CHAPITRE Il

La propagation des ondes électro-magnétiques à la suriace de la terre.

46. La théorie que nous venons de résumer suppose Ja terre plane, parfaitement conductrice, et l'atmosphère parfaitement diélectrique. Ce ne sont là que des approximations qui, valables pour de courtes distances de transmission et de faibles longueurs d'ondes, cessent de l'être quand on considère des radiocommunications entre stations distantes de plusieurs centaines, ou même plusieurs milliers de kilomètres. Il faut en effet, alors, tenir compte de la courbure de la terre; 1l faut se souvenir aussi que le sol n'est pas parfaitement conducteur, pas plus que l'air n’est un diélectrique idéal. Dans quel sens faut-il modifier les conclusions que nous avons obtenues?

Nous allons exposer ci-dessous les théories qui ont été proposées, et les résultats d'expérience.

ÏJ. — VUES THÉORIQUES SUR LA PROPAGATION DES ONDES A LA SURFACE DE LA TERRE.

Les nouvelles théories de la propagation des ondes électro-magnétiques. — Rôle du sol. — La courbure de la terre. — Les obstacles. — Rôle de l'atmosphère.

4'7. Obiections à l’ancienne théorie. — La théorie de la propagation que nous venons d'exposer et qui, née des travaux de Maxwell et de Hertz, fut successivement développée par le P' M. Abraham, M. Brillouin et Henri Poincaré. semblait, dans les premières années de l’histoire de la télégraphie sans fil, rendre compte de tous les faits connus. Les ondes élee-

triques étaient traitées comme des ondes lumineuses, et l’on pouvait attribuer aux phénomènes de diffraction les cas observés de correspondance entre stations séparées par des obstacles: mais, précisément, comme la théorie de Hertz semblait suffisante, l'habitude était prise de traiter les phénomènes de propagation d'ondes électriques exactement comme les phénomènes de propagation de la lumière, et de croire que les obstaeles jouaient dans le premier cas exactement le même rôle que dans le second. Ceci explique l’incrédulité avec laquelle fut accueillie dans beaucoup de milieux, en 1902, la nouvelle que M. Marconi avait réussi à recevoir en Amérique des signaux émis en Europe. Mais, la télégraphie sans fil se développant, il fallut bientôt se rendre à l'évidence : les ondes ne sont pas arrêtées par la courbure de la terre, qui constitue un obstacle gigantesque, de plusieurs centaines de kilomètres, quand il s'agit de correspondre entre l'Europe et l'Amérique. Comment expliquer ce phénomène?

Et d’abord l’ancienne théorie de la diffraction pouvait-elle en rendre compte, en supposant comme l'avaient fait les savants qui avaient jusque-là abordé le problème, la terre parfaitement conductrice et le milieu qui l'entoure parfaitement diélectrique et indéfini? Le Pr H. M. Macdonald fit en 1903 une première analyse du problème, qui semblait expliquer les faits par la théorie usuelle de la diffraction. Cette analyse souleva de nombreuses critiques. Lord Rayleigh fit observer que, dans tous les problèmes de cette nature, le résultat est déterminé par le rapport des dimensions linéaires de l'obstacle à la longueur d’onde de la perturbation, et que le cas de la télégraphie sans fil correspond à celui de la lumière ordinaire rencontrant une sphère de 3 centimètres de diamètre ; il fit, ainsi que M. Henri Poincaré, d’autres objections d'ordre mathématique à la théorie du Pr H. M. Macdonald. La question fut remise à l’ordre du jour en 1910 par la publication presque simultanée de travaux de M. Henri Poincaré et du Pr J. W. Nicholson. Après quelque hésitation due à l’extrême complexité du problème, M. Henri Poincaré arriva à cette conclusion que le rapport de l’action à grande distance, suivant que l'on suppose l’existence ou l'absence de l'obstacle formé par la courbure de la terre, décroît très rapidement quand la distance des stations augmente, et ce résultat fut confirmé par le Pr J, W. Nicholson, qui étudiait le problème plus général de l’oscillateur placé près d’une sphère conductrice et, plus récemment, par H. W. March, puis par Rybezynski, et enfin par Macdonald (1914) et À. E. H. Love (1915).

L'ensemble des résultats obtenus, quoique beaucoup des analyses données paraissent critiquables au point de vue mathématique, semble démontrer définitivement que la théorie de la diffraction, en supposant la terre parfaitement conductrice, et l'air parfaitement diélectrique et indéfini, n’explique pas la propagation des ondes électro-magnétiques à grande distance, malgré la courbure de la terre.