REPRODUCTION THERMOPHONIQUE DU CHANT ET DE LA PAROLE ARTICULÉE

Dans mon dernier Mémoire, j'ai décrit ce que j'ai appelç un thermophone.

J'avais obtenu, à l'aide de cet appareil très simple, et avec une intensité très grande dans le cas de sources radiantes énergiques, la reproduction d'une échelle continue de sons musicaux, depuis les plus graves jusqu'à des sons correspondant à plus de 2000 vibrations complètes par seconde, puis, d'une manière continue également, la succession d'accords parfaits dont le son fondamenlal parcourait cette longue échelle.

Il était naturel de penser qu'il serait possible d'aller plus loin,

(*) \o\r Journal de Physique^ t. X, p. 53 et i'i7; 1881.

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en reproduisant le chant et même la parole articulée. J'y suis parvenu en effet dans les premiers jours du mois de mai i88j (*), en suivant la marche qui va être exposée.

Lorsqu'à l'aide d'un thermophone employé comme récepteur on veut essayer de reproduire, non plus des sons ou des accords musicaux, mais bien le chant et la parole articulée, la forme de l'appareil qui produit les intermittences des radiations doit changer.

U ne s'agit plus en effet, alors, d'interrompre un rayon suivant une loi périodique et régulière, par exemple en lui faisant traverser les ouvertures d'une roue tournant rapidement (^) : il faut faire varier l'intensité du faisceau radiant suivant une loi très complexe, comme l'est la forme de l'onde aérienne produite par la voix articulée.

On y parvient, comme l'a indiqué M. G. Bell dans son photophone à sélénium, en faisant réfléchir le faisceau radiant sur un miroir plan très mince déformé par la voix d'un observateur parlant demère lui. On peut disposer cet appareil, que nous nommerons/ra/t^me/reur, de la manière suivante (yîgr. i).

T est une sorte de cornet acoustique en bois ou en laiton. L'une des embouchures E sert à parler : on y applique la bouche. L'autre est fermée d'abord par une lame de verre argentée P, de ^^ à J^ de millimètre d'épaisseur, puis par une membrane très mince ;;, en mica ou en caoutchouc. Entre les deux se trouve une sorte de petit réservoir d'air r. Cette disposition très simple permet de placer à l'intérieur la face argentée de la lame P, ce qui assure sa conser-

(') La Note dans laquelle je faisais connaître ce résultat a été présentée à l'Académie des Sciences le 9 mai 1881. Un Mémoire de M. G. Bell, présenté le même jour, montre qu'il avait atteint le même résultat, à Washington, à l'aide de la lumière solaire seulement.

(•) yoir t. X, p. 56, de ee Journal.

2'tC E. MERCADIER.

valioiiy de régulariser les vibrations produites parla voix et d'éviter la rupture de la lame P sous l'influence des mouvements brusques qui résultent quelquefois de l'articulation de quelques consonnes.

Ce récepteur est porté sur un pied en laiton très lourd, muni d'une articulation à genou et d'une glissière verticale, de façon à ])Ouvoir aisément donner à la lame P une direction quelconque.

Le faisceau radiant est projeté sur ce récepteur et réfléchi par lui dans une direction convenable. Comme la lame mince P ne peut pas être plane et que son encastrement la déforme toujours un peu, le faisceau réfléchi est, de ce fait, étalé en forme de cône irrégulier. Quand on parle en E, ce faisceau varie à chaque instant de grandeur et d'intensité, ainsi qu'il est facile de le constater en le recevant sur un écran à quelques mètres de distance ;'ces variations correspondent aux déformations de la lame P produites par la voix.

Avant de recevoir le faisceau sur le thermophone qui sert de récepteur, il est nécessaire de le concentrer. On se sert, à cet eflet, soit d'une grande lentille achromatique, soit d'un miroir sphérique ou parabolique, au foyer desquels on place le thermophone.

Voici, du reste, les dispositions pratiques qu'on peut, suivant les cas, donner à l'appareil.

1. Emploi du Soleil comme soune de radiations, — En ce cas, la grande difficulté inhérente à ce genre d'expériences disparaît en grande partie. Cette difficulté consiste en ce qu'il ne faut pas entendre directement la voix de la personne qui chante ou parle dans le transmetteur T, d'où la nécessité d'éloigner suffisamment le transmetteur du récepteur.

Le parallélisme naturel des raj ons solaires permet de les recevoir directement sur le transmetteur et diminue la difficulté, car on peut faire, suivant les besoins, réfléchir une ou deux fois le faisceau lumineux sur des miroirs plans sans altérer le parallélisme et tout en lui laissant une intensité suffisante pour produire le phénomène radiophonique.

Si l'on opère en rase campagne, l'opérateur qui parle dans le transmetteur reçoit directement les rayons solaires et les dirige constamment sur le récepteur pendant qu'il parle. Je laisse de côté ce cas-là, qui offre peu d'intérélpourle moment, et j'examine

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le cas qui se présente quand on veut étudier les phénomènes dans un laboratoire.

En décrivant les dispositions que jVi pu prendre dans le mien, on verra ce qu'il est possible de faire à cet égard. IjdL Jig. 2 les représente.

G est une chambre renfermant un cabinet noir C et fermée d'un cAté par une porte vitrée V, de l'autre par une porte dont le panneau est formé par une glace sans tain G et qui sépare la chambre C'de la chambre C. La distance entre V et G est d'environ 8*".

Le transmetteur T est placé sur une terrasse, en dehors de la (hambre C; il reçoit les rayons solaires par l'intermédiaire d'un héliostat. Sa lame vibrante est circulaire, et elle peut avoir de o",o5o à o^jioo de diamètre. M. Duboscq, qui construit mes appareils de radiophonie, m'en a fait une de o^'yioS de diamètre, qui fonctionne très bien ; mais un diamètre de o"*,o5o suffit.

Le faisceau solaire réfléchi traverse la chambre Cj la glace G, H vient tomber en partie sur une lentille L achromatique de o",i6 environ de diamètre ou sur un miroir en verre argenté du plus grand diamètre possible, afin de recueillir, si l'on peut, tout le faisceau réfléchi, dont les dimensions sont d'autant plus grandes qu'on est plus éloigné.

Au foyer de la lentille ou du miroir on place le thermophone récepteur. Après avoir essayé toutes les formes de récepteurs thermophoniques que j'ai déjà décrites (*), je me suis arrêlé au

{*) Journal de Phjsi^ue, t. X, p. 53 et l'i;: 188 .

238 E. MERCADIEB.

suivant, qui donne, toutes choses égales d'ailleurs, la plus grande intensité aux sons reproduits. C'est un petit tube de verre t de o™,o6o à o"*,070 de longueur, de o",oo8 à o^jOio de diamètre, renfermant une mince lame de mica m enfumée sur ses deux faces à l'aide d'une lampe à pétrole fumeuse. Un tube en caoutchouc relie le tube t à un cornet acoustique O qu'on applique à l'oreille.

Ce ihermophone, extrêmement simple, est fixé sur un support quelconque, de fa<jon que le foyer lumineux se trouve sur la lame enfumée. On peut ainsi tenir d'une main le cornet O appliqué contre une oreille et boucher l'autre avec la seconde main. On peut aussi prendre pour thermophone un tube ouvert et relier symétriquement les deux ouvertures aux deux oreilles, ce qui présente quelque avantage quand les sons produits sont assez intenses.

Dans ces conditions, on peut parler à haute voix en T; la voix ne s'entend pas directement en O, à environ i5" de distance. Mais, si l'on porte à l'oreille le cornet O, on observe les phénomènes suivants.

Si le ciel est pur et le Soleil chaud, c'est-à-dire si, après la réflexion des rayons solaires sur le miroir de l'héliostat H et sur la lame argentée du transmetteur, et leur réfraction à travers les vitres V, G et la lentille L, on éprouve, en mettant la main au foyer, une impression assez vive de chaleur, on entend la reproduction complète et véritablement merveilleuse des paroles articulées en T. En faisant lire à la personne qui parle un texte qu'on ne connaît pas, on suit très bien la lecture. L'articulation est nette ; le timbre est si peu altéré, que l'illusion est complète : on croit entendre parler directement à distance. On peut considérer cela, je crois, comme une nouvelle preuve que, dans le thermophone décrit, c'est l'air qui vibre, et non le noir de fumée et le mica qui le supporte ; une colonne gazeuse, en effet, est seule susceptible de reproduire avec une telle perfection les inflexions si variées qui constituent la voix humaine articulée. Quant au chant, le thermophone le reproduit admirablement, ce qui s'explique sans difficulté, car le phénomène est alors beaucoup plus simple.

Si le Soleil est moins chaud, s'il est voilé légèrement, le chant et le timbre de la parole articulée sont toujours reproduits parfaitement, mais les articulations perdent leur netteté et la parole entendue dans le thermophone devient d'autant plus vague que la

RÂDIOPHONIB. i3^

radiation solaire est moins intense. J^ai eu l^occasion d^obscrver plusieurs fois raffaiblissement graduel de la netteté de ce phénomène quand le Soleil est graduellement \oilé par des nuages légers, qn^on ne voit souvent même pas.

11 en résultera une grande difficulté pour observer ces faits et les étudier d'une manière continue dans les pays du Nord, où le ciel n*est pas très pur.

Pour éviter cet inconvénient, j'ai dû chercher à me servir d'autres sources que le Soleil, et, grâce à la sensibilité du ihermophone, j'ai déjà pu obtenir les résultats suivants.

n. Emploi de sources radiantes artificielles. — Pour arriver à un résultat avec des sources de ce genre, j'ai commencé par laisser de côté toute considération de distance entre le point où la voix se produit et celui où elle est reproduite, sauf à y revenir plus lard, s'il est possible d'arriver à utiliser ces phénomènes pour rétablissement de communications à grande distance. Alors le problème se simplifie un peu.

On peut songer à rapprocher la source et le transmetteur du récepteur, afin de mieux concentrer le faisceau réfléchi sur le thermophone ; mais il en résulte aussi la nécessité d'éloigner la personne qui parle du transmetteur, sans quoi l'on risque d'entendre directement sa voix.

Pour cela j'ai profité des propriétés des tuyaux acoustiques, qui peuvent transporter la voix à des distances assez grandes avec une intensité remarquable. Je me suis assuré que, en ajustant à l'embouchure du transmetteur un long tuyau de caoutchouc de o",oi à o"^,oa de diamètre intérieur, on pouvait, même à une distance de lo"* et plus, faire vibrer vivement la lame mince en verre.

Pour m'en assurer, j'ai refait l'expérience dont le dispositif est représenté dans la Jig. a, de la manière suivante. Au lieu de parler directement à l'embouchure Ë du transmetteur, on a relié celle embouchure à un tuyau de caoutchouc aboutissant au cabinet C, après avoir traversé la porte vitrée V et la paroi du cabinet, dans lequel on a pu parler à travers un tuyau de 5" à 6'" de longueur. L'expérience réussit très bien dans ces conditions, el elle se trouve ainsi simplifiée, car il suffit d'avoir à l'extérieur de la chambre C/ un support où placer le transmetteur el riiélioslat.

2io E. MERCADIER. - RADIOPHONIE.

J'ai pu alors essayer Temploi de la lumière électrique.

hdijïg. 3 indique la première disposition, qui m'a donné de bons résultats. Les lettres communes ZM\fig. a et 3 représentent les mêmes objets. On voit de plus, sur \^Jig» 3, la source électrique S émettant des rayons que la lentille /rend parallèles. Le transmetteur est relié au cornet B, dans lequel on parle, par un long tuyau de caoutchouc A. La distance entre le transmetteur et la lentille L esl d'environ i"*,r)o : /' est une lentille de o™,o3 environ de distance focale, servant à concentrer les rayons sur une surface aussi petite que possible de la lame enfumée du thermophone f .

On entend alors dans celui-ci le chant avec une grande perfection ; mais l'articulation de la parole est un peu vague.

Fig. 3.

En essayant de changer les distances relatives des éléments de Tappareil, j'ai remarqué qu'on perdait plus à les rapprocher qu'à les éloigner. Un faisceau de rayons électriques, concentré de façon à brûler la main au foyer d'une lentille ou d'un miroir, donne des résultats plus que médiocres. Il y a là une limite qu'il ne faut pas dépasser.

On peut s'en rendre compte en remarquant que Teffet est produit, en somme, par les variations d'intensité du faisceau, et qu'il dépend du rapport de ces variations à l'intensité en quelque sorte statique du faisceau ; si celle-ci est trop grande, il se peut que le rapport soit trop petit pour que les effets correspondants aient une netteté suffisante. On conçoit donc qu'on puisse obtenir de meilleurs résultats pour une variation égale d'intensité en

B. BOUTY. - CONTRACTION DES DÉPOTS GALVANIQUES. iU >aleur absolue, quand rintensîté elle-même est faible, que lors-

qu'elle est plus grande.

C'est ce que rexpérience m'a nettement indiqué, si bien que j'ai pu transporter la source S et le transmetteur T dans le cabinet G (Jig' 3), et, par une porte vitrée qui ferme ce cabinet, envoyer le faisceau réQéchi sur la lentille L, à travers la glace sans tain G, à la distance indiquée par les /ig, a et 3, c'est-à-dire à environ lo" du transmetteur. La reproduction des articulations do la parole est devenue meilleure.

Les observations que je donne ainsi avec détails, pour éviter aux personnes qui voudraient répéter ces expériences les tâtonnements auxquels j'ai dû me livrer d'abord, je les ai refaites en substituant à la lumière électrique la lumière oxyhydrique, produite à la manière ordinaire. En plaçant la lentille de concentration à 6™ environ du transmetteur, on obtient les mêmes résultats qu'avec la lumière électrique.

De nouveaux essais non encore terminés me permettent d'espérer les obtenir avec des sources encore plus faibles.

SUE LA GOITEACnOI DS8 DÉPÔTS aiLTAHIdUBS ET 81 RBUTIOI lYEG LS FEÉIOMÈHS DE PEI.TIEB;

Par m. E. BOUTY.

Dans deux Mémoires antérieurs (*) j'ai établi : i** que les dépôts galvaniques éprouvent une variation de volume d'où résulte une compression du moule qui les reçoit; a° que le phénomène de Peltier se produit à la surface de contact d'une électrode et d'un électrolyte. De nouvelles observations m'ont amené à reconnaître que les deux sortes de phénomènes, les uns mécaniques, les autres calorifiques, sont connexes, et que les premiers sont une conséquence des seconds.