«M entends-tu?» L aventure des télécommunications

Transcription

1 «M entends-tu?» L aventure des télécommunications

2 Samuel Finley Breese Morse Guglielmo Marconi

3 Avant-propos Lorsqu il présente, en 1861, un appareil capable de transmettre de la musique et des paroles au moyen de fils, l Allemand Philipp Reis ne soulève guère l enthousiasme, le public jugeant son invention sans intérêt. Sans intérêt le téléphone, vraiment? L histoire du télégraphe, du téléphone et de la radio est ponctuée d épisodes passionnants et parfois surprenants. Si, pendant un siècle, les premières découvertes ont été le fait d inventeurs et de bricoleurs de génie qui ont presque toujours dû se battre seuls pour imposer leur vision, l industrie identifie rapidement l énorme potentiel financier de ces inventions révolutionnaires. Ainsi, nombre d entreprises en Europe et aux Etats-Unis construisent des laboratoires de développement et les mettent à la disposition de chercheurs, de physiciens et d ingénieurs afin d accélérer le progrès. La présente brochure n a pas pour ambition de citer un à un tous les acteurs de cette formidable épopée, mais vise plutôt à présenter une vue d ensemble de l histoire des télécommunications tout en saluant la sagacité des pionniers qui ont contribué à la conquête de ces nouvelles technologies. Hier, aujourd hui et demain. Carl Ferdinand Braun

4 Impressum Editeur Swisscom SA, Internet à l école, Berne Mise en page Impression Benteli Hallwag Druck AG, Berne Photos Kontrast, Atelier für Fotografie, Schönbühl (couverture, p. 6, 22 et 44) Musée de la communication, Berne Les photos sont protégées par des droits d auteur. Toute reproduction nécessite expressément l autorisation du Musée de la communication de Berne. Le Copyright pour les photos n a pu être déterminé dans tous les cas. Les demandes de droit d auteur doivent ête adressées à Swisscom SA. Swisscom SA, 2 e édition 2005 (1 re édition 2001)

5 Table des matières L histoire du télégraphe 6 Des crieurs aux torches, en passant par les tam-tams 8 L âge d or du télégraphe optique 9 L électricité révolutionne la télégraphie 12 La télécommunication devient un bien public 17 La télégraphie en Suisse 20 L histoire du téléphone 22 L invention du téléphone 24 Les distances s effacent 29 Le téléphone connaît un véritable essor 31 La téléphonie multiple devient réalité 32 L automatisation de la commutation 33 L invention de la télégraphie sans fil 35 Le téléphone conquiert la Suisse 38 La téléphonie mobile en Suisse 41 Bienvenue dans le monde internet 42 L histoire de la radio 44 Les origines de la radiotechnique 46 Et la radio devient réalité 49 Tout commence dans l éther 52 Le transistor fait son apparition 55 La Suisse à l écoute 57

6 Signes d un autre temps.

7 L histoire du télégraphe De tout temps, l homme a exprimé le besoin de communiquer par-delà On raconte qu Alexandre le Grand utilisait ce cor imposant pour mobiliser ses troupes les distances. Très souvent d ailleurs pour des raisons d ordre belliqueux ou politique. Ainsi, il était fréquent que des groupes d individus cherchent à avertir leurs amis et alliés de l approche de factions ennemies, à communiquer telle victoire ou telle défaite ou encore à acheminer des instructions de la capitale à la province. Le tout Comment gommer les distances? La télégraphie ou les origines des télécommunications modernes. dans les plus brefs délais, cela va de soi. Télégraphe: du grec «têle» = loin, au loin, à distance et «-graphos, -graphia, graphein» = écrire. 7

8 Le télégraphe Des crieurs aux torches, en passant par les tam-tams De l efficacité du bouche à oreille Depuis toujours, l être humain a lancé des cris d alarme. Ces avertissements ont d ailleurs été les précurseurs des systèmes de tours qu utilisaient les Perses et les Romains pour se communiquer des informations. Mais comment ce système fonctionne-t-il? Les tours sont placées à une distance égale à la portée de la voix pour permettre de crier littéralement les nouvelles d un poste à l autre et ainsi de suite sur de grandes distances. Les Romains excellent en la matière puisqu ils sont capables de transmettre une information sur 240 kilomètres, en l espace d une seule journée. Au cours des siècles, de l Antiquité aux temps modernes, des messagers à pied et à cheval, des chiens-estafettes ou encore des pigeons voyageurs sont également utilisés pour transporter des messages. Cor des Alpes, vers 1870 La télégraphie optique, vers 336 av. J.-C. > L essentiel en bref Des messagers à cheval à la télégraphie optique. 500 av. J.-C. Les Perses élaborent un système d estafettes à cheval capables de transmettre une information sur une distance de 2529 kilomètres en l espace d une semaine seulement. 490 av. J.-C. Un soldat parcourt à pied la distance entre Marathon et Athènes pour annoncer la victoire des Athéniens sur les Perses. env. 450 av. J.-C. Le célèbre historien grec Hérodote fait référence dans ses écrits à des signaux lumineux transmis au moyen de torches. Il doit très certainement s agir des débuts de la télégraphie optique. 8 Flammes garantes d une actualité brûlante Outre les signaux sonores, les signaux optiques jouent un rôle déterminant dans le développement de la télécommunication. Ainsi, dans l Antiquité, les Perses, les Grecs, les Carthaginois et les Romains mettent au point des systèmes de signaux lumineux extrêmement élaborés, tels que la télégraphie à l aide de torches. Cette dernière méthode consiste à agiter une ou plusieurs torches selon un code précis afin de transmettre le signal correspondant d un poste à l autre. Il est ainsi possible de communiquer des messages sur plusieurs centaines de kilomètres. Ce procédé ingénieux sera appelé à se développer par la suite puisqu il s agit de l ancêtre de la télégraphie optique, un système perfectionné au XVII e siècle et qui connaît son âge d or vers la fin du XVIII e siècle en France.

9 L âge d or du télégraphe optique Avis de sceptiques. En 1816 encore, l Amirauté britannique estime que les télégrammes, de quelque nature qu ils soient, sont parfaitement inutiles. Une balade au parc un peu particulière Par une belle journée de 1690, le physicien français Guillaume Amontons se livre en plein air à différentes expériences sur la télégraphie optique dans le célèbre Jardin du Luxembourg. Pour ce faire, il équipe ses assistants de longues-vues et les place à bonne distance les uns des autres dans les allées du parc. Puis, le premier d entre eux exécute une gestuelle déterminée pour communiquer un signal au deuxième qui le transmet à son tour au troisième et ainsi de suite. Signal après signal, le message prend forme. Baptisé sémaphore (du grec «sema» = signe et «phoros», «pherein» = porter), ce mode de transmission désigne également le système de signalisation par pavillons utilisé encore aujourd hui dans la marine pour transmettre des informations d un navire à un autre. Les bras articulés de Claude Chappe Au cours du XVIII e siècle, de nombreux hommes de science s intéressent à la télégraphie optique. L un d eux en particulier s y distinguera: il s agit du Français Claude Chappe. Issu d une famille d ingénieurs et d astronomes, ce brillant ingénieur invente en 1791 le télégraphe aérien. Ce Télégraphe aérien 9

10 Le télégraphe Claude Chappe système permet de transmettre des messages au moyen de signaux obtenus à l aide de bras articulés disposés sur des tours distantes de cinq à dix kilomètres. Pour ce faire, chacune de ces tours est munie d un dispositif en forme de T lui-même doté de bras mobiles à chacune de ses extrémités. En fonction des degrés d inclinaison des deux poutrelles, il est possible de reconstituer l ensemble de l alphabet. Nommé à la tête des télégraphes français le 12 juillet 1793, Claude Chappe fera construire un réseau de tours télégraphiques comprenant 16 stations intermédiaires entre Paris et Lille, distantes de 230 kilomètres. L héliographe de Carl Friedrich Gauss Claude Chappe connaîtra une fin tragique: constatant que son invention est plagiée par d autres ingénieurs et concurrencée par de nouveaux systèmes, il se donnera la mort en On ignore cependant s il avait eu connaissance des travaux réalisés par le mathématicien allemand Carl Friedrich Gauss qui met au point un dispositif utilisant Récepteur de signaux,

11 les rayons du soleil réfléchis à l aide de miroirs pour transmettre des signaux lumineux à plusieurs kilomètres. Ce procédé porte le nom on ne peut plus explicite d héliographe, tiré du grec «helios» = soleil et «graphein» = écrire. > L essentiel en bref Des bras articulés et les rayons du soleil pour transmettre des signaux. Peut-être communiquerions-nous aujourd hui encore à l aide de miroirs et de bras articulés si une découverte majeure n avait pas totalement bouleversé le monde: celle de l électricité. env av. J.-C. Les Egyptiens découvrent déjà certaines applications du courant électrique. On trouve d ailleurs dans les collections du Musée d histoire du Caire d étranges pierres qui, d après les experts, devaient servir de piles Le physicien français Guillaume Amontons se livre à des essais de télégraphie optique dans un parc parisien Le mathématicien genevois Georges-Louis Le Sage invente un appareil électrique permettant de transmettre des messages Le Français Claude Chappe met au point le télégraphe aérien, un dispositif composé de bras articulés. 1793/1794 Le même Claude Chappe fait construire la première ligne de télégraphes aériens entre Paris et Lille. Carl Friedrich Gauss et Georges-Louis Le Sage 1820 Le mathématicien allemand Carl Friedrich Gauss invente l héliographe. 11

12 Le télégraphe L électricité révolutionne la télégraphie La bouteille de Leyde Un électrochoc salutaire Il est impossible de dater avec précision la découverte de l électricité. Mais une chose est sûre, sous forme d éclairs, elle avait certainement déjà effrayé bon nombre de nos ancêtres habitants des cavernes. D après les récits dont nous disposons, les premières expériences ayant trait à l électricité statique remontent au début du XVII e siècle. Mais il faudra attendre le XVIII e siècle pour que les scientifiques percent réellement le mystère cette nouvelle énergie, d une manière quelque peu brutale: en 1746, alors qu il réalise une expérience au moyen d une bouteille de Leyde un type de condensateur primitif, Pieter van Musschenbroek est terrassé par une forte décharge. D une main encore tremblante, il qualifie l épisode d effrayant dans ses notes. En découvrant ainsi la puissance du courant électrique, le physicien hollandais fait entrer les télécommunications dans une ère nouvelle. Une aiguille aimantée aux pouvoirs «magiques» L Allemand Samuel Thomas von Sömmering fait lui aussi l expérience des surprenantes qualités de l électricité qu il est d ailleurs le premier à appliquer à la télégraphie. Son invention consiste en un appareil électrochimique complexe muni de 35 fils, soit un fil par lettre et par chiffre. Samuel Thomas von Sömmering et Hans Christian Oersted 12

13 Le télégraphe électrochimique de Sömmering, 1884 Ceux-ci sont ensuite reliés par des électrodes à un récipient contenant une solution acide où les différents signes transmis apparaissent sous forme de bulles. Malgré ses impressionnantes qualités, le télégraphe de Sömmering ne parvient pas à s imposer. Il faudra attendre 1820 et les découvertes de Hans Christian Oersted pour que la télégraphie électrique connaisse une impulsion décisive: le physicien danois observe qu une aiguille aimantée est déviée vers le courant qui circule dans un fil relié à une pile électrochimique. Le télégraphe entre ainsi dans une nouvelle dimension. Le télégraphe à aiguilles, 1836 Un peintre révolutionne la télégraphie La découverte de Hans Christian Oersted galvanise littéralement les grands esprits de l époque. Presque aussitôt, plusieurs chercheurs et inventeurs reprennent les travaux du Danois pour les appliquer à la télégraphie et c est ainsi qu en 1832 l officier russe d origine allemande Schilling von Cannstadt invente un télégraphe à aiguilles capable de transmettre des signes selon un code précis (à chaque mouvement d aiguille est attribué un chiffre de 1 à 10). 13

14 Le télégraphe Schilling von Cannstadt Pendant ce temps, Carl Friedrich Gauss souvenez-vous, l inventeur de l héliographe ne reste pas inactif. En collaboration avec son collègue Wilhelm Weber il crée le premier télégraphe réellement opérationnel. Pour tester leur invention, les deux physiciens se servent de fils de cuivre et de fer pour construire ce qui a sans doute été la première ligne aérienne et relier ainsi l observatoire de Göttigen et leur propre laboratoire, distants de 1,5 km. Gauss et Weber envoient ensuite le premier télégramme à une vitesse de 9 lettres par minute: «Mickelmann kommt» («Mickelmann arrive»). Pour transmettre ce bref message, le télégraphiste doit actionner l aiguille aimantée à quarante reprises. Premier télégramme transmis Mais qui donc est ce Mickelmann? Le mystère reste entier. Le télégraphiste a dû très certainement taper ce nom sous l impulsion du moment. Car aucun chercheur portant ce patronyme n a contribué par la suite au développement de la télécommunication. En revanche, un autre nom est entré, lui, dans l histoire de la télégraphie: il s agit de celui de Samuel Finley Breese Morse qui jouit encore aujourd hui d une célébrité intacte. Cet Américain, artistepeintre et inventeur de son état, ne se contente pas de reproduire des portraits et des paysages bucoliques, il est aussi un bricoleur passionné. Dès 1833, il réalise un certain nombre d expériences au moyen d un télégraphe Samuel Finley Breese Morse 14

15 Point Point Trait Le premier télégraphe de Samuel Morse, 1837 > L essentiel en bref Les grands esprits au service de la télécommunication. électromagnétique qu il fait breveter quelques années plus tard, en D apparence quelque peu étrange, l appareil comprend une station émettrice composée d un manipulateur et reliée à un poste récepteur. Morse va même jusqu à sacrifier l un de ses chevalets pour le construire. A chaque pression, le manipulateur commande l ouverture ou la fermeture d un circuit électrique; ces impulsions actionnent à leur tour une plume placée audessus d une bande de papier en défilement où s inscrit le message sous forme de points et de traits. Points et traits le nouveau langage universel Samuel Morse doit attendre sept longues années pour que l utilité de sa découverte soit reconnue. Ce n est en effet qu entre 1843 et 1844 que les Américains construisent la première ligne télégraphique sur quelque 60 kilomètres, entre Washington D.C. et Baltimore dans le 1809 L Allemand Samuel Thomas von Sömmering créé un télégraphe dont le fonctionnement repose sur les propriétés chimiques du courant électrique 1820 Le physicien danois Hans Christian Oersted observe l effet de l électricité sur une aiguille aimantée. Cette date marque les débuts de la télégraphie électromagnétique Officier et homme de sciences d origine allemande, Schilling von Cannstadt construit le premier télégraphe à aiguille véritablement opérationnel. Le télégraphe de Morse 1833 Les physiciens allemands Carl Fridrich Gauss et Wilhelm Weber mettent au point le premier télégraphe capable de transmettre des messages sur une «longue» distance. 15

16 Le télégraphe Le 24 mai 1844, Samuel Morse transmet le premier télégramme longue distance 1833 L Américain Samuel Finley Breese Morse réalise ses premières expériences au moyen d un télégraphe électromagnétique L Anglais William Cooke dépose une demande de brevet pour un télégraphe électrique à cinq fils Samuel Morse fait breveter son télégraphe, révolutionnant ainsi le monde de la télécommunication Samuel Morse créé le célèbre alphabet qui porte son nom et dont une version élaborée est encore utilisée dans le monde entier. 24 mai 1844 Samuel Morse inaugure la ligne télégraphique qu il a fait construire entre Washington et Baltimore sur quelque 60 kilomètres. Maryland. Morse améliore son premier appareil et envoie le 24 mai 1844 un message «longue distance»: «What hath God wrought» («Ce que Dieu a créé»). Mais sa créativité ne s arrête pas là. Pour transmettre ses télégrammes, il élabore le célèbre alphabet qui porte son nom: chaque lettre, chiffre et signe de ponctuation est remplacé par une combinaison de points et de traits. Utilisé aujourd hui encore par les radioamateurs et, dans une moindre mesure, par la marine, le code morse permet de communiquer très facilement à l aide de télégraphes rudimentaires, munis de diodes lumineuses, de petites lampes ou encore de vibreurs. Carl Friedrich Gauss (à gauche), Wilhelm Eduard Weber (à droite) 16

17 La télécommunication devient un bien public Récepteur morse à pointe sèche Le télégraphe conquiert le monde Si l on doit la découverte de la télégraphie électrique à des inventeurs de génie, dans la seconde moitié du XIX e siècle, l industrie reprend le flambeau de ces pionniers et accélère le développement de cette technologie. Les appareils deviennent toujours plus sophistiqués, la construction de stations-relais permet d améliorer en permanence la qualité de transmission sur de longues distances et les lignes télégraphiques se multiplient un peu partout dans le monde, à la fois sur la terre et sous la mer. Aux alentours de 1870 trois entreprises se livrent une concurrence acharnée pour construire une ligne de plus de kilomètres entre Londres et Calcutta. Finalement, les trois lignes seront construites. Pose de câbles dans le Golfe persique (à gauche) et dans l Atlantique (à droite) 17

18 Le télégraphe Werner von Siemens > L essentiel en bref La terre entière à l heure du télégraphe La pose d un câble sousmarin sous la Manche permet d exploiter la première liaison télégraphique entre Paris et Londres L ingénieur britannique David Edward Hughes construit le premier télégraphe avec appareil imprimeur permettant d envoyer des messages et de les traduire automatiquement sous forme de caractères imprimés L homme d affaires et Ingénieur américain Cyrus W. Field finance la construction d un câble sous-marin entre l Europe et les Etats-Unis, permettant ainsi l envoi du premier télégramme transatlantique. Les bons vieux télégraphes n ont pas dit leur dernier mot Le téléphone a déjà fait son apparition depuis plusieurs années (voir également page 24) et commence peu à peu à concurrencer la télégraphie. Malgré tout, le télégraphe continue de régner en seul maître sur la transmission de messages sur de très longues distances jusque dans la seconde moitié du XX e siècle. Deux inventions marquantes jalonnent notamment ce développement: il s agit tout d abord de la création du télégraphe harmonique à six fréquences et ensuite du lancement en 1927 par Siemens & Halske du télégraphe à douze fréquences vocales. Une année plus tard seulement le premier téléscripteur est mis en service. Des petits trous, des petits trous, encore des petits trous! Au fil des années, un réseau télégraphique public baptisé télex s impose dans le monde entier. Il constituera même le principal service de transmission de textes jusqu à l avènement de l internet à la fin du siècle dernier. A l instar Cyrus W. Field Le télégraphe avec appareil imprimeur de David Edward Hughes,

19 1869/1870 Une ligne télégraphique de kilomètres est mise en service entre Londres et Calcutta Le jeune Thomas Alva Edison invente un télégraphe «quadruplex» capable de transmettre simultanément sur un seul fil deux télégrammes dans chaque sens (multiplexage). des machines à écrire traditionnelles, les premiers téléscripteurs dits «modernes» sont équipés d un clavier pour la saisie des informations. Celles-ci sont ensuite codées sur des bandes de papier perforées qui servent de support et déclenchent, en se déroulant dans le poste d émission, les impulsions transmises au poste de réception, à l autre extrémité de la ligne, où le message est à nouveau imprimé sous forme de texte. 1886/1888 Le physicien allemand Heinrich Hertz perce le secret des ondes électromagnétiques L Italien Guglielmo Marconi pose les jalons de la télégraphie sans fil Siemens & Halske lance sur le marché un télégraphe à douze fréquences vocales L ingénieur allemand Robert Hell élabore un système connu sous le nom d «appareil de Hell», fonctionnant côté émetteur sur le principe de la décomposition des signes et, côté récepteur, sur le principe du phototélégraphe. dès 1934 Utilisés aussi bien par les particuliers que par les autorités, différents réseaux de transmission télégraphique font leur apparition à travers le monde. Le réseau télex, adopté par la plupart des pays, est le plus connu d entre eux. dès 1975 env. Le télécopieur devient un complément idéal au téléphone traditionnel, car il permet non seulement d envoyer des textes, mais aussi des graphiques et des images conformes à l original le tout par l intermédiaire du réseau téléphonique. Télex à bandes perforées, vers 1960 Sans fil tout est plus facile Dès 1894, les lignes ne sont plus nécessaires à l envoi de messages. L Italien Guglielmo Marconi est le premier à exploiter les ondes électriques pour transmettre des informations (voir également page 36). Il jette ainsi les bases de la télégraphie sans fil, de la radiocommunication et de la radiodiffusion. 19

20 Le télégraphe La télégraphie en Suisse Embellie boursière. Ce n est qu avec l apparition du télégraphe que les financiers peuvent s enquérir dans les meilleurs délais de l évolution des cours dans les différentes Bourses du monde. La Suisse entre dans la course La Confédération helvétique voit officiellement le jour en Deux ans plus tard, les sept conseillers fédéraux frais émoulus s intéressent de près à la télégraphie. Le 7 mai 1950, le gouvernement bernois attire l attention des Pères de la Nation sur le développement de cette technologie et préconise son introduction en Suisse. Loin de rester insensible à ces recommandations, le gouvernement fédéral donne le coup d envoi des travaux de construction de lignes télégraphiques entre Reineck et Genève et entre Bâle et Chiasso, le 1 er novembre > L essentiel en bref Une jeune nation s enthousiasme pour la télégraphie Les villes de Lucerne et de Sarnen construisent une ligne télégraphique selon le modèle de Chappe. 12 septembre 1848 La Suisse adopte une nouvelle Constitution et devient un Etat fédéral. 24 décembre 1851 La loi fédérale concernant l établissement de lignes télégraphiques entre en vigueur. Huit millions de télégrammes en une année: un véritable record! Le Conseil fédéral confie la direction du projet au Munichois Carl August Steinheil, physicien de renom qui s est déjà distingué dans ce domaine quelques années plus tôt. Ce choix se révèle concluant puisque le réseau télégraphique doté de 27 bureaux est inauguré le 5 décembre 1852, soit un an à peine après le début des travaux. Afin d améliorer la qualité des transmissions, la Suisse adopte le télégraphe avec appareil imprimeur en Le pays compte pas moins d un millier de bureaux en 1875 déjà. La télégraphie rencontre un franc succès en Suisse. On estime en effet que les Helvètes transmettront près de 1,7 million de télégrammes par année entre 1870 et Ce chiffre doublera d ailleurs en 1914, avant d atteindre en 1919 le volume record de messages envoyés. A partir de cette date toutefois, le télégraphe perdra peu à peu du terrain, supplanté par le téléphone et d autres médias dont on ne saurait freiner l expansion. 15 juillet 1852 Le gouvernement lance les travaux de construction de la première ligne télégraphique entre Zurich et St-Gall. 20

21 Carl August Steinheil Le service du télégraphe, Zurich, novembre 1852 La Direction de l Administration des télégraphes annonce officiellement la mis e en service du réseau télégraphique helvétique pour le 5 décembre suivant Les autorités suisses posent le premier câble subaquatique dans le lac des Quatre-cantons, entre les localités de Spyssenegg et de Stansstaad En une année, les Suisses envoient pas moins de télégrammes un véritable record! 1934 La Suisse met en service le réseau télex, un système de communication télégraphique très sophistiqué qui constituera d ailleurs le principal service de transmission de textes jusqu à l arrivée de l internet. La fin d une époque et le début d une ère nouvelle! L invention du téléscripteur et la création du réseau télex en 1934 constituent sans doute le dernier grand chapitre de l histoire de la télégraphie en Suisse. Afin de profiter pleinement de tous les avantages de cette technologie, bon nombre de grandes entreprises s équipent de téléscripteurs. Elles sont ainsi en mesure de réaliser d importantes économies de temps tout en optimisant leur efficacité. C est vers la fin des années 80 que le réseau télex connaît son heure de gloire. Son importance commence toutefois à décliner avec l arrivée du télécopieur et, plus tard, de l internet. En effet, le développement du réseau des réseaux marque le commencement d une ère nouvelle, reléguant définitivement au passé les premières formes de télécommunication Supplanté peu à peu par le téléphone, le téléphone portable, les services SMS et l internet, le service de télégrammes tire sa révérence. Téléscripteur, Bâle,

22 Allô? Le petit mot qui bouleverse la télécommunication.

23 L histoire du téléphone Comment transformer des sons en signaux électriques? Cette question fondamentale Pose d un câble sur les hauteurs de Wengen, au pied de la Jungfrau a occupé l esprit de bon nombre de scientifiques passionnés pendant la seconde moitié du XIX e siècle. L électricité connaît Téléphone; du grec «têle» = loin et «phôné» = voix. alors son heure de gloire et permet de multiplier les progrès techniques. Brillant exemple du génie créateur de ces pionniers de l électricité, la lampe à incandescence commence alors à diffuser ses premiers A qui revient véritablement la paternité du téléphone? La transmission électrique de la parole une idée fixe pour bien des inventeurs. rayons de lumière. 23

24 Le téléphone L invention du téléphone Le secret réside dans les oscillations A cette même époque, le Français Charles Bourseul est pris d une véritable illumination. Il observe qu en parlant rapidement devant une membrane flexible sa voix créé des vibrations susceptibles de commander l ouverture et la fermeture d un circuit électrique alimenté par une pile. Charles Bourseul Le principe de fonctionnement de la transmission électrique de la voix Ces impulsions peuvent à leur tour générer des vibrations similaires sur un autre diaphragme afin d y reproduire le son original. Même si le raisonnement peut sembler quelque peu alambiqué, il n en constitue pas moins un grand trait de génie. Le jeune télégraphiste vient en effet de découvrir la transmission électrique de la parole. Une salade de concombres devenue célèbre On ignore toutefois si Bourseul a construit des prototypes pour étayer sa théorie. Mais un autre inventeur est déjà à pied d œuvre: l Allemand Philipp Reis construit un appareil dont le principe de fonctionnement se rapproche de celui du téléphone. Ainsi, en 1861, il parvient à transmettre le premier message parlé au moyen d un fil électrique 24

25 Le téléphone de Philipp Reis: inventeur pragmatique, Reis, qui baptise son invention «téléphone», utilise un boyau à saucisse en guise de membrane Philipp Reis relié à une étrange boîte d où émerge une phrase quasiment incompréhensible: «Das Pferd frisst keinen Gurkensalat» («le cheval ne mange pas de salade de concombres»). Malgré les nombreux grésillements, le technique élaborée par Reis brille par son ingéniosité. Malheureusement, le monde n est pas encore prêt pour une découverte de cette ampleur. Le public va même jusqu à qualifier l invention de jouet d enfant, dénué de tout intérêt et voué à l échec. L avenir se chargera pourtant de donner tort aux sceptiques. Les Américains reprennent le flambeau Une dizaine d années passent sans que l appareil de Reis ne semble susciter un quelconque intérêt. Apparemment, rares sont les personnes réellement en mesure de concevoir l énorme potentiel que présente le téléphone. Mais par chance, de l autre côté de l Atlantique, deux hommes travaillent simultanément à l élaboration de systèmes de transmission de la parole: il s agit d Alexander Graham Bell et d Elisha Gray. Professeur pour malentendants à Boston, 25

26 Le téléphone Bell développe et simplifie le téléphone de Reis tandis que son compatriote de Chicago s emploie à la construction d un télégraphe «harmonique». Elisha Gray lors de l expérience de la baignoire La parole franchit les étages Bell reprend les réflexions de Reis et perfectionne le système mis au point par ce dernier: contrairement à son prédécesseur, l Américain crée un appareil composé d un émetteur (microphone) et d un récepteur (écouteur) identiques, fonctionnant selon le même principe et reliés par un fil de connexion. Pour communiquer, il suffit d approcher l émetteur de la bouche et le récepteur de l oreille. Autre avantage, le téléphone de Bell est immédiatement opérationnel, du moins sur une courte distance, par exemple entre des étages. Enfin, le 10 mars 1876, installé au rez-de-chaussée, il prononcera dans le microphone une phrase désormais célèbre: «Monsieur Watson, pouvezvous venir, j ai besoin de vous». Son assistant, qui se trouve au quatrième étage, perçoit aussitôt la voix de Bell dans l écouteur. Sur le téléphone mis au point par Alexander Graham Bell, l émetteur et le récepteur peuvent servir indifféremment de microphone et d écouteur 26

27 Le téléphone joue de la musique. Les pionniers du téléphone tentèrent d accroître la popularité du téléphone en transmettant par ce biais des représentations musicales. Course au brevet De son côté, Elisha Gray ne reste pas les bras croisés. Il construit un appareil sur le modèle du système de Reis et dépose une demande de brevet. Malheureusement pour lui, Graham Bell l a devancé de peu deux heures à peine. Gray voit ainsi l invention du siècle lui échapper. Schéma du téléphone Graham Bell reçoit officiellement son brevet le jour de son 29 e anniversaire, en Il ne pouvait rêver meilleur cadeau puisqu il s agit assurément du plus précieux brevet jamais délivré aux Etats-Unis. Aussitôt, le génial inventeur décide de commercialiser son téléphone et, en 1879, fonde en collaboration avec son beaupère la Bell Telephone Company, qui compte aujourd hui encore parmi les principales entreprises de télécommunication au monde. 27

28 Le téléphone Naissance du téléphone moderne Si le téléphone rencontre un succès fulgurant dans tous les pays, le mérite n en revient pas uniquement à Alexander Graham Bell. David Edward Hughes apporte également une contribution significative au développement de cette technologie: en 1878, l ingénieur britannique créé le microphone à charbon permettant d utiliser le téléphone sur de longues distances. David Edward Hughes > L essentiel en bref Paternité âprement disputée Le Français Charles Bourseul énonce le principe théorique de la transmission de la parole au moyen d ondes électriques L Allemand Philipp Reis construit le premier appareil téléphonique. 14 février 1876 L Américain d origine écossaise Alexander Graham Bell dépose une demande de brevet pour son téléphone. 14 février 1876 Passioné d électricité et de technique, Elisha Gray dépose lui aussi une demande de brevet pour ce qu il appelle un «télégraphe harmonique», deux heures seulement après Graham Bell. Le dispositif de Hughes comprend une source de tension et deux plaques métalliques entre lesquelles est placée de la grenaille de charbon. L une des plaques fait office de diaphragme, transmettant aux grains de charbon les variations de pression dues aux ondes sonores. Ces variations entraînent alors une modification de la résistance électrique entre les deux plaques, modulant ainsi au rythme de la voix le courant qui traverse le dispositif. Les expériences de Hugues se révèlent concluantes. Autre avantage, ce dispositif permet de séparer le microphone et l écouteur et de les placer respectivement près de la bouche et de l oreille. L ancêtre du téléphone moderne est né. Microphone à charbon 1878 L ingénieur britannique David Edward Hughes créé le microphone à charbon. 28

29 Les distances s effacent Des lignes téléphoniques en pagaille A ses débuts, le téléphone reste un outil peu maniable, permettant à peine à deux interlocuteurs de communiquer sur une distance relativement courte. Confort d utilisation et qualité de transmission ne sont pas encore au centre des préoccupations. A cette époque, le principal problème réside dans la distance. En effet, loin d être constante, la qualité du son diminue avec l éloignement. Plusieurs facteurs expliquent cet affaiblissement du signal: tout d abord, la ligne elle-même offre une résistance considérable et, ensuite, l induction entraîne des pertes de courant importantes, notamment aux endroits où la ligne est fixée à des isolateurs. Une fois de plus, les inventeurs doivent faire preuve d ingéniosité. Lignes téléphoniques à New York vers 1885 Pose d un câble à Zurich,

30 Le téléphone Michael Pupin Bobines salvatrices Les pionniers du téléphone doivent résoudre deux questions majeures: comment réduire la résistance et comment renforcer le signal pendant la transmission? Michael Pupin franchit une première étape en 1919: ce physicien américain d origine serbe élabore un système connu sous le nom de «pupinisation» consistant à intercaller, à intervalles de 1830 mètres, des bobines d auto-inductance qui présentent une résistance minimale tout en permettant d améliorer la qualité de la communication. Grâce à cette invention, la distance de transmission sur un câble de cuivre de 2 millimètres de diamètre atteint 200 kilomètres. Et ce n est qu un début. > L essentiel en bref Les physiciens redoublent d efforts L Américain d origine serbe Michael Pupin invente la bobine d inductance, permettant ainsi d augmenter la distance de communication de 70 à 100 kilomètres L Américain Lee de Forest invente la triode, une lampe à trois électrodes permettant de renforcer les signaux vocaux (voir également page 50). Bobines d auto-inductance visant à renforcer le signal, sur une ligne téléphonique Bobines de Pupin,

31 Le téléphone connaît un véritable essor L ancêtre des paraboles: le photophone réalisé par Bell en 1880 transmettait la voix par l intermédiaire de signaux lumineux. Invention géniale ou instrument superflu? Le public réserve un accueil plutôt mitigé au téléphone, certains allant même jusqu à maudire cette invention. Les professionnels sont pour ainsi dire les seuls à en reconnaître les avantages. Ainsi, les premiers utlisateurs seront les banquiers, les courtiers, les journalistes, les médecins, les avocats et les fabricants de télégraphes et de téléphones eux-mêmes. Avant 1910 aux Etats-Unis, voire 1930 en Europe, le téléphone ne parvient pas à s imposer chez les particuliers. Remplissant quasiment les mêmes fonctions que le télégraphe jusque-là, il est uniquement utilisé pour transmettre des messages brefs, passer des commandes ou effectuer des appels d urgence. Il n est pas encore question de passer des heures au bout du fil, le contact direct restant le mode de communication privilégié. Le téléphone entame malgré tout son irrésistible ascension: au tournant du XX e siècle, on compte déjà 2,2 millions d appareils téléphoniques aux Etats-Unis. 31

32 Le téléphone La téléphonie multiple devient réalité > L essentiel en bref Des lignes pleines de ressources. env Le développement de circuits fantômes ou lignes virtuelles permet d établir simultanément trois communications sur deux lignes physiques. env La téléphonie multiple devient réalité grâce au procédé du courant porteur Le câble coaxial ou câble à bande large permet d effectuer 600 appels en même temps. Vue d un câble coaxial Comment rendre le téléphone abordable? La construction de lignes se révélant particulièrement onéreuse, les physiciens doivent impérativement trouver le moyen d effectuer simultanément plusieurs communications sur une seule et même ligne. La construction de circuits fantômes constitue un premier progrès: ce procédé qui consiste à placer des translateurs aux extrémités de deux lignes traditionnelles permet de créer une troisième ligne virtuelle et, partant, d établir en même temps trois communications différentes au moyen de deux circuits physiques. Le téléphone connaît ensuite un nouvel essor avec le développement de la téléphonie par courant porteur. En l occurrence, il s agit de créer un canal contenant des bandes de fréquences supplémentaires à même de supporter simultanément 24 communications, voire davantage. Dès les années 1950, cette capacité de transmission est encore multipliée grâce à l apparition du câble à bande large ou câble coaxial. Pouvant transporter jusqu à quatre millions de hertz, ce câble offre un spectre de fréquences comptant jusqu à 600 canaux vocaux. S il est vrai que l invention des circuits fantômes et de la téléphonie par courant porteur ont représenté des découvertes majeures, ces deux technologies sont aujourd hui totalement dépassées. En effet, l apparition du câble à fibres optiques puis, vers la fin du XX e siècle, du numérique, transformeront radicalement le monde des télécommunications. 32

33 L automatisation de la commutation Standard téléphonique manuel, Genève, 1833 Sélecteur de Strowger Les demoiselles du téléphone Bien entendu, le téléphone n est réellement utile que si tout un chacun peut communiquer avec l interlocuteur de son choix, chaque fois qu il le souhaite. La mise en service de centraux téléphoniques permet précisément de combler toutes les attentes des utilisateurs. Dès 1878, les premiers tableaux de commutation manuelle font leur apparition dans plusieurs localités des Etats-Unis et d Europe. Dans ce type de central, les fameuses «demoiselles du téléphone» la profession est en effet fortement féminisée sont chargées de desservir un nombre déterminé de raccordements. Mais le système connaît aussi des limites: ainsi, lorsqu il s agit de mettre en liaison deux utilisateurs raccordés à des tableaux différents, l opératrice est obligée de crier le numéro à sa collègue. Par la suite, l installation de nouveaux tableaux à connexions multiples permettra de remédier à ce problème. Dans les grands centraux, une opératrice peut traiter au maximum raccordements, c est-à-dire autant qu elle peut en atteindre en étirant le bras. Il va sans dire qu après une dure journée de travail, les demoiselles du téléphone n ont nullement besoin d une séance d aérobic! 33

34 Le téléphone Standard téléphonique manuel, Kreuzlingen, 1907 Schéma d un commutateur, vraisemblablement extrait du brevet de A.B. Strowger, 1881 Le commutateur électromécanique remplace l opératrice Comme chacun sait, l erreur est humaine et même l opératrice la plus aguerrie n est pas à l abri d une petite faute. Mécontent d avoir perdu une affaire suite à une erreur de connexion, l entrepreneur américain Almon B. Strowger se met aussitôt au travail afin d optimiser la fiabilité du service. Particulièrement doué de ses mains, il élabore un sélecteur à double mouvement, à savoir un dispositif permettant d établir automatiquement la communication, sans l intervention d une tierce personne. Il dépose une demande de brevet en 1889 et obtient le précieux document deux ans plus tard. > L essentiel en bref Commutation optimale Le premier tableau de commutation manuelle desservant 21 abonnés ouvre ses portes à New Haven, Connecticut Almon B. Strowger dépose une demande de brevet pour son sélecteur à double mouvement qui permet d établir des communications de manière entièrement automatisée. 3 novembre 1892 Le premier central téléphonique automatisé est inauguré à La Porte, dans l Indiana; sur les 80 raccordements disponibles, 55 sont déjà attribués au moment de l ouverture La ville de Hildesheim en Allemagne accueille le premier central téléphonique automatisé d Europe. Le commutateur intelligent Le commutateur de Strowger devient un élément essentiel du central téléphonique automatique, rendant peu à peu la fonction d opératrice inutile. Son mode de fonctionnement est aussi simple que brillant: lorsqu il décroche son téléphone, l utilisateur génère un courant continu. Une tonalité dans l écouteur lui indique alors qu il peut utiliser la ligne. Il compose ensuite le numéro au moyen du cadran d appel. Cette opération produit toute une série d impulsions électriques qui actionnent à leur tour le dispositif de commutation installé dans le central. Pour retrouver le numéro, le sélecteur de Strowger se fonde sur le nombre d impulsions transmises. Si la ligne du correspondant désiré est occupée, le système active un générateur de son chargé de produire la tonalité correspondante. En revanche, si la ligne est libre, un courant alternatif de 25 hertz fait retentir la sonnerie du téléphone du correspondant, tandis que l appelant entend le signal de retour d appel dans son écouteur. 34

35 L invention de la télégraphie sans fil Le fameux téléphone rouge. Durant la guerre froide, le moindre malentendu aurait pu être fatal. A partir de 1963, le Président des Etats-Unis et le Président de l Union soviétique pourront communiquer par téléscripteur (ligne directe). Vocation précoce Pendant qu aux Etats-Unis Alexander Graham Bell se consacre corps et âme à la construction du premier téléphone, un futur lauréat du prix Nobel voit le jour près de Bologne. Guglielmo Marconi tel est son nom est loin d être un enfant comme les autres. Les jouets traditionnels ne l intéressent guère. Il préfère au contraire investir tout son argent de poche dans l achat de fils, de verrres, de prises et de boîtes et s enfermer dans sa chambre pour construire d étranges appareils. Guglielmo Marconi Le principe de fonctionnement de la transmission sans fil Les ondes apprivoisées Agé de 20 ans à peine, Guglielmo Marconi se penche sur les travaux du physicien allemand Heinrich Rudolf Hertz. Quelques années plus tôt, ce dernier a démontré que l électricité se propage sous forme d ondes et qu il est Studio de radio Antenne d émission Microphone Emetteur Antenne de réception Récepteur 35

36 Le téléphone possible d en mesurer la vitesse. Le jeune Marconi décide alors de mettre ces découvertes en pratique. Il installe un petit atelier dans la maison familiale où il parvient à produire et à recapter des ondes électromagnétiques au moyen d un anneau métallique et de deux sphères placées à une faible distance. La télégraphie sans fil est née. Heinrich Hertz > L essentiel en bref Vibrations de l éther Le physicien britannique James Clerk Maxwell énonce la théorie des champs électromagnétiques Le Britannique David Edward Hughes réalise la première liaison sans fil à l aide d un émetteur radioélectrique. Cet appareil permettra d ailleurs aussi le développement de la radiodiffusion et de la radiocommunication. de 1886 à 1888 Le physicien allemand Heinrich Rudolf Hertz démontre en laboratoire l existence des ondes électromagnétiques. Ce faisant, il prouve également la véracité de la théorie élaborée par Maxwell. «Evviva l Italia!» Marconi fait découvrir son invention en avant-première à ses parents: il presse une touche et une clochette retentit dans la pièce voisine. Sa mère sursaute tandis que son père reste sceptique. Il n est sans doute pas encore conscient du génie créateur de son fils. Il se montrera en revanche nettement plus impressionné quand Guglielmo réussira à transmettre, au moyen d un émetteur et d un récepteur de sa conception, un message en code Morse à son frère, situé sur l autre versant d une colline: «Evviva l Italia!» («Vive l Italie!»). Pourtant, la découverte de Marconi ne suscite que peu d enthousiasme dans son pays d origine: il devra s expatrier en Angleterre pour pouvoir tester son expérience sur de plus longues distances. Le téléphone prend la voie des airs En 1899, Guglielmo Marconi réalise une formidable percée en établissant la première communication télégraphique sans fil sur une distance de 300 kilomètres entre l Angleterre et la France. Mais il ne se repose pas pour autant sur ses lauriers et s attaque ensuite à l océan Atlantique. Dans cette perspective, il construit une antenne géante pouvant servir à la fois d émetteur et de 36

37 Edouard Branly 1890 Le Français Edouard Branly présente son cohéreur à limaille permettant de détecter les ondes hertziennes. Quelques années plus tard il invente le radiotéléphone. récepteur à Saint-John, sur la côte de Terre-Neuve. La tempête abat son dispositif à plusieurs reprises, de sorte qu il tente finalement d utiliser un cerf-volant comme porteantenne pour faciliter la transmission. Ainsi, le 12 décembre 1901 ses efforts sont finalement couronnés de succès: il parvient à établir la première liaison transatlantique sans fil, entre les Cornouailles et le continent américain. «Tac», «tac», «tac» et les trois points de la lettre S traversent l océan. Même s il ne s agit que d un simple signal télégraphique, l invention de Marconi n en reste pas moins révolutionnaire puisqu elle sert également de fondement à la radiocommunication et à la téléphonie sans fil Fils d un riche homme d affaires italien, Guglielmo Marconi construit un appareil capable de capter des ondes électromagnétiques Marconi réalise la première communication radio électrique sur une distance de 300 kilomètres, entre l Angleterre et la France. 12 décembre 1901 Marconi établit la première liaison transatlantique sans fil entre les Cornouailles et Terre Neuve La première communication radiotéléphonique donc sans fil est établie entre la Tour Eiffel et un raccordement situé à Arlington, aux Etats-Unis. En 1901, Marconi réalise son rêve: la première liaison transatlantique sans fil 37

38 Le téléphone Le téléphone conquiert la Suisse Une cabine téléphonique publique dans la boutique Schrämli, à Zurich, 1890 L Etat garde la haute main sur le téléphone. En Suisse, le monopole d Etat sur la vente d appareils téléphoniques et de terminaux perdurera pendant plus de 100 ans. Colonne Morris et cabine téléphonique à la fois Une initiative privée qui fait son chemin Quatre ans seulement après son invention, le téléphone fait son apparition en Suisse: le 2 octobre 1880, une entreprise privée construit le premier réseau téléphonique à Zurich. A la fin du siècle, 144 utilisateurs déjà peuvent se permettre de débourser les CHF 150. que coûte un raccordement, une somme astronomique à cette époque. Les abonnés peuvent utiliser leur téléphone de 7h00 à 21h00, le central étant fermé pendant la nuit. Après tout, les opératrices ont bien mérité quelques heures de repos. Mais cette pause quotidienne n est que de courte durée puisque dès le 6 novembre soit un mois à peine après son ouverture le central est desservi 24 heures sur 24. L Etat entre en jeu Le Conseil fédéral autorise la compagnie de téléphone zurichoise à exploiter son propre réseau privé et lui octroie pour ce faire une concession par arrêté. Mais l Etat souhaite lui aussi tirer parti de cette formidable invention et fait construire à son propre compte les premiers réseaux 38

39 Michele Patocchi > L essentiel en bref Un pays tout entier s enthousiasme pour le téléphone La Direction générale des télégraphes réalise les premiers essais en matière de téléphonie entre le Palais fédéral et le bureau central des postes à Berne. 6 janv Michele Patocchi, adjoint à l Inspection des télégraphes à Bellinzone, utilise la ligne télégraphique traditionnelle pour établir la première communication internationale avec l office des télégraphes de Milan. 18 février 1878 La Confédération édicte des normes générales réglant l octroi de concessions. A l instar du télégraphe, le téléphone est en passe de devenir un monopole d Etat Une compagnie privée met en service le premier réseau téléphonique de Suisse dans la ville de Zurich. 1 er février 1883 La première ligne interurbaine de Suisse relie les villes de Zurich et de Winterthour Le Conseil fédéral décide que seule la Confédération est habilitée à construire et exploiter des réseaux téléphoniques. L Etat rachète alors le réseau privé zurichois. urbains dans les villes de Bâle, Berne, Genève et Lausanne. Un débat passionné divise alors la classe politique: faut-il privatiser le téléphone ou au contraire l étatiser? Finalement, les partisans du monopole d Etat l emportent. C est ainsi qu en 1880 la Confédération décide de ne plus attribuer aucune concession et rachète, le 1 er janvier 1886, le réseau privé desservant la ville de Zurich. A partir de cette date, les réseaux locaux et urbains se multiplient un peu partout en Suisse, tandis que les premières cabines téléphoniques font leur apparition, permettant ainsi à un grand nombre de personnes de profiter de cette technologie contre quelques pièces de monnaie. En 1891, le pays possède déjà quelque abonnés et près de stations téléphoniques, répartis sur 101 réseaux. Tunnel du Gothard: point culminant d une grande épopée Pendant les premières années, la Suisse compte toute une série de petits réseaux qui se développent individuellement. Une première ébauche de réseau national se dessine avec la construction, en 1883, d une liaison entre Zurich et Winterthour. Dès 1886, l Etat applique la procédure à l ensemble du territoire; six ans plus tard, la quasitotalité des réseaux locaux helvétiques sont reliés entre eux. La dernière grande ligne interurbaine est finalement installée en 1900 à travers le tunnel du Gothard, permettant ainsi d intégrer le Tessin dans le réseau fixe suisse, désormais véritablement national La ville de Zurich est dotée du premier central permettant de commuter automatiquement le trafic local. 39

40 Le téléphone Station terrienne 20 avril 1924 Genève accueille le premier central téléphonique de Suisse entièrement automatisé Les PTT donnent le coup d envoi des travaux d automatisation du trafic interurbain. Dans cette perspective, les 900 réseaux locaux existants sont réunis en 52 groupes de réseaux Pour la première fois en Suisse, les abonnés de Berne et de Bienne peuvent établir euxmêmes leurs communications entre les deux localités La Suisse, qui compte déjà plus d un million d abonnés, est le premier pays au monde à disposer d un réseau national entièrement automatisé. Le monde à portée de main Très vite, la Suisse construit ses premières lignes internationales. Limitée tout d abord aux régions limitrophes, l expérience est ensuite renouvelée avec d autres pays européens et bientôt avec le continent américain. Le 10 juillet 1940, la station de Schwarzenburg établit les premières communications à destination des Etats-Unis et, par la suite, vers le Japon et l Argentine également. L abonné suisse peut ainsi téléphoner aux Etats-Unis, au Canada, à Cuba ou encore au Mexique. Dès 1956, l ancienne régie fédérale des PTT (Entreprise des postes, téléphones et télégraphes) investit activement dans la construction de câbles sous-marins avant de se lancer, neuf ans plus tard, dans la conquête de l espace ou du moins des liaisons par satellite et par câbles à fibres optiques La Suisse installe sa première station terrienne à Loèche et se lance dans la communication par satellite Le service de commutation internationale permet de relier 86 pays sur les cinq continents Tous les ménages helvétiques disposent d un raccordement téléphonique Les premiers câbles à fibres optiques font leur apparition en Suisse A la faveur d une restructuration de l ancienne Entreprise des PTT, la Confédération externalise et privatise partiellement le secteur des télécommunications. Swisscom voit officiellement le jour. Parallèlement, d autres opérateurs privés arrivent sur le marché. Satellite spatial 40