Production des émissions

Nous nous sommes proposé de faire l'étude expérimentale des effets produits par les ondes électriques à distance et de rassembler des documents permettant de se rendre compte du rôle des principaux éléments qui inBuent sur la transmission et la réception des ondes hertziennes.

On sait que l'on se sert toujours dans de pareilles transmissions de conducteurs de formes variables, généralement verticaux, qui ont reçu le nom à^ antennes.

L'antenne de réception est reliée à un détecteur approprié. L'antenne d'émission est excitée par un oscillateur. En principe, ori se sert de deux procédés pour exciter l'antenne d'émission.

Dans l'un d'eux, que nous appellerons émission directe^ l'antenne, isolée à la partie supérieure, est reliée directement à l'autre extrémité à Pune des boules d'un oscillateur dont l'autre boule est au sol.

Dans l'autre, que nous nommerons emm/o/i indirecte, l'antenne est excitée par induction électromagnétique à Faide d'un circuit de décharge indépendant. Nous nous sommes servi des deux procédés, bien que notre étude ait porté surtout sur les émissions directes. Les différents postes de transmission qui ont été utilisés pour les expériences présentent une disposition identique.

La bobine d'induction est une forte bobine dite transformateur Rocheforty capable de donner des étincelles de oo*™ avec une excitation de 8 à lo ampères au primaire sous le voltage de 70 volts.

Sous cette excitation la bobine donne 6^™ d'étincelle maximum environ quand les bornes sont reliées à l'an-

RÉSONANCE DES SYSTEMES D ANTENNES. Ij \

lenneetàla terre. L'inLemipteur, du genre Foucault, est \

l'interrupteur rotatif Rochefort, à broche entraînée par ]

lin petit moteur auxiliaire et plongeant dans un godet de j

mercure recouvert de pétrole, ou l'interrupteur oscillant

du même constructeur. Les antennes étaient constituées,

soit par un fil simple, soit par plusieurs fils parallèles.

Les antennes multiples utilisées peuvent se ramener aux deux types suivants :

i" Antennes cylindriques comprenant n fils parallèles reliés électriquement en haut et en bas et maintenus à une distance invariable les uns des autres par des croisillons de i"* à 2™.

2° Antennes à rideaux, constituées par plusieurs branches en éventail, dans le même plan, écartées à la partie supérieure de o'", 5o à i"* Tune de l'autre et réunies à la partie inférieure à un conducteur commun.

Ces antennes multiples comprenaient toujours une portion simple de connexion et cette partie simple avait parfois une longueur comparable à celle de la partie multiple. La prise de terre était constituée uniformément selon les principes que nous avons fait connaître et avec les dispositions auxquelles nous avions été conduit par nos expériences antérieures (^).

Sur les bâtiments elle est constituée par une large plaque de cuivre reliée à l'une des bornes de l'oscillateur et soudée à la coque. Dans les postes à terre elle se compose de plaques de zinc d'une quarantaine de mètres carrés de surface enfouies dans le sol.

La plupart des expériences ont été effectuées à terre dans une cabane en bois. Les galvanomètres reposaient sur un socle en maçonnerie isolé mécaniquement du plancher de la cabane.

(*) Ces dispositions ont été rendues réglementaires dans les postes de la marine.

émissions étaient généralement fournies par des I de télégraphie sans fil situés sur des bàliments lés à différentes distances, parfois par d'autres ; éloignés du littoral.

— DÉTECTHDBB DB «ESORES DTILrSKS A LA BÉqBPTION.

pliénomène de la réception des ondes électriques le antenne est complexe et dépend non seulement ition des ondes sur l'antenne réceptrice, mais aussi Fet enregistré par le détecteur. On s'est généralciervi de cohéreurs pour déceler l'effet des ondes à ce. Le cohéreur est un appareil d'une extrême sensiet nous savons en confectionner d'excellents pour ioins des applications pratiques, mais le phénomène /passe est encore assez obscur et les résultats qu'il l sont d'interprétation très incertaine.

is avons donc songé à recourir à d'autres genres de eurs pour étudier, d'une part, les phénomènes qui se isent dans l'antenne réceptrice (ce sont ceux qui occuperont surtout ici) et, d'autre part, les effets egîstrent les différents appareils utilisés à la récepes ondes,

a de ces détecteurs est le bolomètre.

glej a fait connaître le principe du bolomètre. IX (ils métalliques fins sont intercalés respectivement es branches d'un pont de Wheatslone ; les variations ipéralure de l'un des fils causent des variations de ince qui sont enregistrées par le galvanomètre du iréalablement équilibré.

coefficient de résistance des métaux purs avec la rature a une valeur numérique voisine du coefficient itation des gaz. D'autre part, on réalise aisément Ivanomètres permettant de mesurer avec précision distances au — ^ près.

RÉSONANCE DES SYSTEMES d' ANTENNES. I9

Le dispositif constitue donc un apppkreilthermoméLrique très seojsibla.

En fait, l'élévation de température causée dans le fil par une certaine .quantité de chalaur dépend de la capacité calorifique du fil. L'appareil constitue donc, si l'on veut, un dispositif calorimétrique, dispositif sensible si l'on prend un fil de faible masse.

Dans les conditions d'emploi de nos appareils, l'efiet thermique enregistré est dû au courant induit dans une antenne réceptrice par des émissions d'ondes hertziennes à distance.

Le bolomètre a déjà été employé dans des circonstances analogues par différents observateurs, par Rubens et par Tietz, notamment.

Ces physiciens s'en servaient pour déceler l'effet d'ondes se propageant le long de fils, mais ne paraissent pas avoir eu l'idée de l'utiliser à distance.

Les dispositifs que nous avons réalisés ont une sensibilité suffisante pour permettre d'opérer des mesures à une cinquantaine de kilomètres du poste d'émission.

Les branches bolométrlques sont constituées par des fils de platine absolument purs dont le diamètre est de 2ol^ ou de io{^ à 121^ dans les modèles réalisés.

Nous avons éprouvé longtemps de grandes difficultés à nous procurer du fplatine assez pur pour présenter un coefficient de variation élevé. Aussi avions-nous dû tout d'abord nous astreindre à le préparer nous-même. Les moindres traces d'Iridium accroissent beaucoup la réslsilvlté et réduisent notablement le coefficient de variation. L'éliqiinatlon méthodique (par vole chimique) des métaux étrangers nous a donné un platine qui présente un coefficient de variation de — j à — ^ après fusions répétées dans

un bloc de chaux au chalumeau oxhydrique.

C'est ce platine, tréfilé directejaaçnt, qv^i a été utilisé à

ruclion des appareils à fils de 20^ de diamèlre. ons pu ensuite faire usage de fîl à la Wollaston et des diamètres voisins de 10!^, mais le métal n'est )i pur et son coefficient de variation n'atteint alors

l'établissement du bolomètre, on doit, d'une part, avec soin l'isolement thermique des branches riques et, d'autre pari, localiser l'action de l'onde ne seule des branches.

effet, les branches qui sont rectilignes et très (i", 5 de longueur environ dans les modèles les isibles) sont disposées très près l'une de l'autre e même enceinte.

l'un des modèles utilisés, ces branches sont dans L'enceinte qui les contient, et qui présente des ons aussi réduites que possible, est entourée de iveloppes successives en laiton argenté et poli lant entre elles une mince lame d'air. Le tout est 5 dans une petite cuve pleine d'eau, un autre modèle, l'isolement thermique est assuré anîère plus efficace et plus simple par un vase de genté, à double paroi et à vide (vase de Devvar). ! genre de mesures auxquelles l'appareil est des- IX procédés différents sont employés pour localiser de l'onde.

tJe ces procédés [c'est celui qui a été employé par (')] consiste à constituer chacune des branches mètre par quatre bouts de fil parfaitement ident disposés en forme de pont {^g- 3).

les fils de sof qui, passés directement à la filière, nt un diamèlre uniforme, on arrive aisément

ENS, Ueber ste/iende elektrUcht DrahtwelUn und deren WUd. Ann., t. XUl, 1891).

RÉSONANCE DES SYSTÈMES d'aNTENWES.

après quelques tâtonnements à obtenir quatre branches sensiblement identiques.

Fig. 3.

ffêsistances . d équilibre

Pont auxiliaire

Antenne

Branches bolomètriques dans enceinte à vide

A/VWWW " '

Rhéostat

Ces branches bolomètriques sont portées par une plaque métallique de laiton argenté et affectent la forme de losanges allongés.

L'identité de forme et de position des deux branches a pour but d'assurer la symétrie parfaite de l'appareil. Le montage est réalisé de la manière suivante. Les fils sont reliés aux bornes m, n^ p^q (la borne q étant dédoublée en dexix bornes isolées q et q' pour permettre le réglage dont nous parlerons plus loin), par l'intermédiaire de petits crochets, sur lesquels ils sont soudés et qui sont maintenus par des vis de pression.

Les crochets portent des fentes très fines dans lesquelles

i TISSOT.

les fils. On s'efforce àe réaliser l'égalité des diss points mn, np,pg, etc-, et, après avoir tendu

l'ifi- 4.

on fait des points de soudure aux pointes. En it légèrement les vis de pression on donne alors i mon aux fils que les variations de dilatation brîinfailliblement.

tient ainsi, en recommençant l'opération s'il est e, des branches de résistances assez voisines, par exemple, le résultat obtenu pour l'un des utilisés. Les quatre fils ont au yj de millimètre longueur commune de g"°,^. On a trouvé :

lérature de 1 5°.

e premier système/), on ttouve pour résistance

n mesurant de m enp i ïésis tancé = i^", ^a.

itème p constitue l'une des braHches bolOmé-

L'autre branche, construite d'une manière iden-

ésente aussi des différences de 0*^,2 entfe les lils

;, mais donne comme résistance réduite, mesurée

p' : résistance =7 i'j'',6-j à i5°.

Térences s'atténuent nécessairement quand les fils

larallèle.

tient ainsi deux branches bolométriques différant

)ro céder au moutage^ on commence par confec-

RESOJVANCE DES SYSTEMES D ANTEN2NES

tionner deux bobines A et B en fil beaucoup plus gros, à faible coefficient de variation (en maîllechort de o"***,4 de diamètre) de résistances respectivement égales à i^^y^Ja et à 17^,67.

On forme un pont avec les deux branches bolômétriques et les deux réslstattces et Voh modifié légèreltlëht Tune d'elles jusqu'à obtenir l'équilibre dd pôiit.

Les deux i^ésistalntîes A et B sotii ihàtiiéé^ daiis Une même ctIVé de Verre i^emplie de pélfole. L'équilibre définitif du bolomêtre lor^ dés mesures est pètffàit à l'aide d'un pont à cotdé à gros fil de maitteeliôrt (i""*, 5 de diamètre) sur lequel se déplacé le curàed^' l*élré àli galvainomètre.

Le sehémâ du lïlëhtage est donné dans là figuré 5.

QUàttd on itilercàle l'appareil dàn^ l'antehilé réôeptriôe

Fig. 5.

l'antenne est reliée à la borne qq' et la terre à la borné n. Sous cette forme, l'appareil peut être directement étalonné par un courant continu et servir de wàttmètré (la résistance de Tappareil étant connue et sa self-induétion négligeable).

Le procédé employé pour effectuer les mesures consiste à enregistrer la déviation permanente du galvanomètre du pont principal sous l'action des ondes reçues pendant une durée convenable.

On remplace les connexions avec l'antenne et la terre

lar la mise en relation avec les pôles d'uoe source apable de fournir dans ]e pont constitué par la brandie lolométrique un courant continu donnant la même déviaion au galvanomètre du pont principal.

Il faut que le déréglage de l'équilibre du pont principal oit produit uniquement par l'effet thermique développé lans le pont auxiliaire.

Pour pouvoir réaliser exactement les conditions vouaes, on a ajouté au pont auxiliaire un dispositif de églage, sorte de petit pout à corde à gros fil (à faible coefficient de variation). C'est pour pouvoir intercaler ce jetitpont à corde que la borne q a été dédoublée.

Le curseur de ce pont est commandé par une vis mi- :roraétrique. Les conditions de réglage se trouvent réaliées lorsqu'on obtient des déviations du galvanomètre de néme sens et rigoureusement égales par inversion du courant continu dans le pont auxiliaire.

Bans des modèles de bolomètres plus sensibles, on a idopLé un autre mode de construction et un procédé lifférent de localisation de l'effet des ondes.

Le procédé consiste à intercaler entre les branches )olomélriques, constituées chacune par un bout de fil impie, des enroulements inductifs déterminés au préaable par l'expérience. Celte délerminalion s'opère à l'aide lu bolomèlre à pont auxiliaire.

On dispose, en parallèle entre l'antenne et la terre, la >ranche bolométrique en pont m, et une résistance non nductive absolument identique n.

Dans ces conditions on constate que la déviation du ■alvanomètre est exactement la moitié de celle que l'on )btient quand on supprime la dérivation n {').

(') Pour que cela se produise il est indispensaljlc que les rÈistances m et n soient non seulement égales, mais qu'elles aient la nême forme. Ainsi, si conservant la résistance m sous forme de losange )n remplace le système n par un fil recliligne unique de même dia-

HÉSONA]\CE DES SYSTÈMES d'aNTENNES. '2^^

On intercale alors entre les points a et ri une bobine dont on fait varier le nombre des spires jusqu'à ce que l^on obtienne la même déviation au galvanomètre (sous l'action des ondes) que lorsque la dérivation n'existe pas.

Fig. 6.

ferre Terre

Les bobines ainsi déterminées comportent un nombre de spires relativement faible el présentent une résistance peu élevée. Voici, par exemple, le résultat d'une expérience.

Réception d'émissions à 1800"* de distance :

a, bolomètre ni seul dans le circuit : déviation 1 10; 6, bolomètre m et résistance n en parallèle sans self-

intercalée : déviation 52 ; c, bolomètre m et résistance n en parallèle, bobine de

60 spires de 5*"* de diamètre (fil de cuivre de ^^ de

millimètre) intercalée entre a ei n \ déviation 110; rf, bolomètre m et résistance n en parallèle, bobine de

do spires intercalée entre a ei nt : déviation nulle.

Ce réglage n'a sans doute qu'une valeur empirique et ne convient qu'à la fréquence pour laquelle il a été obtenu. Mais, comme les appareils sont utilisés dans des

^ luctre et de même résistance, les déviations ne sont plus dans le rap-

port de I à 2. L'inductance d'un système tel que m ou l'inductance d'un lil de 10"'" de longueur et de 25;* de diamètre ne peut donc être considérée comme absolument négligeable avec les fréquences utilisées.

dilions peu difTérentes, il resle pratiquetiteiit valable r tontes nos expériences.

;s étant

et 3'; et

.a bobine délenninée par rexpérîence pri-cédente a c 60 spires de Ô™ de diamètre et présente une résis- ;e de o<",65. On en dispose deux, parfaitement idenes, dans les branches conjuguées du pont, es bobines sont, de même que lits résistances, placées i une petite cuve de verre remplie de pétrole, 'antenne et la terre se trouvent alors reliées lique la Bgure 7, les branches bolométriqui ées en b et b'; les résistances d'équilibre en p aobines inductives en S et S',

'avantage d'une pareille disposition est manifeste tant point de vue de la simplicité qui en résulte dans la jtruction de l'appareil, <]u'à celui de l'accroissement ■A sensibilité, résistance égale„ en effet, la branche bolomélrique t simple présente une masse quatre fois plus faible dans le dispositif en pont auxiliaire, elonla résistance donnée aux branches bolométriques, >btienl un appareil susceptible de fonctionner comme }èremétre ou comme vollmîitre.

'emploi de fils simples comme branches bolométriques net de se servir de fil à la Wollaston.

ont monter l'appareil, on prépare. une quinzaine de

RÉSOWABCE DES SYSTÈMES d'awtEMNES, 2^

boucles de fil à la Wollastoo eo^ain^ d'argent aussi idenliques que possible.

Ces boucles sont soudées en a et b i deux tiges isolées et fixées sur une plaque de cuivre pp'.

Des écrous c, d, portés par les tij^es, servent à fixer Je: connexions.

Les boucles sont immergées, à peu près également dans de l'acide azotique qui met à nu l'l\ine de platine sui une longueur Iml', les liges et p^oints de soudure ajant éti vernis au préalable.

On mesure les résistances des boucles et, en poussan très légèl-ement l'attsqne de l'acide sur celles qui présentent les résistances les plus faibles, on arrive à obtenii une douzaine de boucles de résistances toutes différentes mais comprises entre deux valeurs extrêmes suffisammen resserrées. C'est ainsi qu'on a obtenu, avec des boucle: dénudées sur nue longueur de i'^"', 5 environ et soudées i deux tiges distantes de 2"°, 5, douze résistances comprise entre 39", 6 et 43*", 8.

On choisit deux des résistances les plus voisines ; soien Une boucle de 42"'i3 et une boucle de 43"i4-

Ces résistances sont montées parallèlement l'une ; l'autre et aussi près que possible dans la même enceinte Le réglage de l'appareil s'effectue de la même manière qui celui du bolomètre à pont auxiliaire et ne présente pa plus de difficulté.

Bien que ces réglages soient faciles à réaliser quand oi

conduit mélhodiquement, les appareils n'en soni pas is d'une construclioii délicate à cause du maniement fils fins. Aussi les premiers modèles, ceux qui nous

fis- 9-

permis de fixer les conditions à réaliser pour les lonirs des fils, les dimensions et formes des enceintes, etc. , ils été assez laborieux à établir (< ).

a définitive, on a utilisé les appareils suivants :

BoLOMÉTEE A. — A pont auxiliaire, mais sans réglage etit poni, fii de ^6^. Résistance 21", 6ïi à i5°. Deux entes métalliques.

' BoLOMÈTRE S,. — A pont auxiliaire et dispositif de ige du petit pont, fil de 23i*. Résistance 17", 72 à la". is enceintes métalliques, dans Je vide.

' BoLOMÈTRE B, — A fil simple replié. Résistance ", 9 à r 5". Deux enceintes métalliques.

' BoLOMÈTEE W|. — A fil simple àlaWoliaston : lonir du fil environ i*"',8. Résistance 4^", 43 à iS". K enceintes métalliques, dans le vide.

' BoLOMiCTEE Wi, — A fil simple à la Wollaston ; lonjrdu fil environ S*^^", 5. Résistance Si*^, '65 à 16". Deux ointes métalliques, dans le vide.

' BoLOMÈTRE Wj. ~ A fil simple à la Wollaston : lonirdu fil environ 1"". Résistance i5", 4 dans uu vase de 'ar à doubles parois, à vide. Enceinte extérieure de m poli.

L'emploi de fils i la WoflasioQ, susceptibles d'atteindre loi' à lai' aiDÉtre, est très avantageux. On voit, en eflet, aisément que la sente de l'appareil varie à peu près ' '

le puissance du

-e du m.

RÉSONANCE DES SYSTEMES d'aNTENNES. 29

Là sensibilité de ces dispositifs dépend, bien entendu, de celle du galvanomètre utilisé sur le pont principal. On s'est servi au cours des expériences des trois galvanomètres suivants :

1** Galvanomètre Broca-Garpentier (genre Thomson) à système asiatique constitué par deux aiguilles verticales parallèles. ^

Ge galvanomètre peut atteindre une sensibilité de i5oo û avec une paire de bobines de g^ de résistance et une sensibilité de 3oooQ avec une paire de bobines de 35<*>.

2** Galvanomètre Gliauvin et Arnoux (genre d'Arsonval), 5o** de résistance, 350 de constante.

3° Galvanomètre d'Arsonval-Carpentier, modèle courant, de 2Û de constante et 200*^ de résistance.

Pour donner une idée des sensibilités réalisées avec les différents dispositifs bolométriques, nous citerons les données suivantes (*) :

Le bolomètre S^, qui est le moins sensible, permet, avec le galvanomètre Broca, d'obtenir aisément des mesures directes de l'énergie reçue à une distance d'une vingtaine de kilomètres du poste d'émission.

Les bolomètres du type W sont encore plus sensibles. Avec le galvanomètre d'Arsonval du type courant, le bolomètre W| donne à 4*^™ de distance des déviations d'une cinquantaine de divisions de l'échelle.

En l'associant au d'Arsonval (Chauvin etx\rnoux) de constante 35 Û on obtient à lo''"* du poste d'émission des déviations d'une quarantaine de divisions (étincelle de 5*^"^).

Enfin, si l'on associe ce bolomètre W| au galvanomètre

(*) Les bolomètres W dont la construction est identique ne diffèrent que par la résistance et n'ont pas la même sensibilité. C'est le bolomMre W,, de résistance 4^"} çfui, pour une même émission, donne les déviations les plus grandes. Il parait donc y avoir une valeur pârticu-

I lièrement favorable de la résistance de l'instrument de mesure.

t-Carpealier, on peut obtQDir, à So''"', des déviotions '. treDtaiae de divisions pour dee étincelles de 5'"' et évîations de toute i'éohel]e, à 4""°. pour des étincelles '"' à l'émission (' ),

d g ré cette grande sensibilité, le spot demeure abso- Qt Sse tant que l'appareil ne reçoit pas d'émissions protection thermique est assez parfaite pour que cette >bllité puisse se conserver pendant plusieurs heures, issi les mesures peuvent-elles acquéiir une certaine