LIBRAIRIE SCIENTIFIQUE, INDUSTRIELLE ET AGRICOLE

Eugène LACROIX et C*% Éditeurs, lis, boQleTard de Vanglrard, 112

Anciennement 54, rae des Saints- Pères, et 15, quai Maiaquai*.

Tous droits de traduction et de reproduction reseroés.

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TROISIfilE PARTIE

Aperçu Ustorique sur la télégraphie électrique. — Bien que l'établissement des lignes télégraphiques, qui sillonnent maintenant le monde en tous sens, soit d'une date très-récente, Tidée première de cette magnifique application de l'électricité n'est pas nouvelle; elle était la conséquence naturelle de la découverte qu'on fît, il y a plus d'un siècle, de rinstantanéité de la transmission électrique.

Le document le plus ancien, connu jusqu'à présent, dans lequel cette question se trouve nettement posée et discutée, est une lettre écrite par un Ecossais dont le nom n'est indiqué que par les initiales C. M., mais que Ton croit être celui de Charles Marshall, savant qui, il y a un siècle environ passait pour forcer la foudre à parler et à écrire snr les murs. Quoi qu'il en soit, dans cette lettre, datée de Renfrew, le 1" février .1853, letélé^ graphe électrique est non-seulement indiqué, quant à son principe, mais encore décrit avec les détails les plus minutieux (1).

(1) Voici ce document tel que nous le trouvons traduit dans le Cosmos du 17 février 1854 et qui avait été publié en février 1753 dans le tome xv, page 88 du Scot's magatine.

cr Sir... 11 est bien connu de tous ceux qui s'occupent d'expériences d'électricité que la puissance électrique peut se propager, le long d'un fll fin, d'un lieu à un autre, sans ôtre sensiblement affaiblie par la longueur de sa course. Supposons maintenant on faisceau de fils, en nombre égal à celui des lettres de l'alphabet, étendus horizontalement entre deux lieux donnés, parallèles l'un à l'autre, et distants l'un de l'autre d'un pouce.

9 Admettons qu'après chaque vingt yards les fils soient reliés à un corps solide par une jointure en verre ou en mastic de joaillier, pour empêcher qu'ils n'arrivent en contact avec la terre ou quelque corps conducteur, et pour les aider à porter leur propre poids. La batterie électrique sera piacée à angle droit à l'une des extrémités des fils, et le faisceau des fils à cette extrémité sera porté par une pièce solide de verre ; les portions des fils qui vont du verre-support à la machine ont assez d'élasticité et de roideur pour revenir à leur position primitive après avoir été amenées en contact avec la batterie. Tout près de ce même verre-support, du côté opposé, une balle ou boule descend suspendue à chaque fil, et, à un sixième ou un dixième de pouce audessous de chaque balle, on place l'une des lettres de l'alphabet, écrite sur de petits morceaux de papier ou d'une autre substance quelconque assez légère pour pouvoir être attirée et soulevée par la balle électrisée ; on prend en outre tous les arrangements nécessaires pour que chacun de ces petits papiers reprenne sa place lorsque la balle cesse de l'attirer.

L'histoire de la télégraphie électrique présente trois périodes distinctes, qui sont en rapport a^ec les trois grandes découvertes faites successivement dans la science électrique depuis un siècle.

» Tout étant disposé comme d-dessus, et la minute à laquelle doit commencer la correspondance étant fixée d'avance, je commence la conversation avec mon ami à distance de cette manière : Je mets la machine électrique en mouvement, et si le mot que je veux transcrire est SIR, par exemple, je prends, avec un bâton de verre ou avec un autre corps électrique par lui-même ou isolant, les différents bouts de fils correspondants aux trois lettres qui composent le mot. Puis je les presse de manière à les mettre en contact avec la batterie. Au même instant, mon correspondant voit ces différentes lettres se porter, dans le même ordre, vers les balles électrisées à l'autre extrémité des fils : je continue à épeler ainsi les mots aussi longtemps que je le juge convenable; et mon correspondant, pour ne pas les oublier, écrit les lettres à mesure qu'elles se soulèvent ; il les unit, et il lit la dépêche aussi souvent que cela lui plait. A un signal donné, ou quand j'en ai le désir, j'arrête la machine, je prends la plume à mon tour, et j'écris ce que mon ami m'envoie de l'autre extrémité de la ligne.

» Si quelqu'un juge que ce mode de correspondance est quelque peu ennuyeux, au lieu de balles, il pourra suspendre au plafond une série de timbres, en nombre égal aux lettres de l'alphabet, et diminuant graduellement de dimension depuis le timbre A jusqu'au timbre Z. Du premier faisceau de fils horizontaux, il en fera partir un autre aboutissant aux différents timbres, c'est-à-dire qu'un fil ira du fil A au timbre A, un autre du fil B au timbre B, etc.

» Alors celui qui commence la conversation amène successivement les fils en contact avec la batterie comme auparavant, et l'étincelle électrique se déchargeant sur les timbres de dimensions différentes désignera au correspondant, par le son produit, les fils qui auront été tour à tour touchés. De cette manière, et avec un peu de pratique, les deux correspondants arriveront sans peine à traduire en mots complets le langage des carillons, sans être assujettis à l'ennui de noter ou d'écrire chacune des lettres indiquées. On peut parvenir encore au même but d'une autre manière : supposons que les balles soient suspendues au-dessus des caractères, comme dans la première expérience; mais au lieu d'amener les extrémités des fils horizontaux en contact avec la batterie, concevons qu'un second faisceau de fils partant de l'éiectrificateur viennent aboutir aux fils horizontaux du premier faisceau, et que tout soit disposé de telle sorte que chacun des fils de la deuxième série puisse être détaché du fil correspondant de la première par une pression exercée sur une simple touche, et qu'il revienne de nouveau aussitôt qu'on lui rend la liberté en cessant de presser. Ceci peut être obtenu par l'intermédiaire d'un petit ressort ou de vingt autres moyens que Ton imaginera sans peine. De cette manière les caractères adhéreront constamment aux balles, excepté lorsque l'on éloignera un des fils secondaires du fil horizontal en contact avec la balle, et alors la lettre, à fautre extrémité du fil horizontal, se détachera immédiatement de la balle, et sera par là même montrée au correspondant. Je mentionne en passant cette nouvelle disposition comme une variété intéressante.

» Quelqu'un pensera peut être que quoique le feu ou flux électrique n'ai pas paru sensiblement diminuer d'intensité dans sa propagation à travers les longueurs de fils expérimentés jusqu'ici, on peut raisonnablement supposer, comme ces longueurs de fils n'ont pas dépassé trente ou quarante yards (mètres), que, sur une longueur beaucoup plus grande, cette intensité diminuera considérablement et sera probablement épuisée par l'action de l'air environnant, après un parcours de quelques milles.

» Pour prévenir cette objection et sans perdre le temps en arguments inutiles, je dirai, qu'il suffira de recouvrir les fils d'une extrémiié à l'autre avec une couche mince de mastic de joaillier : ceci peut se faire avec une dépense additionnelle très-minime ; et comme cette couche est électrique par elle-même, c'est-à-dire isolante, elle mettra efficacement chaque partie du fij à Tabri de l'action épuisante de l'atmosphère.

» Je suis, etc. C. M. »

TÉLËGRAPHIB ÉLECTRIQUE. 3

Jusqu'au commencement du XIX* siècle Félectricité statique, fournie par les machines à plateau en verre, était seule connue, et en conséquence la désignation des signaux télégraphiques dut être fondée sur les réactions propres à ce genre de manifestation électrique. Ce furent donc les attractions et les répulsions exercées sur les pendules électriques, Tillumination des carreaux étincelants, Tinflammation des substances détonnantes^ les commotions même qui durent constituer les signaux dans ce nouveau mode de transmission de la pensée. Quand la pile fut découverte, on chercha à utiliser pour les télégraphes ses propriétés décomposantes, et c'est ainsi que furent combinés les télégraphes à gaz et autres dont nous parlerons plus tard. Enfin, quand les réactions électro-magnétiques furent connues, on put trouver en elles des éléments de signaux d'une distinction assez facile et d'une transmission assez prompte pour faire présager, dans un avenir peu éloigné, la solution définitive du problème. C'est Ampère qui, en 1821, ouvrit cette nouvelle voie aux investigations des savants; mais comme les choses simples ne se trouvent souvent qu'après avoir ^uisé les combinaisons les plus comphquées, ce ne fut qu'en 1837 que le télégraphe électro«magnétique atteignit un assez grand degré de simplicité pour être expérimenté sur une grande échelle, et ce furent MAL Wheatstone et Steinheil qui eurent cette glorieuse initiative.

Jusqu'en 1837, la plupart des télégraphes électriques qui avaient été imaginés exigeaient autant de fils à la ligne que de signaux à transmettre. Pour les vingt-cinq lettres de notre alphabet, il Mait donc vingt-cinq fils, plus un fil de retour, afin de compléter ces différents circuits. M. Wheats* tone, par une combinaison ingénieuse dont nous parlerons plus loin, put réduire à 6 le nombre de ces fils, et au moyen de cinq aiguilles aimantées, adaptées à son télégraphe, il put obtenir directement la désignation des vingt-cinq lettres de Talphabet. Il avait même ajouté à son appareil une sonnerie fonctionnant sous Vinfluence d'un éUctro-aimant. Ce qui était une grande nouveauté pour l'époque (voir le rapport de M. Quetelet, lu à l'Académie de Bruxelles, le 10 février 1838) (1).

Les premières expériences de M. Wheatstone furent faites entre Londres

(1) Voici ce que dit ce rapport, o II est une partie importante dans le nouveau télégraphe dont nous venons de parler, c*est Talarme ou xloche qui appelle Taitention de robservateur. Cette cloche sonne sous un marteau de détente qui est subitement relâché par Faction d'un aimant temporaire de fer doux sur lequel on fait agir le courant électrique. Par ce moyen très-ingénieux et qui appartient exclusivement à M. Wheatstone, Tobservateur, à Tune des stations, peut appeler l'attention de Tautre observateur en faisant frapper fortement le timbre. »

et Birmingham et la réussite la plus complète couronna ses efforts. Son télégraphe marcha parfaitement bien; la sonnerie seule fonctionna difficilement. Si nous Appelons ce détail c'est qu'il fut Toccasion d'une des plus importantes découvertes faites dans la télégraphie électrique^ celle des retoi^, sans laquelle bon nombre d'applications électriques ne seraient rien.

A répoque de rétablissement des premières lignes télégraphiques en Angleterre, les conditions de force des électro-aimants, suivant la longueur des circuits n'étaient pas encore connues, ainsi que nous Tavons déjà dit dans notre tome u. On sMmaginait à tort que moins l'hélice magnétisante dont ces organes électriques sont entourés présentait de résistance, plus leur action devait être énergique, et en conséquence ils étaient toujours entourés d'un gros fil. Or, M. Wheatstone ayant remarqué que des électroaimants dans de pareilles conditions étaient moins susceptibles de fournir des réactions à distance que d'autres effets physiques des courants, s'imagina d'avoir recours à ces derniers pour obtenir une réaction intermédiake capable de mettre en jeu Télectro-aimant de sa sonnerie, sous l'influence d'une seconde pile placée près d'elle et à laquelle il donna alors le nom de pile locale. Nous verrons à Tarticle des relais comment l'exécution matérielle de cette idée se trouva successivement modifiée et put conduire aux relais que nous avons aujourd'hui entre les mains, mais il n'en est pas moins vrai que grâce à ce système auxiliaire M. Wheatstone put foire fonctionner son appareil; et ce fut cette découverte qui, comme nous le verrons plus tard, permit à M. Morse d'appliquer pratiquement son appareil.

Pendant que M. Wheatstone faisait en Angleterre les essais en grand de son télégraphe électrique, M. Steinheil, à Munich, faisait de son côté des expériences sur une longueur de quatre lieues environ avec un télégraphe qu'il avait combiné et qui pouvait, non-seulement fonctionner avec un seul circuit, mais encore laisser sur une bande de papier les traces de la dépêche envoyée. Bien plus même, cet appareil put être mis en jeu sans pile, au moyen d'une machine magnéto-électrique.*Ce furent les différentes expériences que M. Steinheil fit alors, qui l'amenèrent à ce résultat si important dont nous avons déjà parlé, à l'introduction de la terre dans le circuit, découverte qui résolut définitivement le problème de la télégraphie électrique.

Toutes ces découvertes avaient lieu en 1837. Or, c'est seulement en 1838 que nous voyons figurer pour la première fois, en France, M. Morse parmi les inventeurs de télégraphes électriques. A celte époque, en effet, M. Morse était venu faire breveter en Europe un système de télégraphe dit Américain, dans lequel un électro-aimant, réagissant sur un style» pouvait provoquer

certaines marques de diverses natures sur une Jtxande de papier, entraînée par un mouvement d'horlogerie. C'était, comme on le voit, le même système que celui de M. Steinheil, sauf qu'au lieu d'un électro-aimant, ce dernier savant employait un galvanomètre. Mais si M. Steinbeil avait employé un galvanomètre, c'était précisément parce qu'il avait reconnu comme M. Wheatstone que les électr(Hiimants^ dans les conditions de leur construction d'alors, ne pouvaient fonctionner à distance. Tel qu'il avait été conçu dans Torigine et tel qu'il a été breveté en 1838, le système de M. Morse ne pouvait donc pas marcher à une distance quelque peu considérable, et il serait resté sans doute dans l'oubli comme tant d'autres, si M. Morse dans un voyage qu'il lit en Angleterre, n'eût eu révélation des relais de M. Wbeatstone. Cette révélation fut, en effet, pour lui un éclair de lumière dont il sut habilement tirer parti; car aussitôt de retour en Amérique, il construisit ses appareils avec des relais, et cette fois ils purent marcher à toute distance. Nous reviendrons, du reste, sur l'histoire de cette invention avec les preuves à l'appui, à l'article des télégraphes écrivants.

Les savants qui, avant MM. Wheatstone et Steinbeil, prirent le plus de part à l'invention de la télégraphie électrique, furent d'abord M. Le Sage français établi à Genève qui, en 1774, imagina et même essaya sur une petite échelle un système analogue à celui de M. Ch. Marshall; puis MM. Lomond, en 1787; Reisen, en 1794; Salva et Tinfont don Antonio d'Espagne, en 1796; Cavallo, en 1795; Betancourt, en 1798 et Ronalds, en 1823. Tous les systèmes combinés par ces savants étaient basés sur l'emploi de rélectricité statique. Avec la découverte de la pile nous voyons naître, en 1811, le télégraphe de Sœmmering, fondé sur la décomposition de Teau, et en 1828, le télégraphe de Schweiger, fondé sur l'inflammation des mélanges détonnants par l'action du courant voltaïque. Mais ce n'est qu'après la découverte de Télectro-magnétisme que les solutions du problème devinrent réellement intéressants. C'est alors que parurent, en 1833, le système à aiguilles aimantées du baron Schilling, de Saint-Pétersbourg; en 1835, celui de MM. Gauss et Weber, de Gœttingue; en 1837, ceux de MM. Richtie et Alexander; en 1838, ceux de MM. Amyot, Masson et Breguet

Après les essais télégraphiques qui avaient eu lieu en Angleterre, en Amérique et en Allemagne, tous les savants et les mécaniciens les plus habiles des deux mondes se mirent à Tœuvre pour perfectionner les systèmes déjà connus et combiner d'autres applications électriques. Cette question devint la question à l'ordre du jour, et étant tombée dans le domaine

EXPOSÉ

DE Ij'EXjBOTIIIOITE

fv

déviation de l'aiguille, sens qui dépend, comme on Ta vu, de la direction du courant dans le circuit, on put encore réduire de moitié le nombre des fils du circuit télégraphique. Enfin MM. Schilling et Wheatstone, par une ingénieuse combinaison de directions simultanées données à deux aiguilles à la fois parvinrent à réduire à cinq le nombre des aiguilles aimantées, pour exprimer les vingt-cinq lettres de Talphabet (1). C'est ce télégraphe qui n'exigeait que six fils à la ligne qui fut essayé sur la première ligne télégraphique installée en Angleterre. Mais la pratique démontra bientôt qu'en faisant intervenir dans Tinterprétation des signaux le nombre des battements des aiguilles, on pourrait, avec deux aiguilles seulement, et même au besoin avec une seule, composer un alphabet d'une interprétation assez facile et d'une transmission suffisamment prompte. Tels sont les télégraphes usités encore sur certaines lignes anglaises et de Belgique.

Le premier télégraphe à aiguilles utilisé sur une assez grande longueur (3,000 pieds) fut construit en 1833, à Gœttingue, par MxM. Ch. F. Causs et W. Weber. En 1835, l'appareil fut disposé pour fonctionner avec des courants d'induction et il portait déjà un miroir. Il est curieux que ce système primitif ait été dans ces derniers temps la solution du problème de la télégraphie sur les lignes sous-marines de grande longueur.

Télég^raphe à, cinq aig^uilles de III. Wheatstone. — Le premier télégraphe de M. Wheatstone que nous représentons fig. 1, pi. I, se composait de 5 galvanomètres, et par conséquent nécessitait 6 fils, puisqu'à cette époque on n'employait pas la terre pour le retour du courant. Ces galvanomètres représentés par les chiflres 1, 2, 3, 4, 5, étaient placés derrière un cadre en losange, sur lequel étaient tracées diagonalement entre elles les vingts principales lettres de l'alphabet, comme on le voit sur la figure : Tun des bouts du fil de chaque galvanomètre correspondait à l'un des fils de la ligne, et les autres bouts venaient se réunir à un même fil, qui complétait ainsi cinq circuits différents. Chacun de ces circuits était en rapport, à la station qui transmettait, avec un double interrupteur, et ces interrup*

(l) Après Ampère et Fechener ce fut le baron Schilling, de Kannstadt, qui s'occupa le plus fructueusement des K^légraphes à aiguilles électro-magnétiques, et en 1832 il combina un télégraphe i\u\ n'avait que cinq aiguilles et qui fut môme simplifié encore avant sa mort qui eut lieu en 1837. Ce télégraphe fut montré en 1833 à Bonn et à Francfort à plusieurs savants, entre autres à MM. Muncke et Cooke. Ce dernier, à partir de ce moment et sur l'invitation de M. Schilling, se voua entièrement à la télé- «raphie, et c'est lui que nous verrons à l'instant réuni à M. Wheatstone pour exploiter de concert avec lui le télégraphe électrique en Angleterre.

teurs^ disposés comme on le voit âg. 2, pi. I, constituaient le manipulateur ou le transmetteur du télégraphe.

Pour désigner avec ce système les difiërentes lettres indiquées sur le cadran, il suffisait de diriger le courant à travers deux des galvanomètres de manière que les aiguilles, dans leur déviation, pussent pointer ensemble vers la même lettre. Ainsi, pour désigner la lettre Y, il fallait que le courant passât à travers les galvanomètres 1 et 4, dans un sens différent, de manière que le point d'intersection des deux directions des aiguilles se trouvât en V. Pour désigner la lettre F, il aurait fallu que les galvanomètres 2 et 4 fussent actifs. Enfin la désignation des chiffres, dans le système de M. Wheatstone, se faisait par la déviation d'un seul galvanomètre, et à cet effet les dix chiffires se trouvaient placés sur deux des côtés du cadran, comme on le voit dans la figure 1. Cette désignation était facile, car chaque galvanomètre pouvait indiquer deux chiffres, suivant la direction du courant. Ainsi le galvanomètre n» 2 pouvait indiquer le chifire 2 et le chiffre 7, le galvanomètre n<» 3 le chiffre 3 et le chiffre 8, etc.

Pour obtenir des inversions déterminées du courant et £Bdre réagir tantôt deux galvanomètres à chaque station, tantôt un seul, il fallait un manipulateur particulier, dans lequel tous les circuits fussent fermés les uns par les autres à Tétat normal, et qui n'eût pour fonction que de faire entrer la pile dans Tun ou Tautre de ces circuits, au moment de la correspondance. Voici comment ce manipulateur a été disposé par M. Wheatstone :

Six lames de ressort 6, 1, 2, 3, 4, 5, fig. 2, pL I, fixées sur une traverse de bois D D et appuyant à Tétat normal contre ime traverse métallique LL. portaient fixés à l'extrémité de petits ressorts en spirale^ des boutons dlvoirc 7, 9, 11, 13, 15, 17, 8, 10, 12, 14, 16, 18. Ces boutons se terminaient inférieurement par un petit cylindre métallique A D, fig. 3, évidé vers le milieu, de manière à permettre au bouton un petit mouvement de haut en bas ; audessous de ces boutons disposés sur deux rangées, étaient fixées deux lames métalliques NN, PP, mises en rapport avec les pôles de la pile. Enfin des boutons d'attache adaptés aux cinq lames de ressorts 6, 1, 2, 3, 4, 5, unissaient le manipulateur à son cadran récepteur, et les cadrans eux-mêmes étaient reliés entre eux par les six fils de la ligne.

Pour transmettre un signal quelconque, il fallait que deux des boutons du manipulateur fussent touchés en môme temps, mais il fallait aussi que ces boutons appartinssent, l'un à la rangée supérieure, l'autre à la rangée inférieure. Les nombres suivants, représentant les boutons, indiquent ceux qu'il fallait presser pour signaler les lettres et les chiffres sur le cadran.

Pour