CHAPITRE Y

LES LIGNES TÉLÉGRAPHIQUES

§ I — Lignes télégraphiques aériennes — Lignes souterraines

Nous n’avons parlé jusqu’à présent que des appareils qui servent à produire ou à recevoir les signaux. Il nous reste à décrire les fils qui les transmettent, c’est-à-dire qui donnent passage aux courants électriques, principe véritable de la télégraphie.

Une ligne de télégraphie électrique aérienne est constituée par des fils métalliques ordinairement supportés par des poteaux de bois plantés à des distances égales sur le parcours de la ligne. A l’origine, ces fils étaient de cuivre, de 2 millimètres de diamètre. Le métal choisi avait l’avantage d’être fort bon conducteur de l’électricité, mais outre son prix élevé, il avait l’inconvénient de perdre son élasticité sous l’influence des changements de température, et de devenir cassant. Le cuivre, généralement abandonné, a été remplacé par le fer recuit, plus résistant, moins coûteux, et auquel on donne un diamètre de 3 ou 4 millimétrés ; sur les lignes un peu longues, où il importe d’avoir la moindre résistance possible au passage des courants,

on emploie du fil de fer de 6 millimètres à G '“"‘,5 de diamètre : c’est en Angleterre que ces gros fils sont employés.

Les fils de fer des lignes télégraphiques sont galvanisés ;

c’est-à-dire sont, après avoir été décapés dans de l’eau acidulée, recouverts d’une mince couche de zinc : celle - ci s’oxyde à l’air, ce qui préserve le fer de la rouille, et de plus empêche, par une action électrique, l’oxydation des parties qui se trouvent accidentellement mises à nu.

Les poteaux de suspension, de bois de sapin, injectés de sulfate de cuivre, sont isolants quand ils sont secs. Mais pour

Fie. 364. — Lignes télégraphiques aériennes: empêcher la déperdition de l’é-

poteaux de suspension ; cloches isolantes. , . . , . . .

lectricite par les temps humides ou pluvieux, — le fil n’est point directement attaché sur les

Fig. 365. — Cloches isolantes en champignon; en anneau.

poteaux. 11 en est isolé par des cloches de suspension de verre ou de porcelaine. Les figures 364 et 3G3 montrent comment ces isolateurs sont disposés sur les poteaux, et comment ils main-

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tiennent les fils, soit dans les parties droites de la ligne, soit aux points où elle fait des coudes brusques et exige line disposition particulière (supports en anneau) pour éviter les effets de traction.

L’espacement des poteaux est en moyenne de 100 mètres, mais cette distance est ordinairement plus petite dans les courbes, et plus grande au contraire dans les vallées, où les fils peuvent avoir, de poteau en poteau, des portées de 400 à 500 mètres. La hauteur de chaque poteau, de 8 à 10 mètres,

Fig. 3GG. — Treuils tendeurs des fils télégraphiques.

est plus grande quand la ligne franchit des rivières, des routes, etc. Dans les villes, on fixe les cloches isolatrices de porcelaine sur des consoles de bois appliquées contre les murs des maisons et des édifices, quelquefois sur des potelets dépassant les toitures ; mais, depuis quelques années, on a trouvé préférable de remplacer les fils aériens par des fils souterrains, qu’on établit aussi dans les parties humides du trajet, sous les tunnels, par exemple.

Chaque poteau supporte ordinairement plusieurs fils qu’on fixe à des intervalles de 25 à 30 centimètres, en les alternant de chaque côté en avant et en arrière, de manière à contrebalancer les effets de traction qui tendent à renverser le poteau .

«l/i APPLICATIONS DES PHÉNOMÈNES ET DES LOIS DE L’ÉLECTRICITÉ

De kilomètre en kilomètre (c’est en France la longueur habituelle de chaque fil), on dispose des tendeurs, isolés de la même manière par leur suspension à des cloches de porcelaine : c’est la lame de fer réunissant les deux treuils qui sert alors à joindre électriquement les deux portions du fil (fig. 366). Cette tension des fils est nécessaire pour empêcher les fils multiples de se toucher et de s’entremêler.

Fig. 3G7. — Tendeur anglais, système Siemens et llalske.

Fig. 3G8. — Tendeur des lignes allemandes.

En Angleterre et en Allemagne on emploie d’autres procédés de tension des fils, que les figures 367 et 368 permettront de saisir sans plus de détails.

Au début de la télégraphie électrique, on ne s’était pas fié au système île suspension des fils en plein air, qu’on croyait soumis à des causes de déperdition électrique trop fréquentes, et qui d’ailleurs paraissaient exposés à la destruction de la malveillance. En Prusse notamment et en Russie, on enfouissait les fils dans la terre, à une profondeur de 30 à 60 centimètres. Mais ce système de lignes télégraphiques, beaucoup trop dispendieux, a été abandonné à peu près partout ; il est réservé aujourd’hui, comme nous l’avons dit plus haut, aux portions de lignes qui pénètrent à l’intérieur des villes ou qui

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ont à traverser les tunnels des voies ferrées. Voici dans ce cas comment sont disposés les divers conducteurs.

Les fils sont de cuivre, recouverts chacun d’une couche de gutta-percha et réunis en un câble qu’on entoure lui— meme de filin goudronné. Ce câble est alors placé à l’intérieur d’un tube de fonte, de bois créosoté ou de plomb, qu’on enfouit à une profondeur maximum d’un mètre, sur un lit de sable ou de terre tamisée. Telle est la ligne souterraine qui relie, à Paris, l’Administration centrale des télégraphes à l’Observatoire, au Luxembourg, aux gares de Montparnasse et des chemins de fer de Lyon et cT Orléans. Elle n’a donné des résultats qu’à demi satisfaisants, et plusieurs fois les fils ont subi des déperditions assez fortes pour les mettre hors de service.

Un autre système consiste à employer des fils de fer galvanisés semblables à ceux des lignes aériennes, réunis en blocs de quatre, six et dix fils, isolés les uns des autres par des masses de bitume. Le câble ainsi formé est noyé dans une niasse de bitume coulée au fond d’une tranchée d’un peu plus d’un mètre de profondeur. Telles sont, à Paris, la ligne qui relie l’Administration des télégraphes aux Tuileries, au Louvre, à l’Hôtel de Ville, à la Bourse, à la Préfecture de police et qui ne fonctionne plus qu’en partie ; puis une ligne de 1200 mètres de longueur établie à Bordeaux. Ce procédé a donné d’excellents résultats, mais les tranchées doivent être mises à l’abri des Infiltrations du gaz, qui, à la longue, altéreraient le bitume.

Dans les tunnels, on disposait aussi les fils contre la voûte, mais en les protégeant contre l’humidité par une couche de gutta-perclia qui les réunit en un seul câble ; mais on a reconnu que l’enveloppe isolante s’altère assez rapidement sous l’action des agents atmosphériques.

§ II — Lignes télégraphiques sous-marines — Cables

TRANSOCÉANIQUES

La transmission des courants électriques et des signaux constituant la télégraphie électrique, transmission qui se fait, comme on vient de le voir, dans l’air et au sein de la terre à l’aide de iils métalliques convenablement isolés, est-elle possible dans 1 ’eau ?

Cette question intéressante a été résolue des le début. En 1839, en effet, M. O’Sbaughnessy reliait télégraphiquement les deux rives de l'Hougly, dans l’Inde, à l’aide d’un fil métallique isolé et plongé dans les eaux du fleuve. L’année suivante, M. Wheatstone, dont on retrouve le nom à chaque phase progressive de la télégraphie électrique, proposait de relier Douvres et Calais par un câble. Ce projet ne fut réalisé qu’en 1830 : l’ingénieur français Brett posa, à cette dernière date, un fil de cuivre isolé par une enveloppe de gutta-percha, entre le cap Gris-Nez et Douvres. Le câble fut rompu1, mais la possibilité de la communication télégraphique sous-marine était démontrée, et un nouveau câble fut définitivement établi en 1831 à travers le détroit. 11 fallut quinze ans encore d’essais, de tentatives plus ou moins heureuses pour résoudre le problème dans tonte sa généralité. Mais alors la réussite de la pose et du fonctionnement de l’immense câble transatlantique qui relie l’Europe à l'Amérique, entre l’Irlande et Terre- Neuve, fut le point de départ d’un développement prodigieux du réseau télégraphique universel. A cette heure, le globe terrestre est sillonné, non-seulement à travers les continents, mais dans les profondeurs de la mer, de fils qui portent

1. « Quelques dépêches (environ A00) passèrent; mais, subitement, le fil resta muet. Un pêcheur l’avait relevé dans ses fdcls, et s’était empressé d’en couper un morceau qu’il apporta triomphalement à Boulogne pour montrer cette singulière production marine à centre d’or. » (W. Huber, le Réseau télégraphique du globe.)

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partout, avec la rapidité de la foudre, les dépêches privées et publiques de toutes les nations civilisées.

Entrons dans quelques détails sur les lignes sous-marines, sur la structure des câbles qui contiennent les fils et sur le mode d’immersion adopté.

Le fil conducteur d’un câble sous-marin est recouvert de plusieurs enveloppes qui ont pour objet, soit de l’isoler, soit de le protéger contre les chances de destruction. C’est, soit un fil, de

Fig. 3G9. — Câbles sous-marins : vue extérieure et coupe.

cuivre de 1 ou 2 millimètres de diamètre, soit une corde formée de cinq ou six fils très-fins tordus en hélice : cette dernière disposition est préférée aujourd’hui, parce qu’en cas d’accident et de rupture des fils intérieurs, il suffit qu’un ou deux de ces fils résistent, pour que les communications ne soient pas interrompues.

Ce qui est très-important, c’est que les fils soient noyés dans une enveloppe de gutta-percha; on met ordinairement quatre couches de cette substance, d’une épaisseur totale de 3 à 4 millimètres. La gutta-percha est non-seulement un très-bon isolateur, mais elle est à peu près inaltérable clans

l’eau de nier. A l’origine, on se bornait à cette enveloppe, mais on eut bientôt reconnu la nécessité de la protéger extérieurement contre les avaries. Tout autour on met donc une couche épaisse de filin goudronné, et enfin, extérieurement, cette couche se trouve maintenue et protégée par une série de fils de fer galvanisés enroulés en hélice. Nous reproduisons ici, en vraie grandeur, quelques-uns des câbles fonctionnant

Fig. 370. — Câbles transatlantiques de la ligne de Valentia à Terre-Neuve : grandeur naturelle.

aujourd'hui sur diverses lignes télégraphiques sous-marines. On peut voir que ces échantillons diffèrent de grosseur, mais la fabrication est à peu près identique : toutefois, dans les anciens câbles, on avait cru pouvoir loger plusieurs fils distincts (fig. 309), afin de multiplier les communications. On a renoncé généralement à cette méthode, parce qu’on a reconnu les inconvénients des fils multiples; ils nécessitent, en effet, un volume et un poids considérable, qui rendent difficile F opération de la pose;

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mais surtout le voisinage des fils détermine la production de courants induits qui entravent la transmission. On préfère donc, si l’activité des correspondances l’exige, établir entre les stations extrêmes plusieurs câbles; d’autant plus que tout accident grave arrivé à l’un d’eux laisse généralement les autres disponibles.

Fig. 371. — Câble transatlantique de la ligne de Brest à Saint-Pierre, posé en 18G7 : coupe de grandeur naturelle.

Sur une même ligne, le câble diffère ordinairement de grosseur, selon la portion du parcours qu’il traverse. Tout près des côtes, là où la mer est peu profonde, où le câble est exposé aux accidents provenant de l’agitation de la mer pendant les gros temps, de la rencontre des ancres des navires et des filets des pêcheurs, la grosseur du câble est maximum; l’enveloppe métallique est formée de fds d’un gros diamètre qu’on revêt d’un composé siliceux, ayant pour objet d’accroître la résistance

à l’usure venant du frottement contre les rochers. C’est le câble d atterrissage. Pour les profondeurs moyennes, on adopte un diamètre moindre, et pour l’ensemble du câble et pour les fils de l’enveloppe métallique. Enfin, pour la portion destinée à être submergée en pleine mer, dans les eaux les plus profondes, on adopte le minimum de grosseur (fig. 371), le câble n’ayant plus à redouter les agitations de la surface, et sa pose étant grandement facilitée par la diminution de son poids.

Ce poids est en effet quelque chose d’énorme pour les lignes sous-marines tant soit peu longues. Le câble de Douvres à Calais, posé en 1851, qui u’avait que 41 kilomètres de longueur, pesait toutefois plus de 180000 kilogrammes. Les câbles transatlantiques reliant Yalentia et Brest à l’Amérique pesaient, le premier, 865 kilogrammes par kilomètre, le second 836. Cela fait pour le poids total, 4300 tonnes pour le premier, et près de 4000 tonnes pour le second, en n’y comprenant que la section comprise entre Brest et file Saint-Pierre. Un seul navire, le colosse des mers, le Great-Eastern , était capable de se charger d’une charge pareille. Mais 1 inconvénient d’un tel poids, qui diminue, il est vrai, pour la partie immergée du câble, est surtout grave, quand la pose se fait dans les grandes profondeurs, quand la portion en suspension se déroule à une profondeur de 2500 brasses (4kilom- ,06). Mais nous n’avons point à décrire ici les péripéties de la pose d’un câble sous-marin qui franchit un aussi grand parcours. Revenons au côté physique de la question.

Avant la réussite, bien des personnes doutaient de la possibilité de transmettre des signaux sous-marins à de grandes distances, par exemple du continent européen au continent américain, à travers l’Atlantique. Ce n’était pas tant la distance même que cet inconnu d’un câble immergé à des profondeurs énormes, plongé dans un élément éminemment conducteur, l’eau de mer, qui les effrayait. Comment ce fil se comporterait-il quand les courants électriques y seraient lancés ? Son isolement serait-il suffisant? La force du courant serait-elle suffisante

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pour parvenir, sans perturbation d’un bout à l’autre de l’immense ligne sans relais? Ces craintes, qui étaient d’abord formulées assez vaguement, parurent un instant justifiées quand, en août 1859, après quelques dépêches échangées entre les Etats-Unis et l’Irlande, on vit les appareils peu à peu ne plus donner que des signaux confus, et finalement cesser de fonctionner. La cause de l’interruption resta d’abord ignorée.

11 fallut donc reprendre à nouveau, ou mieux commencer sérieusement l’étude expérimentale et théorique de la transmission des courants dans un fil isolé et submergé, de manière à se rendre compte des obstacles et à les vaincre par des moyens efficaces. Plusieurs savants français et étrangers — citons MM. F araday, Wbeatstone, Guillemin, Gau gain, Siemens — se mirent à l’œuvre, et tous contribuèrent à la solution de cette question importante.

11 fut reconnu qu’un câble immergé dans beau de mer se transforme, quand un courant électrique le parcourt, en un condensateur analogue à la bouteille de Leyde : la charge électrique du fil de ligne intérieur agit sur les conducteurs extérieurs, armature métallique et eau de la mer, à travers l’enveloppe isolante, composée, comme on l’a vu, de gutta-percha. Les courants induits qui naissent ainsi sous l’influence du courant lancé dans la ligne par les appareils, persistent, après la rupture, pendant un certain temps, de sorte que l’envoi d’un courant nouveau n’est possible qu’après ce temps; sans quoi les choses se passeraient comme si la ligne était parcourue par un flux continu d’électricité : les signaux deviendraient impossibles. 11 est également prouvé que la conductibilité de la gutta-percha n’est pas nulle, et que le courant s’affaiblit par une déperdition qui se fait au travers de l’enveloppe isolante.

Une fois les causes reconnues, il devint possible d’en combattre les effets. Aux électromoteurs voltaïques, à la pile, on a d’abord substitué des appareils d’induction magnéto-électrique, produisant des courants d’une plus grande intensité, et qui se propagent avec une rapidité plus grande que les courants

ordinaires. De plus, pour neutraliser les courants induits, on a imaginé des procédés divers : l’un, dû à M. Whitehouse, consiste à lancer dans le câble, alternativement, des courants de sens contraires; les courants induits qui en résultent sont euxmêmes de sens contraires, de sorte qu’ils se détruisent ou se neutralisent. M. Yarley a interposé, entre le manipulateur et la ligne, un condensateur à très-large surface (de 40 000 pieds carrés anglais). Voici, d’après M. Du Montcel, comment agit ce condensateur pour neutraliser les courants induits : « Au moment du contact du manipulateur (c’est un simple inverseur de courant à touches), un flux électrique est envoyé à travers le câble pour agir sur le récepteur, et ce flux est positif ou négatif, suivant celle des deux touches du manipulateur qui est abaissée. Mais, aussitôt que cette touche s’est relevée, une communication se trouve établie entre le condensateur et la terre, et l’électricité condensée peut s’écouler en terre des deux côtés de la ligne. 11 arrive alors que la charge de nom contraire à celle qui a fourni le premier flux d’électricité qui agit sur le récepteur, rencontre celle-ci à travers le câble et la neutralise instantanément, en détruisant à la fois l’effet d’induction produit par elle dans l’enveloppe du câble. De cette manière, le câble se trouve remis, instantanément pour ainsi dire, à l’état neutre, et devient susceptible de fournir immédiatement un nouveau signal. »

Voici, du reste, quel est le système adopté dans la grande ligne transatlantique de Brest à Saint-Pierre. . L’appareil télégraphique est un télégraphe à aiguille : la raison de ce choix tient à l’extrême sensibilité des galvanomètres, dont les aiguilles peuvent osciller sous l’action de courants peu intenses. Néanmoins, pour accroître encore cette sensibilité, et permettre aux employés du poste récepteur de lire les signaux sans hésitation, M. Varley a modifié de la façon suivante les galvanomètres de Thompson. « Dans cet appareil, dit 31. Du Montcel, l’organe sensible est un petit miroir lenticulaire dirigé magnétiquement par une petite aiguille aimantée, et celle-ci est rap—

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pelée dans une position fixe par un aimant. Un rayon lumineux est projeté sur ce petit miroir et renvoyé par lui sur un écran placé à une distance de huit pieds. Avec cette amplification, le moindre mouvement, imperceptible à l’œil nu, se trouve accusé par le déplacement de l’image projetée, et les positions que cette image occupe successivement, à gauche ou à droite d’une ligne de repère fixe, peuvent indiquer les points et les traits de l’alphabet Morse. On obtient ainsi toutes les combinaisons nécessaires à l’ interprétation des dépêches, qui se lisent sur un écran clans une chambre noire. »

Les figures 372 et 373 représentent l’appareil télégraphique du câble transatlantique français , tel qu’il est installé à la station de Brest.

La première est une coupe du galvanomètre de Thompson; la seconde montre la disposition d’ensemble de l’appareil.

Au centre de la bobine, on voit le petit miroir circulaire qui porte l’aiguille aimantée rendue asiatique par un aimant E suspendu à une tige verticale surmontant le galvanomètre. Un fil de cocon supporte le miroir, dont les mouvements se trouvent ralentis par une palette suspendue elle-même audessous du système. C est le commutateur de l’appareil; B, le manipulateur à double touche, analogue au manipulateur Morse, lançant alternativement des courants positifs et négatifs : aux courants négatifs correspondent les déviations à gauche de l’aiguille et du miroir; les courants positifs font au contraire dévier l’aiguille à droite. F est une chambre obscure renfermant l’échelle sur laquelle viennent se former les images de la flamme de la lampe située par derrière. Le faisceau lumineux traverse un trou pratiqué dans la paroi de la chambre, suit la route B, tombe sur le miroir, et se reflète, par IV, au zéro de la division quand le miroir est immobile. A chaque passage du courant transmis par le câble, le miroir oscille à

Fig. 372. — Coupe du galvanomètre Thompson dans l’appareil télégraphique du câble transatlantique de Brest.

droite ou à gauche, comme on vient de le voir, et l’image oscille horizontalement de part ou d’autre du zéro. En A, est la pile formée de 20 éléments Daniell; en J, se fait la communication du fil avec la terre.

Fig. 373. — Télégraphe transatlantique de Brest à Saint-Pierre : vue d'ensemble

de l’appareil.

L’employé du poste, dès qu’il a reçu l’avis qu’une dépêche est transmise, met son commutateur à la réception; puis il fixe les yeux sur l’échelle divisée de la chambre obscure, notant tous les signaux indiqués par les oscillations successives de l’image lumineuse, signaux qui correspondent, nous l’avons dit, au vocabulaire conventionnel du système Morse. 11 n’y a plus ensuite qu’à traduire la dépêche et à l’écrire en caractères ordinaires.