Le Railophone de von Kramer et Gisbert Kapp
Le Stratford-upon-Avon and Midland Junction Railway
était une compagnie ferroviaire du sud des Midlands de l'Angleterre,
formée au début de 1909.
Les communications téléphoniques
avec les trains en mouvement remontent à plus loin que la plupart
des gens pourraient l'imaginer, comme l'illustre un extrait de THE STRATFORD
UPON AVON & MIDLAND JUNCTION RAILWAY (S&MJR)qui
avait déjà manifesté son intérêt pour
le progrès technologique en 1912 , lorsqu'en juillet de cette
année-là, le message suivant fut transmis depuis un train
circulant entre Ettington et Stratford-upon-Avon, capté dans
la cabine d'aiguillage et transmis à Sa Majesté le Roi,
alors en visite à Bristol : « Des représentants
de compagnies ferroviaires, d'universités et d'organismes scientifiques
examinent aujourd'hui le système de radiophonie inductive sans
fil de Von Kramer pour la signalisation vers et depuis les trains vers
les gares. Grâce à ce système, il est possible d'arrêter
les trains en mouvement en appuyant sur un bouton dans le poste d'aiguillage.
Ce télégramme a été envoyé sans fil
depuis un train en marche par l'inventeur. »
Von Kramer avait déjà mené
ses premières expériences en 1910 à Three Bridges,
dans le Sussex, sur le London, Brighton & South Coast Railway, lorsqu'il
avait réussi à établir une liaison téléphonique
entre un train express et une cabine d'aiguillage.
En avril 1911, une démonstration publique de ce système
de liaison téléphonique entre un train et une cabine d'aiguillage
avait été donnée sur le SMJ à Stratford-upon-Avon,
lorsque Miss Made Corelli, auteur, avait procédé
à la cérémonie inaugurale. Depuis lors, en utilisant
une voiture prêtée par le Great Central Railway, l'inventeur
avait perfectionné son système de sorte qu'il pouvait
être utilisé pour le contrôle des trains ainsi que
pour la communication.
Voici comment le "Rugby Advertiser"
le présente :
« Jeudi dernier, en présence d’une
grande entreprise, Miss Marie Corelli a inauguré la première
installation de « railophone » pour la téléphonie
et la signalisation inductives sans fil vers et depuis les trains en
mouvement, à la gare de Stratford-on-Avon et Midland Junction
à Stratford.
L’inventeur est M. Hans von Kramer, un ingénieur
électricien d’Erdington, et grâce à son système
de téléphonie sans fil, il affirme qu’il est désormais
possible d’envoyer et de recevoir des messages de toute sorte vers
et depuis n’importe quel train, quelle que soit sa vitesse, qu’il
soit à l’arrêt dans une gare ou le long de la ligne.
Une distance d’environ 10 1/2 miles, de Stratford-on-Avon
à Kineton, a été équipée de ce système,
qui consiste en deux grands cadres de fils électriques (l’un
pour recevoir l’autre pour envoyer des messages) qui sont fixés
autour d’un wagon de chemin de fer. Le long de la ligne, à
une distance de plusieurs pieds, court un fil – qui peut être
souterrain ou fixé sur des poteaux bas – reliant les postes
d’aiguillage et les gares. Il n’y a aucun contact mécanique
entre le fil et le train : la connexion est « sans fil »,
le résultat d’une induction électromagnétique
émanant du cadre fixé sur l’un des wagons.
Le professeur Silvanus Thompson, présidant le
rassemblement de quelque 120 invités sous un chapiteau derrière
la gare de Stratford-upon-Avon, pensait qu'il y avait de grandes possibilités
pour cette invention, tandis que le Stratford Herald exprimait l'opinion
suivante :
« Il est possible que notre commune acquière à
l'avenir une importance considérable aux yeux du monde scientifique
en tant que berceau d'un système qui pourrait jouer un rôle
important dans le royaume des chemins de fer, dans la mesure où
il prétend assurer la sécurité des déplacements
en rendant les collisions impossibles et en réparant (et en enregistrant)
les erreurs commises par les signaleurs négligents. Nous faisons
référence à l'appareil de signalisation automatique
double Railophone. »
Ces événements ont été
rapportés dans le journal local ainsi :
« Les essais consacrés à la signalisation de
détresse furent très intéressants : un puissant
klaxon sur un train en marche retentit par la simple fermeture d'un
interrupteur dans la cabine de signalisation, puis la simple pression
d'un bouton par le professeur Silvanus Thompson fit automatiquement
avancer le train qui passait à bonne vitesse dans la gare. Le
train quitta l'ancien hangar à voitures et traversa la gare en
dépit du signal du railophone, qui était en danger, et
dès que le professeur toucha le bouton, le klaxon du train indiqua
que le contact avait été établi, et le crissement
des roues et l'épaisse fumée du moteur prouvèrent
que le train ralentissait sous la contrainte. Le conducteur et le gardien
furent impuissants à faire quoi que ce soit jusqu'à ce
que la pression soit relâchée et que le train soit autorisé
à reprendre sa route. »
Peu de temps après, Von Kramer répondait
aux questions lorsqu'il s'est accidentellement appuyé sur le
bouton d'arrêt du train, arrêtant ainsi de manière
inattendue le train d'essai qui reculait sur le quai !
Pour terminer la journée, les visiteurs rassemblés ont
été transportés en train jusqu'à Clifford
Siding où ils sont descendus et sont montés sur un pont
pour assister à « probablement les tests les plus réalistes
de la journée ». Deux trains se sont précipités
l'un vers l'autre sur la voie unique et l'utilisation du système
Railophone a permis d'éviter une collision frontale. Ce n'était
peut-être pas aussi excitant qu'il y paraît, car le Herald
a déclaré à ses lecteurs : « Une marge
généreuse a été autorisée pour des
raisons de sécurité, et il n'y a donc pas eu de sensations
fortes ».
Au cours du déjeuner offert aux visiteurs, Von Kramer raconta que, pendant les mois où il avait effectué des essais sur la ligne SMJ, un shunter avait un jour dit à Willmott [le directeur général de la compagnie] : « Ne trouvez-vous pas que ce type du Railophone est un peu fou ? Il ne fait rien du tout, à part rouler en avant et en arrière » (rires). Plus récemment, ce shunter avait exprimé l'opinion que Von Kramer avait « eu un coup de pouce cette fois-ci » (rires et applaudissements). Cependant, malgré les résultats encourageants des essais, on n'a plus entendu parler du Railophone.
1 
2 
1 - Photographies montrant le Railophone installé dans le compartiment
des gardes d'un wagon de chemin de fer. En avril 1911, une démonstration
publique de ce système de liaison téléphonique
entre le train et la cabine d'aiguillage avait été réalisée
sur le SMJ à Stratford-upon-Avon lorsque Miss Made Corelli, auteur,
avait procédé à la cérémonie d'inauguration.
Depuis lors, utilisant une voiture prêtée par le Great
Central Railway, l'inventeur avait perfectionné son système
de sorte qu'il pouvait être utilisé pour le contrôle
des trains ainsi que pour la communication.
2 - Photographie montrant le système Railophone installé
dans une cabine d'aiguillage en bois spécialement conçue.
Des modifications ultérieures comprenaient l'application à
distance des freins pour éviter les collisions potentielles.
Cependant, la Grande Guerre et le fait que l'inventeur était
allemand ont mis fin aux expériences futures. Ce système
a été le précurseur du contrôle automatique
des trains utilisé aujourd'hui.
Bien que ce texte n'explique pas le fonctionnement du système, on comprend que les signaux étaient transmis par induction magnétique à des fils entre les rails ou sur le côté de la voie. Ce n'était en aucun cas la première tentative de communication avec un train en mouvement, comme on peut le découvrir dans History of Wireless Telegraphy de Fahie (New York, 1901).
On trouve une description ultérieure dans My
Magazine , une publication pour enfants, dans le volume 9 daté
de 1915. Dans un article sur « Ce que la radio a fait et ce qu'elle
fera », l'auteur non signé (probablement Arthur Mee) écrit
:
Communication sans fil avec un train en mouvement
La signalisation automatique des trains a fait de grands progrès
ces dernières années et la télégraphie sans
fil est déjà utilisée pour leur commande. Le professeur
Wirth a récemment effectué à Nuremberg des essais
remarquables au cours desquels des trains à plusieurs kilomètres
de distance ont été immobilisés en quelques secondes
par des signaux sans fil provenant d'une cabine d'aiguillage.
Une fois de plus, c'est le cohéreur qui est utilisé pour
actionner le mécanisme. Un fil aérien tendu au-dessus
du train recueille l'énergie sans fil envoyée dans l'espace
au moyen des fils télégraphiques, qui agissent comme des
radiateurs. L'émetteur sans fil de la cabine de signalisation
est relié aux fils et, lorsqu'un signal est envoyé, il
est capté par l'antenne du train et fait du cohéreur un
bon conducteur d'électricité, de sorte qu'un courant peut
le traverser jusqu'à un « relais » qui ferme un autre
circuit électrique actionnant le frein électrique du train.
Un relais est un appareil qui, sous l'action d'un courant très
faible, peut à son tour « enclencher » un courant
beaucoup plus fort.
Le contrôle des trains sans fil a également été
testé avec des résultats assez satisfaisants en Angleterre,
et son application à plus grande échelle est plus que
probable dans le futur.
Vu dans "le Locomotive Magazine de juin 1911",
un compte rendu a été donné
de la première installation du système Railophone pour
la transmission de messages téléphoniques ou télégraphiques
vers ou depuis des trains en mouvement. Un champ d'application beaucoup
plus large de ce système est celui du contrôle des trains
et de la protection du trafic. Il est maintenant possible de faire sonner
des cloches, de faire retentir des sifflets, de faire fonctionner le
frein à vide et d'arrêter les trains sans l'intervention
du chef de train ou du conducteur. Pour y parvenir par des méthodes
sans fil, H. von Kramer et Gisbert Kapp ont inventé un
détecteur très sensible, par lequel des impulsions électriques
extrêmement faibles reçues par le train, provenant d'une
charge vibrante envoyée dans un fil de terre le long de la voie,
sont captées et relayées en courants suffisamment forts
pour faire sonner une cloche ou un klaxon. On peut ainsi appeler une
gare à partir d'un train en marche. Les essais comprenaient l'envoi
de messages d'un train en marche à la gare de Stratford, et vice
versa, l'avertissement d'un train en marche par un signal sonore, la
signalisation à une gare à partir d'un train en marche,
l'arrêt d'un train en mouvement en appuyant sur un bouton dans
la cabine d'aiguillage, et l'arrêt d'un train après qu'il
ait été autorisé à entrer dans une section
particulière. Une dernière expérience a illustré
l'utilisation du système Railophone pour empêcher une collision
« frontale » sur une seule ligne qui se serait produite
par une erreur d'un signaleur et qui n'aurait été découverte
que trop tard pour être rectifiée dans des conditions de
fonctionnement normales. Les deux trains ont été automatiquement
immobilisés, une collision étant impossible avec ce système.
Le professeur Silvanus P. Thompson a présidé le déjeuner
qui a suivi la démonstration.
Vu dans le "Marlborough Express", volume XLV, numéro 119, 22 mai 1911, page 2
MERVEILLES DU RAILOPHONE
À QUOI SERVIRA LE TÉLÉPHONE SANS FIL ?
En raison du nombre extraordinaire d'accidents ferroviaires
terribles qui se sont produits dans différentes parties du monde
au cours de ces derniers mois, la dernière invention dans la
science de l'électricité sans fil mérite beaucoup
plus d'attention publique qu'on ne lui en a accordé. Lorsque,
il y a huit mois, furent publiés les premiers détails
d'un nouveau système de téléphonie entre trains
à grande vitesse et entre trains à grande vitesse, seuls
quelques hommes d'affaires s'intéressèrent vivement à
cette invention.
Le "railophone", comme on l'appelait, leur apparut comme un
luxe nouveau et précieux - comme les trains avec sténographes
et dactylos - qui leur permettrait de mener à bien leurs affaires
tout en voyageant entre les grands centres industriels. Aujourd'hui,
cependant, le champ d'application de l'invention s'est considérablement
étendu. Il promet de créer une révolution bénéfique
dans le trafic ferroviaire en faisant du train le moyen de transport
le plus sûr et le plus confortable. Dès que le «
railophone » sera d'usage général, une collision
entre deux trains sera pratiquement impossible. De plus, l'art difficile
du signaleur sera transformé en science. La portée et
la souplesse du bras de la loi seront merveilleusement étendues
au détriment des malfaiteurs qui fuient la justice ; et un passager
d'un express anglais, voyageant à 60 milles à l'heure,
pourra bientôt tenir une conversation tranquille avec une personne
aussi loin qu'Astrakan. M. Hanson Kramer, l'inventeur du « railophone
», est un ingénieur électricien de Birmingham. Il
a travaillé sur la vieille idée de l'induction électromagnétique
découverte par Faraday il y a environ 80 ans. L'électricité
est une chose qui a de nombreuses propriétés étranges.
Si, par exemple, une bobine de fil est chargée avec elle et ensuite
placée près d'une autre bobine, cette dernière,
dans certaines circonstances, deviendra également active avec
l'électricité. Il y a pour ainsi dire un rayonnement de
force électrique du fil chargé au fil vide. Ce phénomène
sera facilement compris en le comparant au phénomène du
magnétisme. L'aimant attire un morceau de fer par une induction
de force magnétique de l'aimant au fer. Dans les deux cas, l'effet
est "sans fil". Le principe de l'induction est une théorie
extraordinaire ; il est à la base du fonctionnement de toutes
les dynamos et de tous les moteurs électriques. Personne, cependant,
ne semble l'avoir appliqué aux fins de la téléphonie
sans fil jusqu'à ce que M. Yon Kramer s'attaque à ce problème
difficile. L'inventeur a fait sa découverte en expérimentant
quelque chose d'autre. Les rayons de Röntgen avaient été
récemment découverts, et il a eu l'idée de faire
passer des ondes électriques à travers un mur de briques
dans le but d'essayer de voir à travers la barrière intermédiaire.
Un jour, alors qu'il enroulait une très grande bobine à
cet effet, il a constaté qu'une quantité inhabituellement
importante d'énergie électrique traversait le mur de briques
et était captée par une autre bobine de fil de l'autre
côté.Il installa immédiatement un appareil téléphonique
sur les deux fils et découvrit qu'il pouvait faire passer des
ondes sonores à travers des murs de six pieds d'épaisseur.
C'était une chose entièrement différente du principe d'envoyer des ondes électriques dans l'air en pulsations violentes, semblables à des éclairs, comme le faisait le système de Marnoni. M. Yon Kramer visait à recueillir dans un fil vide une émanation électrique d'un fil chargé à une distance de quelques miles.
Il réussit. Mais son exploit ne lui parut pas
très remarquable jusqu'à ce qu'il en fasse un usage pratique.
Il mit au point un moyen de téléphoner d'une pièce
à l'autre, sans fil, tout en déplaçant les instruments
à volonté. Et, ce qui était encore plus prometteur,
il installa une bobine de châssis sur une automobile et posa sur
la voie un fil de terre relié à un téléphone
de son usine. Pendant que la voiture roulait à 40 milles à
l'heure, l'induction fut établie entre la bobine de châssis
et le fil de groupe, et une conversation fut facilement menée
entre les occupants de la voiture et les personnes de l'usine. Les résultats
furent si excellents que la compagnie de chemin de fer de Londres, Brighton
et South Coast équipa un wagon avec l'appareil de M. Kramer et
fit poser un fil de terre sur sa ligne. Deux bobines de fil furent fixées
autour du wagon. L'une d'elles fut chargée au moyen d'une batterie
électrique et munie d'un appareil de communication téléphonique.
Les émanations du courant créé dans le train étaient
captées par le fil de terre posé sur la terre entre les
rails. Il y avait un espace libre de lumière entre la bobine
et le fil de terre, mais le courant passait par induction sans fil du
train au fil de terre. Il y avait ensuite un autre fil sur la terre
qui était chargé du courant primaire établi par
des personnes parlant au téléphone à Londres et
des postes d'aiguillage le long de la route. Ces courants étaient
également reproduits par « induction sans fil » dans
la deuxième bobine autour du wagon. Cette deuxième bobine
était reliée à l'appareil récepteur du téléphone.
Grâce à lui, les voyageurs pouvaient écouter les
paroles de leurs amis éloignés, tandis que les fonctionnaires
du chemin de fer du train conversaient avec des signaleurs invisibles.
Ainsi, au moyen des bobines émettrices et réceptrices,
des messages étaient envoyés et délivrés
pendant que le train se déplaçait à une vitesse
de 40 miles à l'heure. Tout ceci ne représente cependant
que la première étape du développement de la téléphonie
sans fil.
Le « railiphone » a été grandement amélioré
au cours des huit derniers mois. Le système est actuellement
installé, sous une forme plus perfectionnée, sur le chemin
de fer Stratford-Avon et Midland Junction.
Les visiteurs qui voyageront sur la ligne pour ce festival trouveront
le « railiphone » en état de marche et pourront tester
certaines de ses merveilleuses qualités. Mais les applications
les plus utiles ne seront pas soumises à leur observation directe.
Non seulement chaque train sera relié sans fil à l'ensemble
du système téléphonique, mais chaque locomotive
sera reliée à toutes les boîtes de signalisation
qu'elle croise ; et — le plus important des perfectionnements —
chaque train sera en communication automatique avec les trains qui s'approchent
de lui. Dès que deux trains s'approcheront suffisamment pour
se trouver dans la « zone de danger », un circuit téléphonique
sans fil sera établi entre eux et des cloches avertiront automatiquement
les conducteurs de locomotives d'éviter toute collision.
De plus, pour que l'assurance soit doublement sûre, tous les trains seront reliés par des courants électriques aux boîtes de signalisation. Chaque aiguilleur aura sous la main un appareil spécial pour transmettre un signal fort. Celui-ci sera envoyé le long du fil de terre et, par induction sans fil, reçu par la seconde bobine du train. Ensuite, au moyen de l'autre première bobine primaire fixée autour du train, des messages seront envoyés aux postes d'aiguillage. Tous les aiguilleurs et les conducteurs de locomotive seront ainsi en communication permanente. Le vacarme actuel du brouillard épais et de la neige aveuglante qui empêchent la vue des signaux sera évité ; et les agents des chemins de fer posséderont de tels pouvoirs pour contrôler l'arrivée et l'expédition des trains qu'ils pourront probablement organiser un service plus rapide, tout en supprimant toute possibilité de collision. Car non seulement le « railplume » fait sonner les cloches des trains dans la « zone dangereuse », mais il avertit les aiguilleurs du poste d'aiguillage le plus proche ; Encore plus étonnant est le dernier perfectionnement que M. Kramer a apporté à son système. Il est maintenant possible à un aiguilleur de freiner automatiquement un train sans tenir compte de ce que fait le conducteur de la locomotive. De plus, un train qui en dépasse un autre peut être arrêté net par le freinage actionné par le train qui le précède. On voit ainsi que le « railophone » non seulement ajoute un luxe au voyage, mais révolutionne complètement le contrôle du trafic ferroviaire.