LA RADIOTELEPHONIE

La radiotéléphonie désigne les techniques de communication utilisant la radioélectricité, c'est-à-dire les ondes hertziennes pour transmettre la voix humaine. Nous avons délà étudié dans ce site, quels étaient les principes de la téléphonie ordinaire : un appareil microphonique , devant lequel on parle, est en circuit avec une pile et la bobine primaire d’un appareil d’induction.

Le secondaire est en relation avec la ligne à l’autre extrémité de laquelle se trouve un autre récepteur téléphonique : quand on parle devant le microphone, les modulations de la voix changent la résistance du microphone ; les courants envoyés dans le primaire varient d’intensité, ce qui amène une variation correspondante du courant induit, et celui-ci, agissant sur les bobines du téléphone, fait varier l’aimantation de ses pôles et, par suite, attire inégalement la plaque de fer qui vibrera synchroniquement avec la vibration de la voix qui parle devant le microphone.

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LES PIONNIERS DE LA RADIOTELEPHONIE

Récepteur radiotéléphonique Popoff-Ducretet.
— En 1899-1900, M. Popoff démontra qu’il était possible, pratiquement, de substituer des tiges métalliques aux limailles de Branly et il créa la méthode radiotéléphonique appliquée à la Télégraphie sans fil aux grandes distances. Ses premières expériences en Russie permirent de relier des postes distants de 50 kilomètres .et privés de tout moyen de communication entre eux. Cette distance a depuis été largement dépassée.

Cette figure est celle du radiotéléphone Popoff-Ducretet Br, il comprend, renfermés dans une monture en ébonite, avec dessus hermétique et déînontable, deux supports électrodes E E’, qui communiquent avec les bornes extérieures 1 et 2; des tiges métalliques en acier dur, parfaitement polies, reposent librement sur les supports E E’, elles y sont néanmoins retenues par les guides et arrêts en matière isolante. Un dessiccateur De, avec carbure de calcium, évite l’action de l’humidité à l’intérieur de la monture du radiotéléphone Br.
Les tiges métalliques, qui remplacent la limaille, constituent donc l’organe récepteur proprement dit ; au repos, la conductibilité du système est plus grande que celle de la limaille des premiers radioconducteurs. Le radiotéléphone possède une très grande sensibilité ; de plus il est très fixe et jouit de la propriété de revenir seul,sans frappeur, à sa résistance initiale. Néanmoins il est bon de donner de temps en temps avec le doigt quelques légers coups sur la boîte. La réception des signaux Morse par points et par traits se fait au son avec les téléphones Te Te’. La mise à l’antenne collectrice Ga et la mise à la terre Ca’, se font comme il a été dit pour les radioconducteurs à limaille.
Au repos, les tiges métalliques sont traversées par un courant de très faible intensité ; lorsque, par l’intermédiaire de l’antenne, les ondes hertziennes interviennent, la résistance du système est diminuée, le courant passe plus fort et un bruit est perçu au téléphone.
Le radiotéléphone complète les appareils à relais ; lorsque ceux-ci, moins sensibles, cessent de fonctionner régulièrement,la distance limite étant atteinte pour eux, lui continue à recevoir nettement ; sa mise en ligne est immédiate et il est toujours prêt à recueillir les signaux hertziens.
Comme il ne comporte ni relais, ni frappeur décohéreur, ni sonnerie d’appel, ni enregistreur Morse, il est extrêmement léger et très portatif ; il convient donc parfaitement aux postes militaires volants des armées de terre et de mer ; avec un peu d’habitude, la lecture au son des signaux Morse n’offre aucune difficulté.
A bord des navires et sur les chemins de fer, ce radiotéléphone n’est pas influencé par les trépidations, ni par le roulis et le tangage. Enfin il permet de reconnaître le caractère vibratoire spécial à chaque interrupteur périodique employé au transmetteur : un poste peut donc être distingué d’un autre et, au point de vue militaire, cette particularité a son importance.
Les inconvénients du radiotéléphone sont les suivants : d° faute d’enregistreur, il ne reste aucune trace des dépêches reçues ; 2° comme il n’y a pas de sonnerie d’appel, il est indispensable que quelqu'un reste constamment présent, les oreilles au téléphone, à moins qu’on n’ait convenu à l’avance d’heures de transmission.
Ajoutons qu’à cause précisément de sa grande sensibilité, le radiotéléphone Popoff-Ducretet ne donne de très bons résultats qu’aux grandes distances ; des ondes hertziennes émises à de faibles distances impressionnent trop fortement le radiotéléphone de sorte qu’il ne revient plus assez vite, de lui-même, à sa résistance initiale.

1902 E. Ducretet s’inspirant des expériences de Bourbouze, Preece et de Gavey, a repris en France l’étude de la Téléphonie sans fil par la terre,ainsi que le constatent les Comptes-rendus de l’Académie des Sciences du 13 Janvier 1902.

Dans son dispositif il emploie un microphone puissant devant lequel on parle et dont les multiples vibrations produisent les courants variables au transmetteur. Les intonations de la voix, même les plus faibles, sont ainsi transmises avec netteté et puissance.— Le courant de la pile mise est en transformé par une bobine d’induction S. — Chaque poste est double ; il comprend un transmetteur et un récepteur téléphonique ; une clef spéciale Ma à contacts multiples sur Mi et Tr permet d’employer la Télégraphie ou la Téléphonie sans fil, ainsi qu’il vient d’être dit, et de passer rapidement de l’une à l’autre. Les téléphones TE TE’ sont disposés avec commutation automatique. Les conducteurs allant aux plaques de terre sont amenés en TT’.

Jusqu'à cette date c'est encore de la transmission télégraphique de signaux Morse.

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1902 Nathan Stubblefield
Le premier téléphone mobile avait été inventé AVANT LA DECOUVERTE DE LA T.S.F, avec l'induction électromagnétique.
En 1902 il avait la taille d'une poubelle et avait une portée d'à peine 800 mètres. Son inventeur était un , « agriculteur, fruiticulteur et électricien », qui se décrit lui-même à cette époque comme le père de la technologie mobile après avoir breveté son invention « sans fil ».

Stubblefield a grandi à Murray, Kentucky, et est parti en tant que jeune adolescent pour s'inscrire au Male and Female Institute de Farmington, à proximité. Malheureusement, ses études ont pris fin à cause du décès de son père, laissant Stubblefield sous la garde de sa belle-mère. Malgré quelques circonstances désagréables, il n'a jamais cessé de s'instruire en lisant des publications scientifiques, comme Scientific American et Electrical World. Son mariage lui a apporté une famille de neuf enfants, qu'il a entretenus grâce à l'agriculture. Son inventivité et son industrie l'ont amené à ouvrir une école à domicile appelée « Nathan Stubblefield Industrial School ». Au cours de sa vie, il a consacré de nombreuses heures et investi son petit argent pour établir un service téléphonique dans sa ville natale, essayant de connecter les ménages séparés de la région. Ses tentatives ont commencé en 1886, lorsqu'il a commencé à vendre et à installer des téléphones acoustiques qui transmettaient les vibrations sonores entre deux caisses de résonance distantes via un fil tendu au lieu de l'électricité. Il réussit à étendre sa vente au Mississippi et à l'Oklahoma. Ce succès fut bientôt suivi d'un autre puisqu'il obtint le brevet américain 378 183 pour la conception d'un « téléphone mécanique », co-créé avec son partenaire Samuel Holcomb. Cependant, il fut bientôt mis en faillite par la franchise bien supérieure de téléphones électriques Bell Telephone. Néanmoins, Stubblefield n'a pas été découragé par le fait d'être en dehors du jeu du « téléphone » pendant un certain temps, pensant qu'avec un système sans fil, il pourrait se connecter au Kentucky sans les dépenses supplémentaires liées à l'installation de poteaux ou de câbles et, en outre, il trouverait son propre marché. Il s'est concentré sur l'induction électromagnétique pour sa conception initiale. Dans son verger, Stubblefield a construit un mât de 120 pieds, capable de transmettre la parole d'un téléphone à un autre en utilisant des champs magnétiques, créant ainsi un téléphone à induction. Au cours des années suivantes, Stubblefield a expérimenté son téléphone mais n'a jamais réussi à le faire fonctionner sur de plus grandes distances. Il décide alors de se tourner vers un nouveau produit : un téléphone sans fil basé sur la conduction naturelle.

La quantité totale de fil nécessaire pour les bobines du téléphone était plus longue que ce qui était nécessaire pour obtenir une simple connexion, mais l'invention permettait la mobilité. Il a simplement mis en pratique une notion courante : l’eau conduit l’électricité. Ainsi, le système utilisait une étendue d’eau ou de terre comme moyen de transmission de la voix, au lieu d’utiliser des fils dans un circuit électrique. Stubblefield a fait la démonstration et la promotion de son appareil sur la place publique de Murray le jour du Nouvel An 1902, diffusant de la musique et de la voix vers des récepteurs, l'un d'eux étant situé à cinq pâtés de maisons. Un journaliste a été immédiatement envoyé pour interviewer l'inventeur, qui, dans l'interview, a prédit que son nouvel appareil serait utilisé pour transmettre des nouvelles et des informations dans le monde entier. Un groupe d'entrepreneurs new-yorkais s'est intéressé à l'histoire, offrant un demi-million d'actions à Stubblefield de la Wireless Telephone Company of America en échange des droits sur sa remarquable invention. Il a accepté l'offre et a rapidement organisé des manifestations publiques à Washington et à Philadelphie qui ont été couvertes par les médias. Cependant, une manifestation à Battery Park, à New York, a échoué. La cause était probablement le bruit de fond provoqué par les nombreux circuits électriques qui étaient auparavant mis à la terre dans cette zone densément peuplée. Stubblefield a commencé à soupçonner qu'il était impliqué dans un stratagème de fraude boursière, doutes qui se sont concrétisés lorsque la Wireless Telephone Company of America a fermé ses portes. Stubblefield ne s'est jamais remis de cet échec, bien qu'en 1908 il ait breveté une nouvelle version conçue pour communiquer entre les véhicules en mouvement tels que les bateaux, les trains et les gares routières. Ses inventions n’ont pas connu de succès commercial et il s’est retrouvé sans le sou.

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Valdemar Poulsen

Il semble que les premiers essais de téléphonie sans fil aient été faits par le Danois Poulsen au moyen d’un arc de son système. Poulsen est cet inventeur ingénieux dont on a pu admirer, à l’Exposition universelle de 1900, le « Télégraphone» (*) ce singulier appareil à la fois enregistreur et émetteur de son et qui, lorsqu’on parlait devant lui, enregistrait la voix sur une lame de métal aimantée en mouvement qui, déroulée à nouveau plus tard, restituait fidèlement les paroles gardées par elle électriquement et sans l’empreinte purement mécanique des phonographes ordinaires. Poulsen a eu d’autre part l’idée de faire de la T. S. F. au moyen des ondes qu’émet dans des conditions déterminées un arc électrique parcouru par un courant. Les ondes hertziennes ainsi obtenues ont une grande fixité, une continuité excellente, en quoi elles sont supérieures aux ondes saccadées et rapidement amorties qu’émet l’étincelle électrique ordinaire. L’arc de Poulsen a marqué une étape importante dans les progrès de la télégraphie sans fil, et c’est avec cet appareil que Poulsen fit les premiers essais couronnés de succès de téléphonie sans fil. Ces essais, malgré leur succès, ont d’ailleurs manifesté de grandes difficultés de mise en œuvre, provenant surtout de ce que les ondes électriques fournies par l’aie sont très stables et qu’il est difficile de les modifier en leur superposant les modulations de la voix, de même qu’il est, — si j’ose employer cette image, — difficile de modifier avec une rame le remous produit par un gros remorqueur. Pour y arriver, il faudrait employer dans les microphones destinés à transmettre la voix de forts courants électriques dont l’intensité se concilie mal avec la délicatesse de ces appareils sonores. D’où la nécessité d’employer alors des microphones spéciaux à grande intensité, qui sont inférieurs comme fidélité et sensibilité aux bons appareils des téléphones ordinaires. (*) Le Télégraphone est inventé par Valdemar Poulsen en 1898. Cet appareil est le premier à utiliser le principe de l'enregistrement magnétique, c'est-à-dire la magnétisation d'un support se déplaçant devant une tête d'enregistrement.

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André. Blondel

C’est au savant français, André. Blondel, membre de l’Institut, que sont dus les premiers travaux théoriques sur la téléphonie sans fil ; c’est lui qui démontra le premier la nécessité d’avoir des ondes de très haute fréquence et entretenues si l’on voulait pouvoir transmettre la parole sans fil à de très grandes distances. André Blondel entrevoit les possibilités de la radioélectricité et ses travaux le conduisent en télégraphie et téléphonie sans fil, la T. S. F., à traiter des bases de la réception, de la transmission des ondes électromagnétiques ; il fut un pionnier en ce qui concerne leur utilisation à la radionavigation maritime et aérienne. Ses premiers travaux concernent le récepteur des signaux, appareil bien fruste à l’époque qui comportait, inséré dans le circuit d’antenne, un radioconducteur aux bornes duquel en dérivation étaient connectés une pile et un indicateur de courant. Le radio-conducteur, était le fameux cohéreur à limaille métallique de Branly, le premier en date qu’il s’ingénia à modifier et à perfectionner en vue de le rendre plus performant par l’adjonction dans un tube à vide d’une réserve de limaille. En 1903, il expliqua le phénomène de cohérence, passage de l’état d’isolant à l’état de conducteur par la rupture de la couche isolante formée d’oxyde à la surface de la limaille. A la même époque, il expérimente l’emploi du téléphone comme récepteur qui présente l’avantage de filtrer les courants à haute fréquence et de ne restituer que l’enveloppe de ces derniers, c’est-à-dire le signal. Entre 1898 et 1903, prenant comme point de départ les idées de Heinrich Hertz et d’Henri Poincaré, il étudie la théorie des antennes et le rôle de leur mise à la terre et rectifie des idées fausses sur la forme des ondes propagées le long du sol que certains auteurs considéraient comme affectant une forme torique à grande distance alors que ces ondes deviennent sphériques à partir d’une courte distance de l’émetteur. Il fut le premier, à cette même époque, à préconiser des systèmes d’antenne directifs indiquant des systèmes de radiateurs permet tant la concentration des ondes par application d’un principe identique à celui des réseaux en optique. Il reconnut alors les propriétés essentielles des cadres, établissant ainsi le principe de la radiogonométrie. C’est durant cette période qu’il rencontre le capitaine Gustave Ferrié ; il travaillera avec lui jusqu’à son décès en 1932 et les deux hommes seront liés par une amitié sans faille. Au dépôt des Phares, suivant les concepts de d’Arsonval et de Tesla, il remplace à l’émission la bobine de RuhmkorfF par un transformateur à 25 000 volts branché sur un circuit accordé. En 1902-1904, avec Ferrié, cette disposition est expérimentée avec succès au phare des Baleines, à la pointe N.O. de File de Ré.

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Mais tandis que Poulsen utilisait les ondes électriques produites par son arc, Fessenden utilisait celles produites par un alternateur à haute fréquence, c’est-à-dire par une dynamo à courant alternatif et dont le courant change de sens un très grand nombre de fois chaque seconde.

Reginald Fessenden

Le 23 décembre 1900, le Canadien Reginald Fessenden transmet la voix humaine de Cobb Island près de Washington, D.C., pour la première fois de l'histoire. C'est en faisant un essai de modulation d'une onde à haute fréquence avec un micro qu'il envoie ce message à son collaborateur : "One, two, three, four. Is it snowing where you are, Mr. Thiessen? If it is, telegraph back and let me know." [« Un, deux, trois, quatre ! Neige-t-il où vous êtes M. Thiessen ? S'il en est ainsi, rappelez-moi par télégraphe »]. M. Thiessen ne tarda pas à rappeler Fessenden pour confirmer qu'il avait bien reçu son message sur son récepteur radio et qu'il neigeait. La radio – la transmission par modulation d'amplitude (AM) de son et voix – était née, et ce, un an avant la transmission télégraphique (TSF) transatlantique restée si célèbre de Marconi. Fessenden a démontré que plusieurs théories de Guglielmo Marconi étaient erronées. Il réussit à transmettre des messages vocaux alors que Marconi, son rival juré, ne pouvait transmettre qu'en alphabet morse. En 1902, Reginald Fessenden décide de former sa propre entreprise. Il établit le principe de l'hétérodyne, technique toujours employée dans les récepteurs radios AM et FM. Il établit également un moyen de communiquer des messages vocaux à des navires en mer, alors qu'il réussit la liaison avec des vaisseaux de la United Fruit alors qu'il est à l'emploi de la société National Electric Signaling. En 1906, Reginald Fessenden réalise deux autres avancées dans le développement de la radio. En janvier, il réussit la première transmission transatlantique bidirectionnelle, à savoir, un échange de messages en code Morse entre Brant Rock (Massachusetts) et Machrihanish (Écosse). Le 24 décembre 1906, en présence d'une petite équipe technique, de sa femme et de sa secrétaire, il réalise la première émission radio de voix et musique5 soit la première radio transmission publique ou radiodiffusion, à partir de Brant Rock. Son programme comprend un bref discours, un enregistrement musical du Largo de Haendel, une chanson de Noël, Sainte nuit, jouée au violon, et une brève lecture biblique. Cette émission fut entendue surtout par des opérateurs de radio sur des navires dans l'océan Atlantique. Ayant demandé à ses auditeurs de lui écrire après leur avoir souhaité un Joyeux Noël, il apprit que cette émission avait été captée à plus de 800 km, à Norfolk en Virginie. Il réussit à transmettre la voix humaine,, grâce à un alternateur de sa construction délivrant un courant d'une fréquence de 100 000 Hz et dont il réussit à moduler l'amplitude par le signal BF (basse fréquence) de la voix, il réalisa la première émission radiophonique à destination des bateaux dans l'Atlantique nord. Il est intéressant de noter que tous les opérateurs radio dans la zone de couverture ont pu capter directement cette émission avec leur récepteur Morse à « lecture » directe à l'oreille. Mais le système de Fessenden était encombrant et compliqué. Il pu faire franchir à la parole la distance de 18 kilomètres, puis en 1907 celle de 350 kilomètres, avec une antenne de 65 mètres seulement. C'est l'invention de la triode (ou audion) en 1906 par Lee de Forest qui, en ouvrant la voie à l'amplification des signaux électriques et à la réalisation d'oscillateurs à fréquences élevées – va permettre de résoudre le problème de la modulation d'une onde électromagnétique par un signal BF. Son inventeur sera le premier à faire des expériences de communication phonique bidirectionnelles sans fil (radiotéléphonie). En 1908, il réalise les premières émissions de radiodiffusion sonore à destination des bateaux de l'US Navy, le long de la côte est des États-Unis. En septembre de la même année, il fait une démonstration.

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1904 Frederick Collins

Pendant que Marconi, l’inventeur italien de la radio, poursuivait et menait à bien ses expériences, l'Américain, professeur Frederick Collins s’appliquait, de son côté, dans le silence de son laboratoire, à découvrir le moyen de simplifier cette admirable invention qu’est le téléphone. Et il a touché le but, s’il faut en croire les journaux américains enthousiasmés. C’est même beaucoup mieux que le topophone (*) du lieutenant Heap. L’invention du professeur Collins diffère de celle de Marconi en ce que les courants terrestres sont employés de préférence aux courants atmosphériques. Le professeur Collins réclamant l’honneur d’avoir découvert la véritable téléphonie sans fil est évidemment en train de prendre rang parmi les célébrités du jour qui ont nom Edison, Tesla et Marconi. Pour ceux qui l’ont vu entreprenant yankee à l’œuvre, la possibilité de la mise en pratique à bref délai de la nouvelle découverte ne fait plus de doute. Ce n’est plus qu’une question de temps. Le système du professeur Collins n’a pas encore atteint, cela va de soi, tous les développements qu’on est en droit d’en attendre ultérieurement. Nous devons cependant ajouter qu’il est présentement en pleine opération à Narberth, en pleine Pennsylvanie, où se poursuivent tous les jours des expériences de plus en plus concluantes. Le professeur Collins utilise, pour la transmission des sons articulés, les courants que l’on rencontre dans le sol terrestre ou des vagues atmosphériques employées par Marconi. Chaque poste ou station de téléphonie sans fil installé à Narberth consiste en un trépied quelconque supportant une légère boite de bois à laquelle sont fixés, au moyen d’une tige métallique conductrice, un transmetteur du genre de celui dont on se sert pour les téléphones ordinaires, deux bobines magnétiques enveloppées de caoutchouc très résistant, et enfin, deux pièces doublées de cuivre, communément appelées « condensateurs électriques » Au-dessous du trépied est enfouie dans le sol une pièce de cuivre ou de zinc reliée par un simple fil métallique au mécanisme de la boîte du poste. Il est bien évident qu’avec une installation aussi primitive, on ne peut communiquer que d’une certaine façon, c’est-â-dire qu’une personne recevant ainsi une communication téléphonique et que voudrait y répondre devrait avoir à côté d’elle, outre l’appareil récepteur, un appareil similaire à celui de la station correspondante. Mais les appareils destinés à un usage régulier comme ceux par exemple qui sont en opération dans un grand établissement de Philadelphie sont des appareils « à combinaison » parce qu’ils sont pourvus d’un récepteur et d’un transmetteur, Leur apparence extérieure est à peu près identique à celle des téléphones qui ornent nos bureaux et nos maisons privées. Le système de téléphone sans fil du professeur Collins se base sur ce principe scientifique bien connu. En effet les entrailles de notre planète sont chargées d’électricité. Il s’agissait tout simplement de s’emparer de cette force latente. On conçoit naturellement que les courants électriques passant à travers le sol entre deux stations ne sont pas assez puissants pour transmettre les sons de la voix d’un appareil à l’autre. Ainsi est-il absolument nécessaire, pour le bon fonctionnement des appareils de renforcer ces courants. Aussi de leur donner une puissance de vibration plus considérable. Cela par le moyen des génératrices électriques aux batteries qui supportent les trépieds dont nous avons déjà parlé. Cette augmentation de puissance électrique a son point de départ, à proprement parler, à la pièce de cuivre. On l’enfouie dans le sol sous chaque appareil transmetteur et récepteur. D’une plaque de cuivre à l’autre, l’électricité se transporte par les courants terrestres avec une vélocité égale à celle que met la lumière à se répandre. La plaque de cuivre de l’appareil récepteur intercepte alors les vibrations de la voix mise en marche par le transmetteur. Par la suite le courant les transmet à la lame métallique vibrante. C’est là tout le secret de la téléphonie sans fil. Comme pour le système de télégraphie Marconi. Le grand problème à résoudre qui nous occupe consistait à trouver le moyen de permettre à plusieurs personnes, dans une même localité, de se téléphoner sans qu’il y eût confusion. Le professeur Collins prétend avoir surmonté cette difficulté et voici comment : Dans chaque téléphone, il place un couple de disques semblables aux serrures à combinaison des coffres forts. La résistance de chaque téléphone se règle par ces disques ou clefs. Un abonné voulant téléphoner à un autre abonné n’a qu’à rechercher le numéro d’inscription de ce dernier. Par la suite il tourne le disque. Il le fait de façon à relier son numéro à celui de l’abonné avec lequel il veut communiquer. Tout se dit alors ! Un signal automatique avertira l’appelé et la conversation pourra s’engager. Cela sans qu’il ait à craindre que les autres propriétaires de téléphone puissent entendre quoi que ce soit. 1904 Frederick Collins (*) C'est pour remédier à ce défaut de l'audition qu'un ingénieur du service des phares de Etats_Unis, M. Heap, a imaginé un appareil très sensible, le topophone (de topos, lieu, et phôné, voix) permettant de se rendre compte du lieu d'où part le signal d'avertissement. L'appareil est fait de deux récepteurs acoustiques dont les pavillons sont dirigés en sens opposé, et dont les embouchures sont élevées aux oreilles du marin par des fils spéciaux. En faisant évoluer l'appareil, on se rendra facilement compte de l'origine du signal, qu'il vienne d'un point de la côte ou d'un autre steamer. Topophone Brevet US590062A le 14t Septembre 1897

Sur le continent européen, on cherche aussi à exploiter les possibilités ouvertes par la triode.
En France, sous l'impulsion du général Ferrié, des études systématiques sont entreprises pour caractériser les montages dans lesquels interviennent des tubes électroniques. En août 1908, une liaison radiotéléphonique est établie sur 500 kilomètres entre la pointe du Raz et la tour Eiffel.

Dès 1908, la marine américaine installa sur tous ses navires de guerre des postes de téléphonie sans fil munis d’arcs Poulsen, qu’elle avait fait construire par l’électricien Deforest.

A la même époque, les lieutenants de vaisseau de la marine française Colin et Jeance firent également avec succès des expériences de téléphonie sans fil au moyen d’arcs de haute fréquence ne comportant pas de champ magnétique. Ils ont obtenu des portées de 200 kilomètres.
En 1909. MM. Collin et Jeance, firent des expériences décisives entre Toulon et Port-Vendres, à la distance de 250 kilomètres, et les répétèrent entre la Tour Eiffel et Melun (50 kilomètres) et entre Paris et Dieppe (150 kilomètres).

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LE PROBLÈME DE LA RADIOTÉLÉPHONIE,

Sur cette page, nous venons de voir bien des merveilles dues à la télégraphie et de la T. S. F., mais celle-ci ne veut pas être en reste avec nous, et, avant que nous ayons pu nous habituer à ses conquêtes pourtant si brillantes, voici qu’elle nous met en présence d’une conquête nouvelle : la téléphonie sans fil.

Le problème que nous proposons, en radiotéléphonie, est d’actionner, à distance, la membrane d’un téléphone à l’aide des vibrations de la voix émise devant un microphone, mais en transmettant ces vibrations non pas par des courants induits transportés par des fils, mais bien à l’aide des ondes électriques.
Tel est le problème à résoudre : malgré ses difficultés presque insurmontables, nous allons voir qu’il est résolu et de quelle manière relativement simple il l’a été. Mais, auparavant, il nous faut faire une petite digression sur les ondes sonores et la fréquence des courants alternatifs.

Photo gauche :Microphone multiple. Cet appareil peut supporter les courants intenses utilisés par la télégraphie sans fil. (Cl. Ducretet.)
Photo droite : LE RADIO-COMPAS BELLINI-TOSI (Appareil récepteur)

LES ONDES SONORES ET LA FRÉQUENCE,
Quand un son se produit, il est toujours dû à des vibrations d'un corps matériel. Les sons les plus graves correspondent à un nombre de vibrations faibles, quelques dizaines, tandis que les sons aigus correspondent à des nombres de vibrations très élevés, qui peuvent atteindre la valeur de plusieurs milliers par seconde. La limite des sons perceptibles à l’oreille est de 20 000 à 30 000 vibrations : il faut donc que les ondes électriques produisent des fréquences de vibration nettement supérieures à ce nombre-là, et que, de plus, ces ondes soient « entretenues ».
En effet, figurons par une courbe les vibrations acoustiques qui affectent le microphone.
Ondes éléctriques et ondes acoustiques

Si nous voulons que ces vibrations puissent être transmises par des ondes électriques, il faut que celles-ci soient en nombre suffisant pour ne laisser passer aucune des inflexions de la courbe sonore. Par suite, si elles ont la forme et la fréquence indiquées par la courbe supérieure, leur combinaison avec les ondes sonores envoyées par le microphone donnera l’aspect de la courbe dont toutes les sinuosités sont recouvertes également par celles de la courbe des oscillations électriques.
Déplus, il faut que celles-ci soient « entretenues », car, si elles étaient simplement composées de « trains » d’ondes, dans l’intervalle de deux trains consécutifs, toutes les vibrations de la voix passeraient inaperçues et ne seraient, par suite, pas transmises. Il faut donc avoir des ondes « entretenues » et de grande fréqu ence : 80 000 ou 100 000 à la seconde.
Il y a, à cela, une autre nécessité : à la réception, en supposant qu’on puisse recevoir ces ondes au téléphone, chaque fréquence donne une vibration à la membrane. Si donc le nombre de ces vibrations était seulement de 3 000 ou de 4000, ce qui correspond à un son perceptible à l’oreille, on entendrait d’une façon continue ce son dans le téléphone, et cela gênerait la réception de la parole ; si, au contraire, la fréquence dépasse 30 000, ce qui est la limite du nombre de vibrations correspondant à des sons perceptibles à l’oreille humaine, le « son de fréquence » ne sera plus transmis et seules les vibrations de la voix se feront entendre dans le téléphone.
Ainsi, pour pouvoir faire utilement de la téléphonie sans fil, il faut pouvoir produire des ondes de haute fréquence et qui soient « entretenues ».
On a, pour cela, deux moyens qui ont été successivement employés avec succès : les alternateurs à haute fréquence et 1’« arc chantant ».

EMPLOI DES ALTERNATEURS A HAUTE FREQUENCE.
Ces alternateurs sont des machines d’induction qui produisent naturellement le courant induit avec changement de signe, quand on les fait tourner très rapidement. Mais on se heurte, pour leur construction, à des difficultés considérables, et si la réalisation des alternateurs à fréquence courante, de 50 à 100 par seconde, est chose aisée, il n’en est plus de même quand on cherche à réaliser des fréquences de l’ordre de 100 000. Pour augmenter la fréquence, il faut augmenter le nombre des pôles de la machine et la vitesse de rotation.
Mais, en ce qui concerne cette dernière, on est vite arrêté : il faut, en effet, atteindre des vitesses circonférencielles de 300 à 400 mètres par seconde, ce qui correspond à une vitesse de rotation de 300 à 400 tours, également par seconde. Il est difficile, à de pareilles vitesses, de réaliser un équilibrage parfait des pièces tournantes.
Cependant, la persévérance, l’ingéniosité des ingénieurs, l’habileté des ouvriers sont venues about de ces difficultés, et l’on construit, à cette époque, des alternateurs à haute fréquence tout à fait remarquables. Citons ceux d’Alexanderson, qui a obtenu la fréquence de 200 000 à la seconde, tout en débitant une énergie de plusieurs chevaux-vapeur, avec la vitesse de rotation de 20 000 tours à la minute.
En France, M. Béthenod a réalisé des alternateurs de haute fréquence qui ont donné d’excellents résultats, non seulement en téléphonie, mais même en télégraphie sans fil, et l’ingénieur Goldschmidt, de son côté, a construit une machine parfaite.
C’est avec des alternateurs de ce genre que sont faits la plupart des essais de radiotéléphonie tentés en Amérique.

EMPLOI DE L’« ARC CHANTANT »,
— Mais on arrive au même résultat d’une manière plus simple encore, en utilisant les propriétés de 1’ « arc chantant ».
Tout le monde connaît cette éclatante lumière blanche qui jaillit entre deux crayons de charbon réunis aux pôles d’une dynamo : cette lumière admirable, qui éclaire nos avenues, nos places publiques, les halls de nos gares de chemins de fer, s’appelle l’arc électrique.
Supposons que cet arc électrique soit alimenté par une machine dynamo à courant continu, mais intercalons dans son circuit des bobines de self-induction et un condensateur : aussitôt un phénomène curieux se produit, l’arc voltaïque devient le siège de vibrations très rapides qui font entendre un son musical continu. C’est au savant anglais Duddel qu’est du» cette remarquable découverte.
Mais ce qu’elle a de plus remarquable encore, au point de vue spécial qui nous intéresse, c'est que l’arc « chantant » ainsi produit devient également un centre d’émission d’ondes électriques ; et, alors que les ondes sonores correspondant au « chant » de l’arc cessent d’être perçues à petite distance, les ondes électriques, au contraire, se propagent à de très grandes distances. Et, de plus, comme l’arc est alimenté par le courant continu d’une machine dynamo, on obtient, tant que ce courant passe, la constance des ondes ainsi émises, qui sont, du même coup, des ondes « entretenues ». L'arc chantant de Duddell est donc un moyen très simple et très sûr de transformer un courant continu en courants de très haute fréquence.
Cependant cet arc de Duddel, tel qu’il avait été réalisé par son inventeur, ne permettait pas de produire plus de 30 000 fréquences par seconde, et nous avons vu que ce nombre était insuffisant pour la téléphonie sans fil. Il fallait donc accroître la fréquence de l’arc chantant : c’est à quoi est arrivé le professeur Poulsen (de Copenhague),qui est parvenu à produire des ondes entretenues, non plus à la fréquence de 30 000, mais bien à celle de 500000 par seconde. A cet effet, il a produit l’arc, non plus à l’air libre, mais dans l’atmosphère « conductrice », formée d’hydrogène et d’hydrocarbures, analogues au gaz de l’éclairage.

— Principe de l’arc chantant. — Montage d’un poste de téléphonie sans fil avec l'arc chantant ( émission ).

Dans ces conditions, en intercalant des bobines de self-induction et nn condensateur sur le circuit de l’arc, d’une part, d’autre part en excitant indirectement, par induction, une antenne dans le circuit de laquelle est intercalé t*n microphone, on obtient des ondes d’assez haute fréquence et assez bien entretenue pour transmettre à distance toutes les modulations de la voix humaine, tous les mots de la parole articulée. Ce sont les vibrations, communiquées par la voix à la membrane du microphone, qui modifient ainsi les ondes sur le circuit secondaire du transformateur de transmission.
Quant à la réception, elle se fait par les moyens ordinaires : on relie l’antenne à une bobine de self-induction dont on peut, par un contact mobile, régler le nombre de spires utilisées. On emploie alors, dans le circuit de réception, une pile, un récepteur électrolytique, un téléphone et un condensateur, groupés comme le montre la figure suivante; et l’on entend, dans le téléphone, la voix de celui qui parle, à grande distance, dans le microphone du poste expéditeur.
— Montage d'un poste de téléphonie sans fil avec l’arc chantant ( réception ).

LES PREMIERS RÉSULTATS

Tel est le principe de la téléphonie sans fil : c’est à le savant français, M. Blondel, membre de l’Institut, que sont dus les premiers travaux théoriques sur cette question ; c’est lui qui démontra le premier la nécessité d’avoir des ondes de très haute fréquence et entretenues si l’on voulait pouvoir transmettre la parole sans fil à de très grandes distances.
Les résultats des premières tentatives vinrent encourager leur auteur : en employant des alternateurs à haute fréquence, l’ingénieur américain Fessenden avait, dès 1906, pu faire franchir à la parole la distance de 18 kilomètres, puis en 1907 celle de 350 kilomètres, avec une antenne de 65 mètres seulement. Enfin les expériences se firent en Europe en 1909. MM. Collin et Jeance, deux officiers de la marine française, firent des expériences décisives entre Toulon et Port-Vendres, à la distance de 250 kilomètres, et les répétèrent entre la Tour Eiffel et Melun (50 kilomètres) et entre Paris et Dieppe (150 kilomètres).

Dès lors, la possibilité de la téléphonie sans fil était pratiquement démontrée.
Il restait à « mettre au point certains détails, notamment le microphone destiné à recueillir la vibration de la voix et à les transmettre aux ondes électriques émises par l’antenne du poste expéditeur.
Ce microphone, en effet, doit pouvoir supporter un courant d’intensité assez forte : celle de plusieurs « ampères », ou unités de mesure d’intensité : or, ce n’est pas ce que peuvent supporter les microphones ordinaires, dans lesquels on ne peut faire passer que des courants assez faibles. Aussi a-t-il fallu imaginer et construire des appareils microphoniques capables de résister à ces intensités.
La première idée que l’on ait eue a été de grouper « en quantité » ou «en parallèle » plusieurs microphones ; devant la membrane des pôles un seul cornet acoustique distribuait la vibration de la voix à transmettre. L’intensité du courant total se divise ainsi entre les divers éléments microphoniques, et chacun d’eux n’a à en supporter qu’une fraction ; il peut donc fonctionner, et cependant l’ensemble de microphones supporte l’intensité totale nécessaire.

PROPRIÉTÉS DES VEINES LIQUIDES.
Mais ces résultats ont été bien dépassés par le microphone à veine liquide ; voici sur quel principe il repose.
Tout d’abord, rappelons que, toutes les fois qu’un fluide s’échappe par un mince orifice, il constitue un « filet», une « veine » : ainsi s’échappe un filet d’eau par un tout petit trou, ainsi s’échappe un jet de gaz comprimé par un minuscule orifice.
Mais ce qu’il y a de particulier, c’est l’extrême sensibilité de ces « veines » ou de ces «filets»aux vibrations sonores. On la met bien en évidence avec un jet de gaz d’éclairage, sorti d’un tube très étroit, et qu’on allume à sa sortie : on a ainsi une flamme, très longue et très mince, qui rend le jet gazeux absolument visible. Eh bien si dans le voisinage de cette flamme longue, on vient à parler, on la voit aussitôt s’agiter, se trémousser suivant les modulations de la voix ; certains sons paraissent l’exciter plus particulièrement : par exemple, un sifflement aigu. Enfin, si l’on frappe sur un timbre, ou si l’on agite un trousseau de clefs, les soubresauts de la flamme passent par un véritable paroxysme.
La « veine liquide » jouit des mêmes propriétés ; elles sont moins visibles que sur la « flamme chantante » de tout à l’heure, mais elles ont un avantage, c’est que, si la veine liquide est formée avec un liquide bon conducteur de l’électricité, les ronflements et les changements que subit la veine sous l’action des vibrations de la voix pourront modifier la conductibilité du filet liquide, et la modifier suffisamment pour transmettre à des ondes électriques le régime des modulations sonores qu'elles auront reçues.
Pour augmenter encore cette sensibilité de la veine liquide aux vibrations sonores, on fait sortir un jet mince d’eau acidulée, conductrice de l’électricité, par un tube étroit dont une paroi, très mince et très élastique, est en contact matériel, par une petite tige, avec la membrane d’un microphone devant lequel on parle.
— Principe de la veine liquide vibrante.
Chaque vibration de la membrane de microphone se transmet ainsi à la paroi du tube qui vibre synchroniquement avec elle, et qui, par suite, fait varier synchroniquement la section transversale du filet liquide dont la « résistance électrique » suit, ainsi, le régime vibratoire de la plaque microphonique. Le filet liquide tombe entre deux plaques de contact avec lesquelles il forme un véritable « pont ».
Tel est le principe du nouveau microphone à veine liquide.
Nous allons voir quel merveilleux parti l’ingénieur italien Vanni en a su tirer pour réaliser, non plus des communications radio-téléphoniques à courte distance, mais bien la téléphonie sans fil de Rome à Tripoli. sur une distance voisine de 1 000 kilomètres au moyen d’un arc spécial et d’un microphone à liquide imaginé par lui. Pour cela, il a utilisé un autre producteur d’ondes à haute fréquence : je veux parler du générateur Moretti.
Système Vanni
L’éclateur Moretti est en principe constitué par deux électrodes de cuivre reliées à une source a courant continu de 5oo volts.

LE GÉNÉRATEUR MORETTI.
Celui-ci est également basé sur un écoulement continu d’eau acidulée à travers un orifice, et entre deux tubes conducteurs.
— Schéma du générateur Moretti.
Un courant continu, d’une force électro-motrice de 500 volts environ, est en communication, par l’intermédiaire d’une bobine de self-induction, avec le générateur proprement dit, constitué d’un tube de cuivre inférieur, par où s’écoule un jet d’eau acidulée, à faible débit, que l’on règle avec des vis, et par une électrode supérieure en cuivre, massive et à surface plane. En dérivation sur ces deux armatures se trouve le circuit oscillant, comprenant un condensateur et une bobine réglable de self-induction formant le circuit primaire d’un transformateur, dont le circuit secondaire communique avec l’antenne.
Comment cet appareil si simple peut-il transformer le courant continu en un courant à haute fréquence ?
Voici la théorie qu’on peut en donner.
Au contact du liquide conducteur, sorti du tube inférieur et allant à la plaque, un arc électrique tend à se former. Mais, aussitôt, sous l’action de cet arc, l’eau s’évapore, et, à sa chaleur intense, se dissocie en hydrogène et en oxygène. Il se forme ainsi une série de petites explosions qui ouvrent et ferment le circuit un très grand nombre de fois par seconde, nombre qui peut s’évaluer, d’après des déterminations faites par M. Vanni, à l’aide d’un miroir tournant très rapidement, à plusieurs centaines de mille par seconde, c’est-à-dire à une fréquence bien supérieure à la limite du nombre de vibrations qui peut être perçu par l’oreille humaine.
L’expérience confirme cette manière de voir et montre qu’on a créé, sur l’antenne, un courant qui peut arriver à une dizaine d’ampères, une fois qu’on a réglé convenablement la vitesse de l’eau, la distance des électrodes et les constantes électriques du circuit d’alimentation.
Un grand avantage de cette méthode sur celle de Poulsen est que, dans le cas de ce dernier appareil, l’eau doit jaillir dans une atmosphère confinée d’hydrogène : tandis que, dans le générateur de Moretti, l’eau, ou plutôt l’innombrable série des petits arcs minuscules formés comme nous venons de le dire, jaillit à l’air libre, ce qui simplifie énormément les conditions d’installation et de fonctionnement des appareils. Ce générateur permet donc de faire passer dans l’antenne un courant électrique de forte intensité, ce qui est le « desideratum » des générateurs d’ondes.

LE MICROPHONE A LIQUIDE.
Maintenant que nous connaissons l’appareil générateur des ondes entretenues, voyons en détail la construction du microphone.
Comme le générateur, celui-ci est à liquide ; mais, au lieu d’utiliser la décomposition de ce liquide sous l’influence de la chaleur de l’arc, nous allons utiliser la propriété vibrante de la veine, jaillissant par un orifice étroit. Nous avons indiqué comment la veine liquide pouvait participer, par ses contractions et ses spasmes, aux vibrations sonores effectuées dans son voisinage : voici comment on utilise cette propriété pour combiner un véritable microphone hydraulique .
— Schéma du microphone à liquide.
Le microphone est formé par un pavillon, devant lequel on parle. Au centre de la membrane de ce pavillon est fixé un petit levier qui porte, à son extrémité libre, le tube étroit par lequel s’écoule le filet d’eau acidulée. De cette façon, toutes les vibrations de la voix seront transmises, par l'intermédiaire du petit levier, à l’orifice de sortie du jet liquide. Celui-ci tombe alors sur le collecteur,
Ce collecteur est formé de deux lames de platine à inclinaison variable ; on fait varier cette inclinaison de façon que les gouttes liquides, tombées sur l’une des lames, s’étalent sur l’autre sous la forme d’une pellicule excessivement mince.
Il est dès lors facile de comprendre le fonctionnement de l’appareil microphonique : les ondes sonores, recueillies par le pavillon du cornet acoustique dans lequel on parle, y subissent une première amplification « acoustique » ; cette amplification devient « mécanique » par l’intermédiaire du petit levier qui communique sa vibration à l’orifice de sortie du jet, qui amplifie ainsi, par résonance hydro-dymanique, la vibration sonore qu’il reçoit, à cause du mouvement vibratoire ainsi subi par le jet.
Mais, à cause même de ce mouvement vibratoire, l’épaisseur de la couche très mince de liquide compris entre les deux lames du collecteur varie également suivant a modulation de la voix, et ainsi varie, en même temps, la résistance électrique de cette couche mince.
Si donc celle-ci est intercalée dans le circuit secondaire antenne-terre, dont le circuit primaire soit parcouru par un courant oscillant du générateur Moretti décrit précédemment, l’intensité du courant qui parcourt l’antenne et par conséquent la région des ondes électriques émises par celle-ci variera en concordance parfaite avec les modulations de la voix.
— Schéma du poste d'émission de téléphonie sans fil.

Dans un autre dispositif, M. Vanni a interverti la position du microphone : il a laissé le jet jaillir par un orifice fixe, et c’est l’une des lames du collecteur qui suit, par l’intermédiaire d’une petite tige métallique rigide, les vibrations de la membrane du microphone. Afin d’avoir un régime d’écoulement absolument régulier, une petite pompe centrifuge reprend le liquide écoulé et le comprime dans le tube d’où ; il doit s’échapper pour former la veine liquide sensible (fig. 51). Cet appareil a été construit par la Société française radio-électrique'; il a l’avantage de supprimer les longs tuyaux nécessités par la pression de charge, qui doit être de 4 mètres ou de 5 mètres environ ; il a, en outre, l’avantage important de pouvoir utiliser presque indéfiniment le même liquide microphonique dont la préparation, assez délicate, exige des soins tout particuliers .

Dispositif de Ruhmer. — Le dispositif Ruhmer déjà connu est représenté par là figure 261. L’arc jaillit entre deux électrode» tournantes en aluminium.

Dans le premier montage, le microphone agit par l'intermédiaire d’un transformateur.Dans le deuxième montage, la membrane du microphone est placée entre deux cuvettes a remplies de grenaille de charbon. Ce système agit comme microphone, et comme condensateur à capacité variable.

Système Dubilier. — Ce système très spécial utilise un arc avec anode en bronze phosphoreux et cathode en charbon dur. Cet arc n’est pas soufflé, contrairement à certains systèmes.

Le microphone est à deux diaphragmes, vibrant en sens inverse l’un de l’autre. Des essais ont permis des portées de goo kilomètres.

Système de la National Wireless Telegraph Cy; — Le générateur est constitué par trois arcs en série.
Chaque élément comprend , une électrode perforée en charbon et une électrode a en forme de cylindre creux, dans laquelle circule un liquide réfrigérant. Les électrodes sont plongées dans un liquide mauvais conducteur, dont la résistance augmente avec la température intéressant les points d’éclatement. Elles sont séparées après la mise en marche, par un électroaimant à tige plongeante i, dont l’enroulement est intercalé dans le circuit d’alimentation.

Système Poulsen. — Dans ce dispositif déjà connu, on monte six microphones en série. L’arc a été décrit précédemment.

Système à arc de la Telefunken. — Les lampes décrites précédemment sont montées en série.

Pour une tension d’alimentation égale à 44o volts, on utilise deux lampes de six éléments chacune. Le microphone b est monté en dérivation sur le secondaire.

Systèmes à transformateurs de fréquence de la Telefunken.
— Les dispositifs de la Telefunken dérivent des systèmes correspondants de la télégraphie sans fil, étudiés précédemment. On peut d*ailleurs, dans la majorité de ces dispositifs, remplacer le manipulateur par un microphone approprié.
a b

Le montage b représente le microphone monté dans le circuit secondaire du dernier groupe de transformateurs.
Dans le montage les microphones sont intercalés dans le circuit primaire d’un transformateur.
Si l’on emploie plusieurs microphones, comme c’est le cas généralement, on intercale dans les circuits des résistances et des capacités, pour protéger la batterie.

Amplificateur téléphonique magnétique de MM. Alexait derson et Nixdorff. — Ce dispositif particulier consiste essentiellement à faire varier une self-induction en agissant sur la perméabilité de son circuit magnétique. On modifie ainsi la syntonie et l’énergie mise en jeu.
Cet appareil a été étudié pour une puissance de 72 kilowatts. Le microphone agit directement sur un enroulement disposé sur un noyau en fer doux.

La modification de la perméabilité produite entraîne des variations d’impédance des circuits dérivés, montes en shunt sur 1 alternateur, et varie la tension de 1 alternateur.
Des condensateurs sont intercalés pour regler la proportionnalité entre les variations et pour éviter la production de courants de basse fréquence dans les circuits

LES RÉSULTATS.

Dans tous ces procédés anciens, comme dans les plus récents, les ondes entretenues engendrées dans l’antenne étaient modulées suivant les vibrations de la parole au moyen de microphones.
C’est avec ces dispositifs que l'ingénieur Vanni a fait son essai de téléphonie sans fil, d’abord à l’Institut militaire de télégraphie sans fil , d’Italie, à Rome, puis à la station de la marine italienne située à quelques kilomètres de la capitale, à Santo Celle. Les réceptions ont été faites successivement à l'ile de Ponza (120 kilomètres), à la Maddalena (250 kilomètres), à Palerme (420 kilomètres), à Vittoria (600 kilomètres), et enfin à Tripoli, à 1000 kilomètres de la station d’émission.
Ce qui résulte de ces expériences, et ce qui en est, peut-être, la conséquence la plus remarquable, c’est que, avec les dispositifs adoptés, on ait pu réussir non seulement à transmettre à des distances aussi considérables que celle de Rome à Tripoli les sons faibles d’un gramophone, mais encore, et surtout, qu’on ait pu aux mêmes distances distinguer et reconnaître le timbre de la voix spéciale de la personne qui parlait à ce moment devant le microphone.
— Microphone Vanni à jet fixe et collecteur vibrant.
Cette circonstance est importante au point de vue théorique aussi bien qu’au point de vue pratique, car elle montre que la propagation des sons par le moyen des ondes électriques s’accomplit sans le moindre phénomène de déformation. Or on sait que cette déformation est caractéristique des transmissions téléphoniques ordinaires à grande distance, quand celles-ci se font avec fil conducteur, surtout avec les câbles, et qu’elle en limite la portée. Ceci démontre la supériorité incontestable de la radiotéléphonie sur le téléphone ordinaire avec fils : cette supériorité est due au fait que la première s’accomplit sans changement appréciable des vitesses et des phases des ondes élémentaires correspondant à ce que l’on appelle, en acoustique, les « harmoniques » de la voix humaine, harmoniques qui accompagnent toujours le son fondamental et qui caractérisent le « timbre » de la voix à transmettre.
Ainsi, la téléphonie sans fil n’est plus une simple curiosité de laboratoire ; elle a fait ses débuts, elle est entrée triomphalement dans la voie de la pratique et, pour son coup d’essai, a fait un coup de maître.

L’AVENIR DE LA TÉLÉPHONIE SANS FIL.
Cet avenir est immense, et beaucoup plus important que celui de la télégraphie sans fil ordinaire, et il apparaît tellement brillant que l’on peut prévoir, dans un avenir très prochain, la réalisation des espérances que nous allons énumérer ici.
La première, et la plus importante de toutes, sera la téléphonie à de très grandes distances, par-dessus l’Atlantique, par exemple, entre l’Europe et l’Amérique. On sait, en effet, que la téléphonie par câble, par suite de phénomènes électriques complexes, n’est pas possible à ces énormes distances ; elle l’est, au contraire, par l’intermédiaire des ondes électriques.
Certes, il ne faut pas se dissimuler les difficultés d’une pareille entreprise; il faudra, à coup sûr, mettre en jeu de formidables quantités d’énergie, ce qui rend très coûteuse l’installation de stations de départ et d’arrivée. Mais il faut réfléchir aussi que, quel que soit le prix que coûtera l’installation des deux stations, ce prix sera, en tout cas, beaucoup moins élevé que celui de la construction et de l’immersion d’un câble transatlantique sous-marin.
De plus l’entretien, les réparations se feront, s’il y a lieu, aux postes même de départ et d’arrivée, c’est-à-dire sur terre, et avec la plus grande facilité : tandis que, dans le cas d’un câble sous-marin, la recherche d’une avarie au câble lui-même est une opération longue, qui nécessite l’armement d’un navire spécial, qui ne peut même, matériellement, pas être pratiquée par mauvais temps. Il y aura donc tout avantage à réaliser la radiotéléphonie transatlantique, et déjà on s’en préoccupe activement, tant en Amérique qu’en Europe.
En ce qui concerne les communications de la terre avec les navires, on peut dire que ces communications seront rendues infiniment plus aisées que par la T. S. F. ordinaire, et que, par conséquent, cela multiplierait le nombre des stations de bord, c’est-à-dire que cela augmenterait, du même coup, dans des proportions considérables, la sécurité de la navigation.

En effet, actuellement, réduits que nous sommes à la T. S. F., qui est déjà une bien merveilleuse chose, d’ailleurs, que faut-il pour communiquer avec un navire au large ? Il faut un poste côtier et un poste « de bord » ; mais celui-ci reçoit, au téléphone, les dépêches en signaux longs et brefs de l’alphabet Morse, ce qui exige, pour la réception, un opérateur exercé, habitué à « lire au son », comme on dit, en langage de télégraphiste. Il est certain que, dans le cas de petits bateaux, cette obligation d’avoir un télégraphiste exercé est une charge très lourde ; aussi n'a-t-on pas osé imposer la T. S. F. à bord des navires ayant moins de cinquante personnes à bord.
Mais tout serait changé le jour où les messages seraient reçus non plus en signaux, mais en langage « parlé ».
Alors tout le monde peut les recevoir. Quant à répondre, même avec des signaux Morse ordinaire, dans le cas où le navire n’aurait pas d’installation encore un peu délicate pour émettre des signaux de radiotéléphonie, c’est beaucoup plus aisé : on peut tout à son aise transcrire à l'avance sur un papier les combinaisons de traits et de points qui forment les signaux Morse devant constituer la réponse et alors la transmettre à l’aide du manipulateur. Le capitaine ou le second de tout navire pourra faire cela sans difficulté.
En ce qui concerne les relations entre navires munis tous deux de postes de radiotéléphonie, entre navires de guerre, par exemple, on aura un progrès inestimable. Les officiers de divers navires qui constituent une escadre se trouveront ainsi en communication constante; l’échange des ordres ne se fera plus par des signaux qui peuvent être plus ou moins fidèlement interprétés ou même plus ou moins loin aperçus, mais se fera à la voix même, c’est-à-dire dans les meilleures conditions de fidélité et de précision. De plus, cescommunicationsn’exigeront aucun personnel spécial pour transmettre ou traduire les dépêches. En outre, les téléphonistes des différentes unités, connaissant leurs voix après quelque temps de service, il serait facile de déceler des ordres envoyés à faux, dont le caractère inconnu de l’organe qui parle décèlerait l’origine.
Certes, il sera là plus facile qu’ailleurs de commettre des indiscrétions, et c’est surtout en radiotéléphonie que les ondes électriques manifesteront «le défaut de leurs qualités ». Mais n’oublions pas les grands progrès qu’a déjà faits la syntonisation ; ces progrès seront sans doute, dans peu de temps, plus grands encore. En outre, on pourra probablement, avant qu’il soit longtemps, « diriger »les ondes électriques avec précision, et alors la radiotéléphonie sera, à volonté, universelle ou spécialisée, destinée à tous ou à un seul.

En 1910, le polytechnicien Emile Girardeau, l’ingénieur Joseph Berthenod, et le mathématicien André Blondel fondent la Société Française Radioélectrique. Ils ont l’objectif d’établir une industrie capable de produire des postes TSF en France, directement à partir des matières premières. L’opportunité se présente dans la colonie du Congo : le gouverneur cherche à établir une liaison radio entre Pointe-Noire et Brazavile.
Au cours de la Première Guerre mondiale, S.F.R. fabrique et livre des dizaines de stations radios, ainsi que de nombreux postes pour l’aviation, la marine et l’armée de terre.

Lors de la première guerre mondiale, le service de Radiotélégraphie militaire dirigé par le colonel Gustave Ferrié, camarade de promotion de Blondel, étudie la lampe à trois électrodes (audion) qui équipera les postes de radio de l'armée française et des forces alliées ; Blondel transpose ses travaux sur l'arc chantant publiés en 1906 à l'étude de la télégraphie sans fil (TSF) et aux émetteurs à arc chantant.
Sur les côtes françaises, les quatre premiers radio-phares créés par André Blondel reçoivent leurs indicatifs radios en juin 1911, et travaillaient entre les longueurs d’onde 80 à 150 mètres. Ces quatre premiers radio-phares automatiques balisaient l'entrée du port de Brest : le radio-phare de l'île de Sein avait l'indicatif radio S •••, sur l'île d’Ouessant le phare du Stiff avait l'indicatif radio O ---, ces deux radio-phares travaillaient sur la longueur d’onde de 150 mètres (2 MHz) par émetteur à ondes amorties, et les deux autres radio-phares balisaient l'entrée du port du Havre. La portée radio de ces radiophares est limitée à 60 km .
Le 21 octobre 1915 a lieu la première transmission radiotéléphonique au-dessus de l'Atlantique nord entre Arlington aux États-Unis et l'émetteur-récepteur de la tour Eiffel.
Après quelques années de ralentissement durant la Première Guerre mondiale, les efforts pour développer la nouvelle technique de communication par ondes hertziennes reprennent.

Une des plus remarquables est la communication des avions entre eux et avec la terre.
Cette application, — il sied de le rappeler, — a été réalisée pour la première fois par un Français, M. Gutton, aujourd’hui professeur à l’Université de Nancy, et qui l’expérimenta sur un avion monté par lui-même en 1916 pendant la bataille de Verdun.
Un certain nombre d’appareils semblables furent mis en service, mais leur usage ne se développa guère alors à cause de leur poids, de leur portée assez faible (pourtant on obtint dès lors plus de 10 km de portée entre deux avions) et surtout du brouillage par les émissions de T. S. F. à étincelles.
À terre aussi, les applications furent très limitées. Il faut pourtant citer un poste de téléphonie sans fil assez puissant qui avait été installé au Bourget pour donner aux avions de la défense de Paris ordres et renseignements pendant leurs patrouilles de nuit. Les émissions de ce poste étaient perçues par les avions jusqu’à 100 kilomètres de Paris.

Une autre application fort utile est celle que l’on a faite depuis peu pour communiquer d’une centrale électrique à ses sous-stations. Les communications de cet ordre par téléphonie ordinaire sont rendues très précaires par le courant électrique de force transmis d’une station à l’autre, et qui produit dans les réseaux téléphoniques parallèles des courants d’induction perturbateurs. La téléphonie sans fil n’a pas cet inconvénient; l’expérience l’a prouvé, notamment au cours des essais faits récemment entre diverses stations électriques du réseau du Nord.

Il est, en outre, un emploi de la radiotéléphonie qui pourra, quand on voudra, rendre de grands services : il consiste à réunir les postes de téléphonie ordinaire avec les stations émettrices et réceptrices de télégraphie sans fil. Ainsi un abonné au téléphone de Paris pourra très bien demander à sa demoiselle la communication avec un abonné de Londres, qu’on pourra lui donner par l’intermédiaire des postes côtiers radiotélégraphiques. Cela déchargera d’autant les câbles téléphoniques.

Enfin, l’administration des postes et télégraphes étudie en ce moment l’envoi quotidien, à certaines heures fixées d’avance, par le poste de la Tour Eiffel, de nouvelles politiques, financières ou autres, particulièrement importantes, qui seront envoyées par téléphonie sans fil et que tous les particuliers, les banques, les journaux, etc. munis d’appareils récepteurs, pourront recevoir comme ils reçoivent maintenant les signaux horaires et autres de la T. S. F.

En 1919 naît aux États-Unis la société Radio Corporation of America (R.C.A.) qui, en réussissant à obtenir les droits des principaux brevets de Fessenden et de de Forest, jouera un rôle très important dans le développement des radiocommunications.
La première station de radiophonie, KDKA., est créée par R.C.A. en 1920. Dès ses débuts, ce nouveau média révèle son importance dans la société[...]
Dès 1927 les navires de pêche s'équipent en radiotéléphonie dans la bande 105 mètres à 185 mètres (soit 1,62 MHz à 2,85 MHz)
En 1927, a lieu la Convention radiotélégraphique de Washington.
Ce mode de fonctionnement correspond aux réseaux radioélectriques analogiques des sapeurs-pompiers français dans la bande 85,500 à 86,950 MHz, issus de la réforme des transmissions des années 1990 (OBNT de la Sécurité civile approuvé par la DSIC du ministère de l'Intérieur, ancienne DTI).

sommaire

1927 LA PREMIÈRE LIGNE RADIOTÉLÉPHONIQUE ENTRE L’EUROPE ET L’AMÉRIQUE
Par Jean LABADIE Revue La Science et la vie d'avril 1927.

MÉCANISME DE I.A TRANSMISSION RADIOTÉI.ÉPHONIQUE TRANSATLANTIQUE

L'abonné anglais téléphone de son bureau quand la téléphoniste, qui l'a prévenu un quart d’heure à l'avance. lui donne la « communication avec New-York ». Le courant téléphonique est reçu à Rugby, où il subit la transformation en onde hertzienne modulée. Cette onde est reçue à Houlton (nord des Etats-Unis), sur une antenne de 4 kilomètres de longueur. Là, elle est retransformée en courant téléphonique, lequel courant s'en va, par le réseau ordinaire, rejoindre le correspondant américain. Inversement, la réponse de l'abonné américain passe par la station émettrice de Rocky-Point. Elle est reçue en Angleterre, à Wroughton, d'où elle rejoint l'abonné anglais par la voie du réseau commun. En ce moment, on étudie le transport de. la station réceptrice anglaise jusqu'en Ecosse. Il est, en effet, avéré qu'en rapprochant du pôle le trajet des ondes, celles-ci sont mieux garanties contre les parasites atmosphériques.

Le 6 janvier 1927 , la première ligne radiotéléphonique Londres-New-York et vice versa a été ouverte au public.
Moyennant le prix de 5 livres sterling par minute, l'abonne anglais peut donc converser avec l'abonné américain. C'est grâce à un artifice extrêmement ingénieux et qui consiste il ne transmettre que l'onde modulée par la parole, sans onde porteuse, que l'on a pu obtenir ce résultat sans exagérer la puissance des stations émettrices. Si le prix d'une telle conversation est aussi élevé, c'est qu'il a fallu équiper quatre stations, une émettrice et une réceptrice pour chaque pays, respectivement reliées par fil à Londres et à New-York : les deux stations voisines de Londres sont reliées par fil avec cette ville ; de même, les deux stations voisines de New-York sont reliées par fil avec cette ville. Pour alimenter un mode, de communication aussi coûteux, il fallait s'adresser à une clientèle financière. Aussi a-t-on tenté l'expérience entre Londres et New-York, les deux grandes places financières du globe. Nos lecteurs trouveront ici, clairement exposée, cette nouvelle méthode imaginée pour porter au delà de l'Atlantique la voix humaine avec célérité et une certaine discrétion. Hertz lui-même se serait refusé à concevoir un tel prodige, alors que William Crookes, à l'imagination plus puissante, en avait déjà pressenti la réalisation.
En déeembre 1888, Heinrich Hertz ayant communiqué les résultats de ses expériences au monde savant, le physicien Joubert reconstitua celles-ci, en 1889,dans le laboratoire de la Société des électriciens à Grenelle, et convoqua ses confrères pointeur montrer ceci, que rapporte M. Daniel Berthelot : «A un certain moment, Joubert nous conduisit en dehors des bâtiments, dans la rue, puis, tirant deux clefs de sa poche et les amenant presque au contact, il nous lit voir qu’il jaillissait entre elles un flux d’étincelles. » Ce flux répondait à d’autres étincelles extrêmement plus puissantes qui jaillissaient, de l’autre côté du mur, entre les deux sphères d’un excitateur de Hertz.
Et l’idée venait naturellement à l’esprit, continue M. Berthelot, que de telles vibrations pourraient, un jour ou l’autre, servir à transmettre des signaux à travers l’espace. » Mais Hertz, interrogé peu après, répondit qu’une transmission de signaux à grande distance, par le moyen de scs ondes, lui paraissait chimérique.
Au même moment, William Crookes, traitant le même sujet dans une revue anglaise, concluait autrement et « se représentait déjà les hommes conversant d’un continent à l’autre grâce aux nouvelles vibrations ».
Si Hertz, qui mourut en 1892, toujours persuadé du peu d’avenir de son invention, avait pu vivre quatre ans de plus, il aurait vu Marconi télégraphier d'une rive à l’autre de la Manche.
Vingt ans plus tard, en 1915, la station américaine d’Arlington téléphonait à la Tour Eiffel, avec beaucoup de dilliculté, il est vrai.
Le 12 janvier 1923 , un second essai de radiotéléphonie était effectué de New-York à Londres, toujours en communication unilatérale.
En 1926, le jour du cinquantenaire de l’installation du téléphone aux Etats-Unis, la communication bilatérale était brillamment réalisée.
Le 9 janvier 1927, enlin, la ligne radio-téléphonique Londres-New-York et vice versa était ouverte au public moyennant 5 livres sterling par minute. William Crookes avait raison.

La téléphonie sans fil et « sans onde »
Mais quelle évolution en trente-six ans ! Le signal saccadé de Hertz — trains d’ondes amorties — a cédé la place à l'onde entretenue, dont les « modulations » constituent, aujourd’hui, tout le «signal» - aussi bien le signal télégraphique que celui, infiniment plus subtil, qui ébranle musicalement un écouteur' de téléphone.
L’onde entretenue est une vibration pure que les postes correspondants tendent entre eux, avant toute conversation, comme une corde vibrante invisible. Cette onde ne dit rien par elle-même.
Si la lampe détectrice du poste récepteur accordé sur elle avait une conscience, elle « entendrait » cette onde préliminaire et uniforme comme l’oreille humaine entend le son continu et monotone d’une conque marine. La conversation ne commence qu’au moment où la pureté de l'onde est altérée par la modulation. La modulation est donc une vibration du second ordre portée par l'onde entretenue fondamentale, appelée, pour cela, onde porteuse. Et c’est la forme, infiniment variée, de cette vibration du second ordre qui est l’image (électrique) des vibrations sonores.
En d’autres termes, la modulation s’imprime sur l’onde électrique porteuse comme le sillon analogue à celui qui caractérise la voix sur un disque ou sur un « film » de phonographe. Il est évident que les sons musicaux ne dépendent pas de l’épaisseur du film de celluloïd, mais seulement de ses aspérités, toutes comprises dans une pellicule superficielle extrêmement mince.
Le film phonographique pourrait donc être réduit théoriquement à cette pellicule, ce qui est pratiquement impossible, car il lui faut un minimum de solidité matérielle.

En radiophonie, le film porteur étant l’onde immatérielle, on n’a pas les mêmes raisons qu’en phonographie d’accepter son « volume » inutile et encombrant. On peut donc, une fois la modulation produite, raboter soigneusement le sillon, la frange sonore, seule indispensable, et détruire le corps même de l’onde. On se contente de transmettre le sillon.
A la réception, naturellement, il faudra recevoir ce sillon sur un nouveau support, sur une nouvelle « onde porteuse », capable de l’imposer aux appareils détecteurs et amplificateurs de la station d’arrivée. Cela n’offre aucune difficulté théorique. Il subit d’animer le cadre récepteur avec une onde hertzienne entretenue exactement semblable à celle qu’on a supprimée au départ, ce qui s’obtient avec un générateur local. Et sur cette onde porteuse artificielle, la frange caractéristique vient s’inscrire avec précision.Les appareils locaux n’ont qu’à la recueillir et à la traduire en vibrations sonores pour obtenir la parole transmise.
Ainsi, l’espace éthéré qui sépare les deux stations n'a vu passer qu'une frange très réduite de l’onde totale. Comme cet espace est déjà grandement congestionné par la circulation des ondes « complètes » et de toutes longueurs émises par tous les postes du monde, on voit que le nouveau procédé radiotéléphonique est essentiellement discret et vise à n’ébranler l’éther que d’une vibration assourdie, destinée seulement à la station correspondante spécialement équipée pour la recevoir. Ce qui est, par surcroît, une demi-garantie de secret.
La puissance rayonnée par les postes transmetteurs de Rugby pour l’Angleterre, de Rocky-Point pour l’Amérique, n’est, grâce à cet artifice, que le tiers de la puissance réellement reçue aux stations réceptrices correspondantes de Houlton (États-Unis) et de Wroughton (Grande-Bretagne).

Le secret relatif des conversations
Pour percer le secret de ces conversations radiotéléphoniques, il faudrait percer d’abord cette première barrière technique que nous venons de décrire et qu’on pourrait appeler une téléphonie sans fil à la seconde puissance, sans fil et sans onde. Ce n’est pas à la portée du premier amateur venu.
Mais, grâce à l’invention française de la double modulation, brevetée, dès le temps de la guerre, par M. Lucien Lévy, les tecliniciens anglo-saxons ont pu élever une seconde barrière destinée à soustraire les conversations aux oreilles des non initiés.
Le procédé consiste à imprimer d’abord à l’onde porteuse (avant sa suppression au départ, bien entendu), une première modulation dont le caractère essentiel est d’être inaudible. L’onde porteuse, étant de 5.500 mètres par exemple, vibre à raison de 55.000 périodes par seconde. On la module de telle manière que la nouvelle vibration obtenue fournisse, par exemple, 20.000 périodes.
Détectée par les moyens ordinaires, cette vibration ne donnerait à l’écouteur téléphonique aucun effet sonore intelligible. Les vibrations intéressant la parole humaine sont, en effet, comprises entre deux limites, dont l’inférieure ne descend pas au-dessous de 300 et dont la supérieure ne monte guère au-dessus de 2.000 périodes par seconde. Mais on soumet la vibration de 20.000 périodes à une seconde modulation; qui, cette fois, fournit une vibration correspondant aux fréquences sonores vocales.
Et c’est la frange « phonographique » ainsi construite en deux temps et, par conséquent, brouillée que le poste transmetteur envoie dans l’espace.
Pour retrouver la parole, il faut donc posséder les renseignements nécessaires à la reproduction exacte de la première modulation, qui s’interpose entre la modulation sonore proprement dite et l’onde hertzienne comme une «grille» dans un cryptogramme. Ceci est hors des moyens usuels.

Les appareils et la technique

STATION DE RUGBY
I.A CHAMBRE OU I.E COURANT TÉLÉPHONIQUE DU RÉSEAU SE TRANSFORME EN ONDES HERTZIENNES
L'ensemble des appareils est enveloppé dans une cage de treillis métallique destiné à l'élimination, de tout parasite extérieur. Le tableau n" 1 (à gauche) fournit et contrôle les courants d'alimentation des lampes modulatriccs, amplificatrices, utilisées dans les tableaux 3 et 4. Le tableau n° 2 est celui où aboutit le courant téléphonique de l'abonné. Ce courant est, là, soigneusement mesuré et maintenu constant durant tout le temps de sou utilisation. Il est notamment « filtré » pour éliminer les courants à fréquence radio que pourrait contenir la ligne. Il est enfin atténué pour être purifié à l'extrême. Le troisième tableau, consacré êi la modulation, reçoit alors le courant téléphonique, qui module «l'onde porteuse» fournie par un oscillateur local. Des filtres suppriment aussitôt cette onde et l'une de ses « franges ». La seconde « frange» qui, seule, doit être transmise, se trouve alors prête à la transmission, mais elle ne possède que quelques milliwatts de puissance ! Il faut l'amplifier. Le quatrième tableau est consacré au premier étage de cette amplification. La frange d'onde modulée est portée à 25 watts et livrée, à celle puissance, aux autres circuits amplificateurs situés hors de la chambre, non sans avoir été contrôlée par un oscillateur d'essai.

Les appareils utilisés à la station de Rugby pour mettre en œuvre cette technique sont disposés suivant un plan qui n’a guère varié depuis 1924, et dont La Science et la Vie a fourni déjà le schéma (n° 81). Nous nous contentons par conséquent de donner ici, avec des légendes explicatives suffisantes, les photographies des appareils actuels, tels qu’ils ont été construits de façon définitive.
Les lampes amplificatrices d’une puissance unitaire de 10 kilowatts ont donné lieu à des difficultés de construction interne extrêmement délicates. L’isolement des circuits intérieurs a suscité bien des recherches. La lampe page 303 constitue le modèle définitif.

UNE LAMPE A TROIS EI.ECTRODES DE 10 KILOWATTS et LE DEUXIÈME ÉTAGE d’AMPLIFICATION
La frange d'onde modulée est prise par cet amplificateur à 25 watts. Il comporte une seule lampe du tiype standard adopté par la station, d'une puissance de 10 kilo-watts. On voit cette lampe dans le panneau central. Au-dessous, le serpentin de circulation de l'eau de refroidissement. Au-dessus, des éclateurs chargés de recevoir les décharges éventuelles, en cas de surtension.

Un appareillage disjoncteur-conjoncteur a été installé, qui est chargé de couper le circuit Rugby-Houlton aussitôt après la transmission de la phrase « anglaise », et de rétablir simultanément le circuit Rocky-Point-Wroughton pour la réception de la réplique américaine. Si l’on songe qu’un tel disjoncteur-conjoncteur manie des puissances de plusieurs centaines de kilowatts et qu’une conversation tant soit peu animée l’oblige à fonctionner, pour un « oui » et un «non», à un rythme d’autant plus accéléré que le temps coûte cher, on ne peut qu’admirer ce nouveau chef-d’œuvre d’automatique.
Enfin, le coût d’une station aussi importante étant fort élevé, il convenait d’assurer la protection des appareils contre toute fausse manœuvre ou tout autre danger échappant à la prévision. Cette fonction protectrice est assurée par un appareil de contrôle, qui représente certainement une des machines-cerveau les plus parfaites qui soient.
On pourrait, d’ailleurs, adresser le même compliment à l'ensemble de la station installée à Rugby, qui résulte de la collaboration de la Standard Téléphonés and Cables Ltd et du Post Office britannique.
Il faut également citer l’admirable effort de mise au point et de recherche scientifique pure opéré, à cette occasion, à titre consultatif, par les laboratoires, uniques au monde, de la Bell Téléphone Cy.

L’ensembble des amplificateurs a haute puissance
L'amplificateur à 10 kilowatts se reconnaît au fond de la salle (armoire de droite).De là, l'onde modulée vient au troisième étage amplificateur, comportant trois lampes de 10 kilowatts situées dans le troisième cylindre en treillis, à droite. De ce troisième étage, l'onde passe au quatrième étage, formé par trente lampes de 10 kilowatts, réparties par groupes de quinze dans chacun des deux autres cylindres (milieu et gauche). C'est de là qu'elle est envoyée dans l'antenne. A ce moment, partie de quelques milliwatls, parvenue à 100 kilowatts-antenne, l'onde modulée primitive se trouve amplifiée cinq cent millions de fois. Au premier plan, on voit lappareil de contrôle automatique protégeant les lampes contre les surtensions ou les erreurs de manœuvre.