la télégraphie et de la téléphonie
longue distance, il a notamment contribué à la théorie
et à la mise en œuvre de l'utilisation de bobines de
charge et des premiers filtres d'ondes conçus selon la méthode
qui allait devenir la méthode des images . Ces travaux ont
permis à l' American Telephone and Telegraph Company (AT&T)
de réaliser d'importants bénéfices économiques.
En 1897, Campbell entra au service d'AT&T à Boston. Il mit au point une méthode de transmission téléphonique analogique sur des distances bien plus importantes qu'auparavant, grâce à l'insertion de bobines de charge dans la ligne à intervalles soigneusement calculés afin d'augmenter l' inductance . Mais Pupin breveta également un système similaire et AT&T lui versa une somme considérable pour ses brevets, permettant ainsi la poursuite du développement sans litige. En réalité, ni Campbell ni Pupin ne furent les premiers à suggérer l'idée des bobines de charge ; cet honneur revient à Oliver Heaviside dans un article de 1887. Heaviside, cependant, ne breveta jamais cette idée ; il ne tira d'ailleurs aucun profit commercial de ses travaux brillants. Malgré les débats juridiques parfois complexes qui entourent cette affaire, il est incontestable que Campbell fut le premier à construire un circuit téléphonique utilisant des bobines de charge. |
Une application courante des bobines de charge consiste
à améliorer les caractéristiques de réponse
d'amplitude sur le spectre sonore de la voix des paires torsadées
symétriques dans un câble téléphonique. La
paire torsadée étant un format symétrique, la moitié
de la bobine de charge doit être insérée dans chaque
branche de la paire pour maintenir l'équilibre. Il est courant
que ces deux enroulements soient formés sur le même noyau.
Cela augmente les liens de flux, sans lesquels le nombre de tours de
la bobine devrait être augmenté. Malgré l'utilisation
de noyaux communs, ces bobines de charge ne constituent pas des transformateurs,
car elles n'assurent pas de couplage avec d'autres circuits.
Les bobines de charge insérées périodiquement en
série avec une paire de fils réduisent l'atténuation
aux fréquences vocales les plus élevées jusqu'à
la fréquence de coupure du filtre passe-bas formé par
l'inductance des bobines (plus l'inductance répartie des fils)
et la capacité répartie entre les fils. Au-dessus de la
fréquence de coupure, l'atténuation augmente rapidement.
Plus la distance entre les bobines est courte, plus la fréquence
de coupure est élevée. L'effet de coupure est un artefact
de l'utilisation de bobines à éléments groupés.
Avec les méthodes de charge utilisant une inductance continue
distribuée, il n'y a pas de coupure.
Sans bobine de charge, la réponse de la ligne est dominée
par la résistance et la capacité de la ligne, l'atténuation
augmentant doucement avec la fréquence. Avec des bobines de charge
ayant exactement la bonne inductance, ni la capacité ni l'inductance
ne dominent : la réponse est plate, les formes d'onde ne sont
pas déformées et l'impédance caractéristique
de la ligne est résistive jusqu'à la fréquence
de coupure. La formation coïncidente d'un filtre passe-bas laissant
passer les fréquences audio (en) est également bénéfique
dans la mesure où le bruit est réduit.
(A
lire pour plus de détails sur la pupinisation)
Pupin améliora ainsi la transmission des communications téléphoniques sur les longues distances en plaçant des bobines le long des câbles de communication. Il était alors possible de faire des communications longue distance sans passer par des éléments actifs.
Campbell connaissait les travaux de Heaviside sur la
condition de Heaviside, qui définit la spécification pour
une transmission sans distorsion des signaux, mais ignorait apparemment
sa suggestion d'utiliser des bobines de charge pour contraindre une
ligne à la respecter. Campbell aborda initialement le problème
sous un angle totalement différent. AT&T lui avait confié
la mission d'étudier la possibilité d'améliorer
la qualité de la ligne grâce au câble bimétallique
fer-cuivre inventé par John S. Stone, un autre ingénieur
d'AT&T. Ce câble, conçu par Stone, permettait également
d'augmenter l'inductance de la ligne et avait le potentiel de satisfaire
à la condition de Heaviside.
Cependant, Campbell peinait à mettre en place une démonstration
pratique sur une véritable ligne téléphonique avec
le budget qui lui était alloué. Constatant que ses simulateurs
de lignes artificielles utilisaient des composants localisés
plutôt que les grandeurs distribuées présentes dans
une ligne réelle, il se demanda s'il ne pouvait pas introduire
l'inductance à l'aide de composants localisés au lieu
d'utiliser la ligne distribuée de Stone. Lorsque ses calculs
ont démontré que les regards d'égout sur les lignes
téléphoniques étaient suffisamment rapprochés
pour permettre l'insertion des bobines de charge sans qu'il soit nécessaire
de creuser ou de poser de nouveaux câbles, il a opté pour
ce nouveau plan. La toute première démonstration de bobines
de charge sur un câble téléphonique a eu lieu le
6 septembre 1899 sur un tronçon de 74 kilomètres du câble
dit de Pittsburgh (le test s'est en réalité déroulé
à Boston, le câble ayant déjà servi à
des essais à Pittsburgh). Elle a été réalisée
par Campbell lui-même et son assistant. Le premier câble
téléphonique utilisant des lignes chargées a été
mis en service public entre Jamaica Plain et West Newton, près
de Boston, le 18 mai 1900.
Bataille juridique
AT&T a engagé une bataille juridique
contre Pupin concernant sa revendication. Pupin fut le premier à
déposer un brevet, mais Campbell avait déjà réalisé
des démonstrations pratiques avant même que Pupin ne dépose
le sien (décembre 1899). Le retard de Campbell dans le dépôt
était dû aux lenteurs administratives d'AT&T . L'affirmation
de Pupin dans son autobiographie selon laquelle il aurait eu l'idée
lors d'une ascension en montagne en 1894 est largement contestée,
et aucune preuve ne vient étayer cette affirmation, ni dans les
documents ni dans les activités ultérieures de Pupin et
de ses étudiants. Cependant, AT&T a commis l'erreur de supprimer
de la demande de brevet proposée par Campbell tous les tableaux
et graphiques détaillant la valeur exacte de l'inductance requise
avant le dépôt du brevet . Le brevet de Pupin contenant
une formule (moins précise), AT&T s'exposait à des
accusations de divulgation incomplète. Craignant que la bataille
juridique ne se solde par une déclaration d'inadaptabilité
de l'invention (en raison des travaux antérieurs de Heaviside),
ils décidèrent d'acquérir une option sur le brevet
de Pupin moyennant une redevance annuelle, afin qu'AT&T contrôle
les deux brevets. En janvier 1901, Pupin avait déjà perçu
200 000 $ ( l'équivalent de 6 000 000 $ en 2024 ) et, en 1917,
date à laquelle le monopole d'AT&T prit fin et les paiements
cessèrent, il avait reçu un total de 455 000 $ ( l'équivalent
de 11 330 000 $ en 2024 ).
L'invention s'avéra extrêmement précieuse pour AT&T. Les câbles téléphoniques pouvaient désormais couvrir une distance deux fois supérieure à celle possible auparavant, ou bien un câble deux fois moins performant (et deux fois moins cher) pouvait être utilisé sur la même distance. Au moment d'autoriser Campbell à procéder à la démonstration, leurs ingénieurs estimaient qu'ils pourraient économiser 700 000 $ ( l'équivalent de 22,2 millions de dollars en 2024 ) sur les coûts d'installation, rien qu'à New York et au New Jersey. On estime qu'AT&T a économisé 100 millions de dollars ( 3,18 milliards de dollars en 2024 ) au cours du premier quart du XXe siècle. Heaviside, à l'origine de tout, n'en tira aucun profit. On lui proposa une somme symbolique qu'il refusa, préférant la reconnaissance de son travail à une compensation financière. Il fit remarquer avec ironie que si sa publication antérieure avait été admise, cela aurait « entrave… le flux des capitaux vers la bonne direction… »
Pupin publia en 1900 un article plus précis intitulé « Transmission d'ondes sur câbles non uniformes et lignes longue distance », dans lequel il affirmait qu'avec des bobines spécialement conçues, appelées plus tard bobines Pupin, disposées à intervalles réguliers, la téléphonie sur câble souterrain pouvait être étendue de quelques centaines de kilomètres et en surface de plusieurs milliers de kilomètres sans augmentation du diamètre du conducteur. Ses recherches aboutirent à une formule mathématique précise pour la conception des bobines de charge, pour laquelle il déposa des demandes de brevet la même année. Deux brevets lui furent accordés le 19 juin 1900 sous les numéros 652 230 et 652 231. AT&T acquit immédiatement ces brevets pour la somme de 455 000 dollars, sans doute le prix le plus élevé jamais payé pour une formule ! En réalité, bien que George Ashley Campbell et John Stone d'AT&T travaillassent depuis plusieurs années sur une solution au problème de la capacité de leurs longues lignes téléphoniques, ils n'avaient pas eu l'occasion de breveter leurs travaux, contraignant ainsi AT&T à racheter les brevets de Pupin. Une vingtaine d'années plus tard, AT&T affirmait avoir économisé plus de 100 millions de dollars grâce aux bobines Pupin, somme qui aurait autrement été nécessaire pour des câbles différents et des amplificateurs supplémentaires.
AT&T installa les premières bobines Pupin
sur un câble de 17 km entre New York et Newark (New Jersey) en
1902.
D'autres câbles suivirent rapidement, si bien qu'en 1906, des
câbles chargés furent installés, par exemple, entre
New York et New Haven (127 km) et entre New York et Philadelphie (140
km). Ces câbles, composés de conducteurs de calibre 14
AWG (American Wire Gauge) de 1,6 mm de diamètre, étaient
chargés de bobines de 250 mH à intervalles de 1,6 km (1
mile). Le plus long câble chargé (avant l'introduction
des amplificateurs téléphoniques) reliait Boston à
Washington via New York, sur une distance de 724 km. La charge sur les
circuits de câbles fantômes fut utilisée pour la
première fois en 1910 sur un câble reliant Boston à
Neponset.
Sur le continent européen, Pupin rencontra des difficultés
considérables pour démontrer que sa demande de brevet
ne s'inspirait pas uniquement des théories respectives d'Oliver
Heaviside au Royaume-Uni et de Vaschy en France.
Cependant, Siemens, en collaboration avec Pupin, développa immédiatement
des bobines de charge basées sur sa théorie. Ces bobines
furent installées sur 14 paires d'un câble téléphonique
de 32 km et 28 paires reliant Berlin à Potsdam. Un test officiel
fut réalisé en mars 1902, au cours duquel 25 experts allemands
et étrangers purent constater l'amélioration apportée
par les nouvelles bobines.
Premières bobines Pupin utilisées en Allemagne, 1902.
Après trois ans de procédure en Allemagne, durant lesquels
Pupin perfectionna son brevet avec le soutien de Siemens & Halske,
celui-ci fut accordé le 4 février 1904 et immédiatement
acquis par Siemens. Dans un premier temps, la bobine de Pupin fut principalement
utilisée sur les lignes à voie unique. La plus longue
ligne aérienne d'Europe, longue de 1 350 km, reliait Berlin,
Francfort, Bâle et Milan. Mise en service en 1914, elle utilisait
deux conducteurs en cuivre étiré à froid de 4,5
mm de diamètre. Elle traversait le tunnel du Simplon via un câble
Krarup (section 20.5) de 22 km, posé en 1906.
Le premier projet européen de câble souterrain sur grande
distance, utilisant des bobines Pupin, a débuté en 1912
en Allemagne avec le câble dit de Rheinland.
Ce câble couvrait une distance de 600 km entre Berlin, Magdebourg,
Hanovre, Dortmund et Cologne. Il était installé dans des
conduits en béton à quatre sections, laissant ainsi trois
emplacements pour de futurs câbles. Le premier tronçon,
un câble à 52 paires entre Berlin et Magdebourg, fut mis
en service le 11 novembre 1913. Hanovre y fut raccordée en août
1914. La Première Guerre mondiale retarda la poursuite des travaux
jusqu'en 1921, date à laquelle un câble à 142 paires
fut posé entre Hanovre et Cologne.
La construction du câble a été optimisée
pour la transmission téléphonique par le torsadage des
conducteurs en paires. Deux méthodes différentes de torsadage
des paires en quad (quatre conducteurs par circuit physique) ont été
mises au point : le quad Dieselhorst-Martin (quad DM, principalement
utilisé en Allemagne) et le quad en étoile. Dans un quad
DM, deux conducteurs sont torsadés pour former une paire, puis
deux paires ainsi obtenues sont torsadées avec des longueurs
de torsion différentes pour former un quad. Dans un quad en étoile,
quatre conducteurs sont torsadés simultanément pour former
un quad. La portée téléphonique d'un tel câble,
avec un diamètre de conducteur de 1,5 mm, était typiquement
de 40 km sans bobines de Pupin et de 220 km avec bobines de
Pupin. Pour un diamètre de conducteur de 2,0 mm, ces valeurs
étaient respectivement de 60 et 320 km.
Les bobines Pupin, utilisées pour la première fois dans
un câble sous-marin isolé par ruban de papier, datent de
1906. Ce câble à sept paires, long de 12 km, était
posé dans le lac de Constance à 250 m de profondeur entre
Friedrichshafen (Allemagne) et Romanshorn (Suisse). Des gaines souples
permettaient d'accueillir les 22 bobines Pupin. Associées à
des conducteurs en cuivre de 1,5 mm de diamètre, ces bobines
rendirent possible la liaison téléphonique entre Zurich,
Stuttgart et Munich. Le câble fut inauguré en présence
du comte Zeppelin et resta en service pendant une quarantaine d'années.
Le premier câble sous-marin à bobines Pupin, long de 37,1
km, fut installé entre St. Margaret (Royaume-Uni) et Sangatte
(France) en mai 1910. Les bobines Pupin des deux paires étaient
intégrées au câble, ce qui augmentait son diamètre
d'environ 5 cm à 10 cm sur une longueur de 1 m.
Des câbles similaires furent posés un an plus tard entre
Sainte-Marguerite et La Panne (Belgique), sur une longueur de 89 km,
puis en 1913, sur une longueur de 165 km, jusqu'aux Pays-Bas. Des câbles
téléphoniques sous-marins utilisant des bobines Pupin
à 24 paires pour la transmission de 12 canaux téléphoniques
furent également installés sur une distance de 47 km entre
Gledser (Danemark) et Warnemünde (Allemagne) en 1926, et sur une
distance de 117 km entre Malmö (Suède) et Stralsund (Allemagne)
en 1927.
Pupin reçoit en 1924 le prix Pulitzer pour son autobiographie : From Immigrant to Inventor.
sommaire
LES BREVETS
Pupin a délivré 115 brevet consultables
à cette page.
Consultez la page "Pupin Patend"
(traduction ci dessous)
| En termes de nombre de brevets déposés,
Pupin n'est devancé que par Nikola Tesla. Découverte d'un brevet posthume Mihajlo Pupin était également un chercheur et inventeur de grand talent. Parmi ses nombreuses inventions, le plus grand succès commercial fut celui des bobines de Pupin, qui permirent de passer des conversations téléphoniques sur de longues distances, même intercontinentales. Cette invention fut si importante qu'elle fut baptisée « pupinisation » en hommage à son créateur. Les inventions de Pupin ont constitué le fondement de sa fructueuse collaboration avec de nombreuses entreprises américaines et étrangères, à commencer par American Telephone & Telegraph (AT&T), en passant par Siemens-Halske, Westinghouse Electric & Manufacturing Co., la société Marconi et la Commercial Cable Company, spécialisée dans les câbles de communication sous-marins. Malgré quelques exceptions, comme ses premiers travaux sur les rayons X, notamment la découverte des rayonnements secondaires émis par des corps préalablement irradiés, ainsi qu'une méthode permettant de réduire le temps d'irradiation lors de l'obtention d'images radiographiques (dont il n'a pas déposé de brevet), Pupin a néanmoins protégé la grande majorité de ses inventions par des brevets. Parmi les ouvrages consacrés aux brevets de Pupin et publiés en Italie, on peut citer « Brevets ! ». et « Patents II » (Institut des manuels et du matériel pédagogique, Belgrade, 1997), publié dans le cadre des Œuvres choisies de Mihajlo Pupin, dont le premier volume contient les traductions de 14 brevets américains de Pupin, tandis que le second volume contient les données et les traductions de 18 autres de ses brevets. Six années de procédure judiciaire. Comme l'indique le professeur Vojin Popovic dans la préface de l'édition susmentionnée, les listes initialement publiées contenaient des données sur 24 brevets de Pupin, tous dans le domaine des télécommunications, et par la suite, le nombre de brevets publiés dans les ouvrages susmentionnés a été porté à 32. Les listes actuelles les plus complètes contiennent des données sur 34 brevets américains de Pupin, comme par exemple la liste des brevets de Pupin figurant dans la publication « Mémoire biographique de Michael Idvorsky Pupin » (auteur : Bergen Davis, éditeur : Académie nationale des sciences des États-Unis d'Amérique, 1938). La liste susmentionnée des 34 brevets américains de Pupin a longtemps été considérée comme définitive, mais les recherches menées par Slobodan Stojkovic, ingénieur en brevets de Belgrade, ont permis de découvrir un autre brevet de Pupin, sous le numéro US 2 150 781, déposé le 9 juillet 1936, soit après sa mort. Un brevet pour l'invention appelée « Système télégraphique » a été délivré à sa fille, Varvara Pupin Smith, le 14 mars 1939. La première page de ce brevet est visible sur l'image. Fait intéressant, Varvara possédait elle-même des brevets aux États-Unis et en Grande-Bretagne pour son invention d'un protège-lèvres, conçu comme une aide à la toilette féminine (brevets US 2 032 672 et GB 460 105). Bien qu'il accordât une grande importance aux brevets, l'attitude de Pupin à leur égard était quelque peu ambivalente. Dans son ouvrage « Du pâturage au scientifique », Pupin décrit les difficultés rencontrées lors du dépôt de ses premières demandes de brevet, avouant l'avoir souvent regretté, car cela lui a causé de nombreuses complications et l'a entraîné dans des procès coûteux et pénibles. Il souligne également l'étrange phénomène psychologique qui pousse un inventeur dont l'invention est contestée à se battre avec une férocité inouïe pour ses petits. Pupin évoque avec fierté le succès financier qu'il a obtenu en vendant son brevet américain n° 652 230, relatif aux bobines, à AT&T. Pupin a déposé sa première demande de brevet le 14 décembre 1893 pour une invention intitulée « Appareil de transmission télégraphique ou téléphonique », pour laquelle il a obtenu le brevet américain n° 519 346 moins de cinq mois plus tard. Ce dispositif permettait de surmonter les problèmes d'atténuation et de distorsion des signaux télégraphiques et des informations sonores, qui constituaient un obstacle majeur à l'utilisation de liaisons filaires ou câblées de grande longueur. Encore plus rapidement, moins de trois mois plus tard, il obtint le brevet américain n° 519 347 pour son invention suivante, intitulée « Transformateur pour systèmes télégraphiques, téléphoniques ou autres systèmes électriques ». Cependant, Pupin rencontra de nombreuses difficultés avec sa troisième demande de brevet, qu'il décrit dans l'extrait du livre cité plus haut. Il obtint le brevet américain n° 707 007 pour une invention appelée « Télégraphie multiple » après six ans de procédure auprès de l'Office américain des brevets, sa demande ayant initialement été rejetée au profit d'autres inventeurs. C'est sans doute grâce à sa persévérance et à sa conviction d'avoir raison que la décision lui fut finalement favorable. Parmi les brevets suivants de Pupin, le plus important est le brevet américain n° 652 230, relatif aux bobines et intitulé « Art de réduire l'atténuation des ondes électriques et appareil correspondant ». Ce brevet forme un tout avec le brevet américain n° 652 231, car les deux ont été déposés à partir de la même demande. Durant cette période prolifique de sa créativité, qui s'étend de 1893 à 1903, Pupin obtint 14 brevets dans le domaine du génie électrique, notamment des télécommunications. Il déposa tous les brevets individuellement, à l'exception du brevet américain n° 697 660, relatif à une machine adaptée au bobinage de ses bobines, qu'il prépara en collaboration avec Samuel V. Balc. Première présentation Une interruption s'ensuivit jusqu'en 1915, année où il obtint six brevets conjointement avec son élève et collaborateur, le futur lauréat du prix Nobel Edwin Armstrong. Ce ne furent pas les seuls exemples de collaboration de Pupin avec d'autres experts pour obtenir la protection par brevet des inventions issues de leur travail commun. Pupin obtint par la suite un brevet avec Millard Cole Spencer et un autre avec Henry Frank Herbig. Il vendit un grand nombre des brevets obtenus durant cette période, qui dura jusqu'à sa mort en 1935, à diverses entreprises. La Westinghouse Electric & Manufacturing Co. en acquit la plus grande partie, tandis qu'un nombre légèrement inférieur fut cédé à la Commercial Cable Company. Les inventions protégées par ces brevets concernaient les télécommunications, la téléphonie et la radiocommunication, et plus particulièrement la technique de la télégraphie filaire, également appelée télégraphie multiple, qui permettait l'envoi d'un grand nombre de télégrammes sur une seule ligne. Les inventions de Pupin ont permis non seulement d'établir des liaisons téléphoniques et télégraphiques terrestres sur de longues distances, mais la « pupinisation » à grande échelle a également rendu possible l'utilisation de câbles de communication sous-marins. En hommage à Pupin : À Belgrade, l'Institut « Mihajlo Pupin » a été fondé en 1946 et un petit cratère lunaire porte son nom. À Novi Beograd, l'un des principaux boulevards, ainsi que la Faculté d'ingénierie de Zrenjanin, portent son nom. Un film sur Mihajlo Pupin, inspiré de son autobiographie, a été réalisé en collaboration avec l'Université Columbia. À l'occasion du 125e anniversaire de sa naissance, une pièce d'argent à son effigie a été frappée. Aux États-Unis, la « Médaille Mihajlo Pupin », créée en 1958, récompense chaque année une personne ayant apporté une contribution exceptionnelle aux intérêts nationaux américains. Titres, récompenses, décorations… L’œuvre de Mihail Pupin était largement respectée, comme en témoignent ses nombreux titres scientifiques : président de l’Institute of Radio Engineers USA (1917), président de l’American Institute of Electrical Engineers (1925-1926), président de l’American Society for the Advancement of Science, président de la New York Academy of Sciences, membre de l’Académie des sciences française et membre de l’Académie serbe des sciences. Il était également docteur ès sciences (Université Columbia, 1904), docteur honoris causa ès sciences (Université Johns Hopkins, 1915), docteur ès sciences (Université de Princeton, 1924), docteur honoris causa ès sciences (Université de New York, 1924), docteur honoris causa ès sciences (Muhlenberg College, 1924), docteur en ingénierie (École des sciences appliquées, 1925), docteur ès sciences (Université George Washington, 1925) et docteur (Union College, 1925). 1927, Doctorat, Université de Rotterdam - 1927, Doctorat, Collège de Midiburi - 1928, Doctorat, Université de Belgrade - 1929, Doctorat, Université de Prague - 1929. Pour ses travaux scientifiques, Pupin a été récompensé à plusieurs reprises : 1902, Médaille Elliot Cresson de l’Institut Franklin ; 1916, Prix Herbert de l’Académie française ; 1919, Médaille Edison de l’Institut américain des ingénieurs électriciens ; 1924, Médaille d’honneur de l’Institut de radio d’Amérique ; Médaille d’honneur de l’Institut des sciences sociales ; 1931, Médaille John Fritz des Quatre Sociétés nationales d’ingénierie. Il a également reçu de nombreux prix et décorations : 1928. Prix George Washington de la Western Society of Engineers, 1929. Aigle blanc, Premier ordre de Yougoslavie (Aigle blanc du Premier ordre, Royaume de Yougoslavie), 1929. Lion blanc, Premier ordre de Tchécoslovaquie. 
Ses travaux s'étendaient même au domaine de l'électronique, qu'il explorait en collaboration avec Edwin Armstrong. Il a également réalisé des filtres électriques et des générateurs de son, ce qui témoigne de son talent aux multiples facettes. Contrairement aux brevets américains, ceux de Pupin déposés dans d'autres pays n'ont jusqu'à présent suscité que peu d'intérêt, notamment en raison du manque de documentation à ce sujet. Ni les ouvrages recensant ses brevets américains, ni les listes existantes de ses brevets, ni même Wikipédia ne contiennent d'articles pertinents sur cette question. Cependant, l'ingénieur Slobodan Stojkovic se penche également sur ce problème et, grâce à l'initiative de la rédaction de « Planeta », il a intensifié ses recherches. J'ai récemment rejoint ce travail après une collaboration fructueuse sur l'étude des brevets de Nikola Tesla. Les résultats de ces recherches sur les brevets de Pupin déposés dans d'autres pays seront présentés ici pour la première fois. Avant de fournir des données précises, il convient de souligner que, malgré certaines différences, les brevets sont limités dans le temps, c'est-à-dire qu'ils durent au maximum 20 ans à compter de la date de dépôt de la demande. Plus important encore, ils sont limités territorialement : ils ne sont valables que dans le pays qui les a délivrés. Dans tous les pays où une invention n'est pas protégée par un brevet, chacun peut librement l'utiliser. C'est pourquoi plusieurs brevets peuvent être délivrés dans différents pays pour une même invention. Un ensemble de brevets protégeant une même invention dans différents pays constitue une famille de brevets, et les brevets qui la composent sont appelés équivalents. Le brevet pour lequel la première demande a été déposée est appelé brevet de base. Mihajlo Pupinje a obtenu un grand nombre de brevets à l'étranger : les données actuelles indiquent plus de 40 brevets, dont certains déposés personnellement et d'autres dont il a cédé le droit de dépôt aux sociétés mentionnées précédemment. Pupin a obtenu le plus grand nombre de brevets pour ses inventions en Angleterre (17 brevets), puis au Canada (8), en France (7), au Danemark (5) et en Espagne (4). En Autriche, en Allemagne, en Hongrie et en Suisse, il a obtenu un brevet dans chacun de ces pays (voir tableau 1). Cette liste n'est pas exhaustive ; il est donc probable que d'autres brevets de Pupin soient découverts, tant dans ces pays que dans ceux pour lesquels les données pertinentes n'ont pas encore été trouvées. Les brevets britanniques les plus intéressants : cinq brevets britanniques sur six font référence à des demandes américaines antérieures. Il s'ensuit que Pupin a d'abord déposé les demandes correspondantes aux États-Unis, mais que celles-ci ont été rejetées ou qu'il les a abandonnées lui-même. Ces demandes concernent les inventions de Pupin dans divers domaines du génie électrique. L'analyse des données a permis de déterminer que Mihajlo Pupin possédait 41 brevets principaux, dont 35 américains et six britanniques. Il a également été établi que Pupin détenait au moins 39 brevets analogues. Ce qui signifie que Pupin a obtenu au moins 80 brevets pour ses inventions dans 10 pays différents à travers le monde. L'invention la plus protégée par Pupin est sa bobine (brevet américain n° US 652,230). En termes de nombre de brevets obtenus, Mihajlo Pupin n'est devancé que par Nikola Tesla, qui aurait obtenu environ 300 brevets dans divers pays. Au vu des données disponibles, je pense qu'il est fort probable que des brevets de Pupin encore inconnus soient découverts dans certains pays. Cependant, il est réaliste de penser que ces brevets porteront sur des inventions déjà connues et que leur nombre sera limité. Quoi qu'il en soit, il est important de les rechercher et de les inclure dans la liste des brevets de Pupin afin de mieux comprendre son œuvre. SneZana Sarboh, MA, Conseillère indépendante, Office de la propriété intellectuelle |
Sur le site de l'INPI, en 1894 Pupin dépose un brevet Brevet 239299 (14.06.1894) "Perfectionnements aux transmissions télégraphiques et téléphoniques" .
Contreverse
Heaviside n'a jamais breveté son idée ; en fait, il n'a
tiré aucun avantage commercial de ses travaux. Malgré
les différends juridiques entourant cette invention, il est incontestable
que Campbell a été le premier à construire un circuit
téléphonique à l'aide de bobines de charge. Il
ne fait également aucun doute que Heaviside a été
le premier à publier et que beaucoup contesteraient la priorité
de Pupin.
AT&T a mené une bataille juridique avec Pupin à ce
sujet. Pupin a été le premier à déposer
un brevet, mais Campbell avait déjà effectué des
démonstrations pratiques avant même que Pupin ne dépose
son brevet (décembre 1899). Le retard de Campbell dans le dépôt
de sa demande était dû à la lenteur des machinations
internes d'AT&T.
Cependant, AT&T a bêtement supprimé
de la demande de brevet proposée par Campbell tous les tableaux
et graphiques détaillant la valeur exacte de l'inductance qui
serait nécessaire avant le dépôt du brevet.
Comme le brevet de Pupin contenait une formule (moins précise),
AT&T s'exposait à des réclamations pour divulgation
incomplète. Craignant que la bataille ne se termine par une déclaration
de non-brevetabilité de l'invention en raison de la publication
antérieure de Heaviside, elle décida de renoncer à
la contestation et d'acheter une option sur le brevet de Pupin moyennant
une redevance annuelle, de sorte qu'AT&T contrôlerait les
deux brevets.
En janvier 1901, Pupin avait reçu 200 000 dollars (équivalent
à 13 millions de dollars en 2011) et en 1917, lorsque le monopole
d'AT&T a pris fin et que les paiements ont cessé, il avait
reçu un total de 455 000 dollars (25 millions de dollars de 2011).
Avantages pour AT&T
L'invention a eu une valeur énorme pour AT&T. Les câbles
téléphoniques pouvaient désormais être utilisés
sur une distance deux fois plus grande qu'auparavant, ou bien un câble
d'une qualité (et d'un coût) deux fois moindre pouvait
être utilisé sur la même distance. Lorsqu'ils ont
décidé d'autoriser Campbell à poursuivre la démonstration,
les ingénieurs ont estimé qu'ils pourraient économiser
700 000 dollars en coûts d'installation dans les seuls États
de New York et du New Jersey. On estime qu'AT&T a économisé
100 millions de dollars au cours du premier quart du 20e siècle.
Heaviside, qui a commencé tout cela, n'a rien gagné. On
lui a offert un paiement symbolique, mais il n'a pas accepté,
voulant être crédité de son travail. Il fit remarquer
ironiquement que si sa publication antérieure avait été
admise, cela aurait "interféré ... avec le flux de
dollars dans la bonne direction ...
Anecdote :
Pupin avait basé son brevet de bobine d'induction sur l'oscillateur
à courant alternatif de Tesla. Tesla était plutôt
solitaire, un génie raffiné qui se consacrait entièrement
à son travail, tandis que Pupin, compétitif et habile
promoteur, aimait être sous les projecteurs, comme en témoigne
son autobiographie à succès de 1923, De l'immigrant à
l'inventeur, récompensée par le prix Pulitzer.
Lors d'un procès âprement disputé en 1915 pour savoir
qui avait inventé la télégraphie sans fil, Pupin
témoigna que, selon lui, c'était Guglielmo Marconi qui
avait inventé la technologie sans fil. Tesla se sentit blessé
et trahi et refusa de parler à Pupin pendant des années.
Pupin finit par regretter son témoignage et, sur son lit de mort
en 1935, supplia Tesla de venir accepter ses excuses. À contrecœur,
Tesla céda et alla voir Pupin qui, en le voyant, s'effondra et
fondit en larmes. Pupin mourut quelques jours plus tard.
Les Câbles sous-marins
La distorsion est un problème particulier pour
les câbles de communication sous-marins, en partie parce que leur
grande longueur permet à la distorsion de s'accumuler, mais aussi
parce qu'ils sont plus sensibles à la distorsion que les fils
ouverts sur les poteaux en raison des caractéristiques du matériau
isolant. Les différentes longueurs d'onde du signal se déplacent
à des vitesses différentes dans le matériau, ce
qui entraîne une dispersion. C'est ce problème sur le premier
câble télégraphique transatlantique qui a motivé
Heaviside à étudier le problème et à trouver
la solution. Les bobines de charge résolvent le problème
de dispersion, et la première utilisation de celles-ci sur un
câble sous-marin a été faite en 1906 par Siemens
& Halske dans un câble traversant le lac de Constance.
L'utilisation de bobines de charge avec des câbles sous-marins
lourds pose un certain nombre de problèmes. Le renflement des
bobines de chargement ne pouvait pas facilement passer à travers
l'appareil de pose des câbliers et le navire devait ralentir pendant
la pose d'une bobine de chargement. Les discontinuités à
l'endroit où les bobines étaient installées provoquaient
des tensions dans le câble pendant la pose. Si l'on n'y prend
pas garde, le câble risque de se rompre et d'être difficile
à réparer. Un autre problème était que la
science des matériaux de l'époque avait des difficultés
à sceller la jonction entre la bobine et le câble contre
la pénétration de l'eau de mer. Le chargement continu
a été développé pour surmonter ces problèmes,
ce qui présente également l'avantage de ne pas avoir de
fréquence de coupure.
CÂBLE KRARUP
L'ingénieur télégraphiste danois Carl Emil Krarup
trouva une autre solution pour augmenter l'inductance des câbles.
Né à Copenhague, Krarup étudia le génie
civil et fut chargé des travaux publics dans sa ville natale
jusqu'à son entrée à l'Administration télégraphique
danoise en 1898. En 1901, il fut envoyé à l'Université
de Wurtzbourg, en Allemagne, où il mena des expériences
sur des conducteurs en cuivre gainés de fils de fer.
De retour à Copenhague en 1902, il rédigea un article
sur l'inductance des lignes électriques, pour lequel il reçut
un second prix de l'Université de Copenhague. Krarup, désormais
ingénieur télégraphiste, prouva sa théorie
la même année lors de la planification d'un câble
sous-marin entre Helsingör, au Danemark, et Helsingborg, en Suède.
Il proposa de répartir l'inductance uniformément le long
du câble en enroulant de fins fils de fer, généralement
de 0,2 à 0,3 mm de diamètre, autour de chaque conducteur
en cuivre sur toute sa longueur. Le câble de 5 km fut installé
et fonctionna parfaitement. Un an plus tard, deux câbles téléphoniques
sous-marins Krarup furent installés. Un câble à
deux paires de 20 km de long traversa le Fehmarnbelt, reliant l'Allemagne
au Danemark. Un second câble Krarup à deux paires fut installé
sur le même tracé en 1907. Ce câble, d'une longueur
remarquable de 75,5 km, reliait l'île d'Helgoland au continent
allemand à Duhnen, près de Cuxhaven. Il utilisait deux
paires pour deux lignes téléphoniques et une paire pour
la télégraphie. Les conducteurs en cuivre avaient un diamètre
de 4 mm, ce qui en faisait le plus long câble téléphonique
sous-marin sans amplificateur. La production du câble Krarup était
relativement coûteuse et son inductance relativement faible, ce
qui limita son utilisation.
Il fut par la suite remplacé par le câble en permalloy,
offrant une inductance bien supérieure.
Le chargement continu au moyen d'une couche de fer longitudinalement
discontinue recouvrant le conducteur a été proposé
par J. S. Stone d'AT&T en 1897 et breveté dans le brevet
américain 578 275. Le professeur allemand Breisig a suggéré
l'utilisation d'une hélice ouverte de fer enroulée autour
du conducteur en 1901, tandis que Krarup a utilisé une spirale
fermée de sorte que les spires adjacentes soient en contact.
1911 LES AMPLIFICATEURS TÉLÉPHONIQUES
METTENT FIN AUX BOBINES PUPIN
L'amplification des signaux téléphoniques est devenue
possible grâce à l'invention de la triode par Lee de Forest
et Robert von Lieben en 1906.
De même, alors que les signaux télégraphiques étaient
régénérés par des relais pour les transmissions
longue distance, des répéteurs de ligne électroniques
ont pu être utilisés pour amplifier la bande vocale lors
des transmissions téléphoniques longue distance, au-delà
de 100 km sur câble à électrodes fines ou de 600
km sur lignes aériennes.
En 1912, les premiers essais d'un amplificateur téléphonique
ont eu lieu sur une ligne de 1 000 km entre Königsberg (aujourd'hui
Kaliningrad, en Russie) et Strasbourg, via Berlin. Trois ans plus tard,
le 15 janvier 1915, AT&T mettait en service la plus longue ligne
téléphonique aérienne du monde, longue de 5 419
km, entre New York et San Francisco.
La construction de cette ligne avait débuté en 1911 par
le tronçon New York-Denver. La ligne était constituée
de deux paires de fils de cuivre étirés à froid
de 4,2 mm de diamètre, supportées par 130 000 poteaux.
Des bobines Pupin d'une inductance de 250 mH étaient placées
tous les 13 km. Un circuit fantôme était appliqué
aux deux paires afin de permettre l'utilisation de trois circuits téléphoniques.
Trois amplificateurs téléphoniques étaient utilisés
en 1915 et huit en 1918.
En 1920, toutes les bobines Pupin furent retirées et douze amplificateurs
téléphoniques améliorés installés,
ce qui permit d'augmenter la bande passante de 1 500 Hz à
3 000 Hz. Le coût d'un appel était de 20,70 $ pour
trois minutes.
Les lignes à fils nus restèrent très populaires
aux États-Unis pour les communications longue distance.
En 1930, plus de 5,5 millions de kilomètres de fils nus traversaient
le pays et 185 000 km supplémentaires étaient ajoutés
chaque année. Parallèlement, 34 000 km de câble
furent installés sur les lignes longue distance, dont environ
50 % de câble aérien. Les abonnés étaient
reliés à leur central téléphonique local
presque exclusivement (94 %) par câble. Ce câble, d'un
diamètre extérieur de 6,7 cm, comportait généralement
1 800 paires de conducteurs en cuivre de calibre 28 AWG (0,32 mm
de diamètre).
Après la Première Guerre mondiale, le câble de Rheinland
fut équipé d'amplificateurs téléphoniques
tous les 75 km sur les circuits à quatre fils de 0,9 mm et tous
les 150 km sur les circuits à deux fils de 1,4 mm. Il fut étendu
à un réseau national, atteignant une longueur de plus
de 7 000 km en 1927 et de 16 000 km en 1939.
Il devint le noyau d'un réseau téléphonique européen
assurant les communications téléphoniques internationales
entre les pays européens voisins.
Le câble est devenu le principal moyen de transmission pour la
téléphonie en Europe. En Allemagne, par exemple, en 1922,
seulement 25 % des lignes longue distance étaient câblées ;
ce chiffre est passé à 50 % en 1925 et à 84 % fin
1939. À cette époque, 89 % des lignes téléphoniques
locales allemandes étaient également câblées.
En 1939, le réseau de transmission allemand comptait 28 millions
de kilomètres de câble, dont 3 000 km de câble
coaxial et 2,4 millions de kilomètres de lignes bifilaires.
Des amplificateurs téléphoniques étaient également
utilisés pour les câbles sous-marins. Le 1er décembre
1919, la mise en service d'un câble de 120,5 km de long entre
Stralsund (Allemagne) et Trelleborg (Suède) a débuté ;
il s'agissait alors du plus long câble téléphonique
sous-marin.
Le câble comportait deux paires de conducteurs, utilisées
dans un circuit virtuel pour trois canaux téléphoniques.
Des amplificateurs téléphoniques étaient utilisés
à Stralsund et à Malmö (à 30 km au nord de
Trelleborg).
Un autre câble téléphonique sous-marin remarquable,
parmi les premiers du genre, entra en service le 11 avril 1921 entre
La Havane (Cuba) et Key West (Floride), exploité par la Cuban-American
Telephone and Telegraph Company. Cette société avait été
fondée en 1917 par le puissant groupe AT&T et le nouvel arrivant
IT&T, dans le but de construire et d'exploiter un câble entre
les États-Unis et Cuba.
La Première Guerre mondiale retarda le projet jusqu'en 1921,
date à laquelle trois câbles monopaires de 190 km de long
chacun furent posés à travers le détroit de Floride,
à une profondeur de 1 860 m. La Telegraph Cable Company
du Royaume-Uni fabriqua les câbles selon un modèle conçu
par l'expert britannique en câbles, Sir William Slingo. Chaque
câble était constitué d'un conducteur de type Krarup,
composé d'un fil de cuivre enroulé d'un fin fil de fer
isolé par de la gutta-percha. Le conducteur de retour était
un ruban de cuivre épais enroulé autour de l'isolant,
donc en contact avec l'eau de mer. Chaque câble transmettait un
canal téléphonique et quatre canaux télégraphiques,
trois au-dessus et un en dessous de la bande vocale. Des amplificateurs
téléphoniques étaient installés aux deux
extrémités.
Un quatrième câble fut ajouté en 1931. Autre réalisation
remarquable : la construction de la ligne téléphonique
transandine, reliant l'Argentine et le Chili entre Buenos Aires et Santiago
en 1928.
Un projet de câble téléphonique transatlantique
fut également lancé au début des années
1930. AT&T et la GPO prévoyaient de poser un câble
à charge continue pour un circuit téléphonique
unique, sans utiliser de répéteurs téléphoniques
immergés. Ce câble devait assurer une liaison téléphonique
unique entre Terre-Neuve et l'Irlande.
Quatre couches de ruban Perminvar étaient prévues pour
la charge. La fabrication du câble avait déjà commencé
en Allemagne lorsque le projet fut abandonné en raison de la
crise économique et de la forte concurrence de la radio à
ondes courtes. ...