APPLICATION DES ONDES ÉLECTRIQUES A LA TÉLÉGRAPHIE

(Suite.)

Si les ondes électriques ne sont pas susceptibles d'être utilisées pour les communications à toute distance sans conducteur interposé, il ne sensuit pas qu'elles ne puissent être utilement employées dans la télégraphie courante.

Que l'on réunisse par un fil conducteur les antennes de deux postes qui échangent des signaux avec les dispositifs de M. Marconi, et l'on peut dès lors éloigner ces deux postes et les placer à des distances comparables à celles qui séparent actuellement les postes télégraphiques ordinaires.

Si les ondes électriques ne devaient être ainsi appelées qu a permettre l'échange de signaux entre les postes télégraphiques au moven d'un fil de jonction à la manière dont les dispositifs télégraphiques usuels en assurent la transmission, il n v aurait aucun avantage à remplacer les appareils, souvent très simples, employés dans la télégraphie courante, par les excitateurs et les résonateurs que nécessite l'usage des oscillations électriques.

Mais l'utilisation des ondes électriques peut plus que iaire double emploi avec les dispositifs usuels de télégraphie par courant continu. Xou seulement leur emploi

PROBLEMES DE TELEGRAPHIE iS;

permet de résoudre les différents problèmes dont la télégraphie par courant continu a déjà indiqué la solution, et cela en mettant souvent en œuvre des dispositifs plus simples, mais encore cette utilisation des ondes électriques permet de réaliser des desiderata de la télégraphie ordinaire laissés jusqu'à ce jour sans réponse.

Avant d'indiquer comment les ondes électriques peuvent être ainsi utilisées, nous rappellerons l'énoncé de divers problèmes de télégraphie, ainsi que les avantages et les inconvénients des solutions proposées. Nous présenterons ensuite les principes sur lesquels repose l'emploi des ondes électriques à la télégraphie avec conducteur.

Nous indiquerons alors par cjuels dispositifs les oscillations électriques permettent de résoudre les divers problèmes de télégraphie énoncés.

ÉXOXCÉS DE QUELQUt:S PliOBLIÎMES DE TÉLÉGRAPHIE

Transmission duplex. — Le problème de la transmission duplex consiste à envoyer deux télégrammes h la fois par un même fd en sens inverse. ■ — Un fil unique AB relie deux stations A et B, il s agit de permettre simultanément la transmission de A vers B ainsi que celle de B vers A.

Indépendamment des deux méthodes classiques utilisées pour résoudre ce problème dans la télégraphie par courants continus, la méthode différentielle et la méthode du pont de W^heatstone, un grand nombre de méthodes particulières ont été indiquées (Mance, Edison, Vianisi, Muirhead, Ailhaud, etc.).

Toutes ces méthodes nécessitent l'installation d'une ligne factice équivalente à la ligne réelle en ce qui concerne la capacité et la résistance. La construction de cette ligue factice est parfois assez coûteuse, par exemple lors-

qu'il s'agit de transmettre en duplex au moyen d'un câble sous-marin ou sous-terrestre. On ne peut alors songer ii équilibrer la capacité du câble par l'emploi d'un seul condensateur de même capacité. Il faut, pour poursuivre l'assimilation du câble et de la ligne artificielle, constituer toute une série de résistances et de capacités de manière il faire, pour chaque élément de la ligne factice, une reproduction aussi exacte que possible de la capacité et de la résistance de l'élément correspondant du câble.

De plus, ces méthodes ne permettent pas en général de transmettre de A vers B avec un appareil télégraphique donné, un appareil imprimeur de Hughes par exemple, alors que pour la transmission de B vers A on emploie un appareil différent du premier, un appareil Morse.

Transmission diplex. — C'est encore la mise en activité simultanée de deux appareils télégraphiques sur le même fil que se proposent les systèmes de transmission diplex. Mais au lieu de permettre l'échange simultané de signaux entre deux postes A et B réunis par un fil unique, on réalise avec ces systèmes l'envoi simultané de deux télégrammes de Avers B.

Lorsque deux manipulateurs peuvent être ainsi actionnés simultanément, il existe quatre combinaisons différentes des positions respectives de ces manipulateurs. Les deux manipulateurs de A sont tous les deux au repos, ou bien l'un, m, est au repos alors que le second, m', est actionné ou bien encore l'inverse a lieu, m est actionné et ni' est au repos, ou enfin les manipulateurs sont tous les deux actionnés.

Dans la plupart des systèmes diplex usités dans la télégraphie courante ces quatre combinaisons possibles ont pour effet de mettre la ligne A B en communication soit avec le pôle négatif, soit avec le pôle positil d'une pile il

PROBLKMKS DE TELÉGHAPIIIK i5y

petit nombre d'éléments, soit encore avec le pôle positif ou bien avec le pôle négatif d'une pile à grand nombre d'éléments. Ces courants positifs ou négatifs, faibles ou forts, traversent deux relais polarisés, convenablement disposés dont ils actionnent soit l'un, soit l'autre, soit tous les deux ensemble. Ces relais commandent deux récepteurs qui sont ou non actionnés suivant les courants émis sur la ligne et la transmission diplex est ainsi assurée.

Transmission quadruplex. — ■ Quel que soit le dispositif employé pour la transmission diplex on peut combiner ce dispositif avec un svstème de transmission duplex assuré, soit par la méthode différentielle, soit par la méthode du pont de ^^ heatstone. On réalise ainsi l'émission simultanée de deux télégrammes de A vers B en même temps que celle de deux autres télégrammes transmis de B vers A. On désigne sous le nom de transmission quadruplex une semblable transmission.

De même que la transmission duplex, la transmission quadruplex nécessite l'établissement d'une ligne factice plus ou moins coûteuse.

Transmission multiplex. — Multicommunication. — Un svstème de transmission multiplex est un système qui permet de transmettre simultanément plusieurs télégrammes dans un même sens, de A vers B par exemple, par un fil unique.

On peut se proposer également en utilisant un til unl- (jue A B de permettre la transmission simultanée de plusieurs télégrammes de A vers B en même temps que celle d'un même nombre de télégrammes émis de B vers A ; on réalise alors ce que nous nommerons un dispositil multicommunicateur.

Le prol>lème de la multicommunication télégraphique

i6o APPLICATIOS DES ONDIJS A LA TÉLÉGRAPHIE

peut être rendu encore plus général. L'énoncé le plus complet qu'on en peut donner est le suivant :

Un fil conducteur unique relie deux lieux déterminés

A et N et passe par une série d'autres lieux B, C, D L.

Trouver un dispositif qui permette l'échange de communications télégraphiques simultanées (communications pouvant être assurées au moyen d'appareils télégraphiques divers, Morse, Hughes, ) entre A et B, A et C,

A et N et aussi entre B et C, B et D, B et X, et ainsi

de suite jusqu'il la communication entre L et N ; en un mot entre tous les groupes que l'on peut former en combinant deux à deux de toutes les manières possibles les postes que relie le fil unique.

Si ce problème, envisagé d'une manière aussi générale, n'a pas été résolu d'une façon complète, des cas particuliers en ont été étudiés et leur mise en pratique a été suivie de succès.

Deux sortes de solutions ont été proposées. L'une d'elles qui ne réalise pas à proprement parler des transmissions simultanées a reçu le nom de télégraphie multiple. L'autre solution est connue sous le nom de télégraphie multiplex.

Télégraphie multiple. — Dans les divers télégraphes multiples soit \\ signaux conventionnels (Me ver, Delany), soit imprimeurs (Baudot, jNIunier, Dom) on utilise l'intervalle de temps qui sépare l'envoi de deux signaux consécutifs par un même appareil pour mettre la ligne en communication avec toute une série d'autres appareils.

A cet effet la ligne AX relie les axes de deux balais conducteurs qui tournent d'un mouvement synchrone et rencontrent une série de secteurs conducteurs régulièrement distribués le long de la circonférence que les balais décrivent.

Nous supposerons ces secteurs au nombre de six pour

PROBLÈMES DE TÉLÉGRAPHIE i6i

fixer les idées et nous nommerons ceux disposés en A, «j, «2» <^ii ^v ^ô'> '^G' ^'^ ceux en N, /«,, /?.,, «3, /i^, /«g, /Zg.

En A on réunit aux trois secteurs a,, a.., a.., trois récepteurs et aux trois secteurs a.,, «,, (i^^ trois manipulateurs. Au contraire en N ce sont les secteurs pairs /?^, n^, n^ qui sont réunis à trois récepteurs et les secteurs impairs ii^, /«3, /z„ qui communiquent avec trois manipulateurs. Si de part et d'autre, en A et en X, les deux balais sont animés de mouvements de rotation exactement synchrones et qu'ils frottent au même instant deux secteurs affectés du même numéro d'ordre, les trois manipulateurs de la station A seront une fois par tour mis en communication avec les trois récepteurs de la station N qui leur coVrespondent et il en sera de même pour les manipulateurs de N qui seront réunis aux récepteurs de A chacun une fois par tour.

Ces deux organes qui mettent ainsi en communication au même instant un manipulateur d une station avec un récepteur de Fautre, qui par suite distribuent successivement la ligne aux divers appareils télégraphiques accouplés ont reçu le nom de distrihiitoiirs.

Si les signaux qui émanent de chaque manipulateur sont émis au moment propice, on conçoit que, grâce au synchronisme des distributeurs, les six groupes d'appareils associés puissent échanger des signaux.

Bien que six télégrammes puissent ainsi être simultanément «'changés entre A et N, il n'y a pas, ii vrai dire, communications simultanées entre les divers appareils qui les échangent. Les deux distributeurs ont simplement permis de rapprocher les communications successives entre les divers manipulateurs et récepteurs reliés par une même ligne.

On peut encore à l'aide de distributeurs faire communiquer entre eu.v et avec A et X des postes échelonnés sur la ligne AN. C'est ainsi ([ue l'emploi de distributeurs

Tlri'AIX. Ourles (■IpctrifiiifS. il

i62 APPLICATION DES ONDES A LA TELEGRAPHIE

à quatre secteurs permet les communications avec trois postes échelonnés x\, B, N comme l'indique le schéma de la figure 91. Le poste intermédiaire B possède deux distributeurs dont les hahiis A, h sont disposés sur le même

ît ■..-, [g

Fig. 91. — Schéma de communication entre trois jiosles cchclonnés A, B, N, à laide de distributeurs.

axe. La position des balais b dans la figure 91 correspond à la communication du poste A avec le poste B et du poste B avec le poste X.

Dans la pratique on ne peut guère utiliser la télégraphie multiple avec plus de trois postes échelonnés.

Tèlé^rapliie iniiUiplex. — La télégraphie multiplex qui permet la communication réellement simultanée de plusieurs appareils par un même fil, repose sur une remarquable expérience signalée à TAcadémie des Sciences en 1860 par Tabbé Laborde. Cette expérience consiste ii envover sur un même fil une série de courants intermittents de régimes dillerents qui sont émis par linterniédiairc de diapasons de longueurs différentes. A l'arrivée du fil ces courants parcourent les enroulements d'un nombre d'électro-aimants égal au nombre des diapasons, et chaque électro-aimant agit sur une lame vibrante. Chacune des lames se trouve dailleurs accordée avec Tun des diapasons. Dans ces conditions on constate que les courants intermittents envoyés par un des diapasons nagissent que sur la lame en accord avec ce diapason. Cette lame entre seule en vibration à lexclusion de toutes les autres.

C'est sur ce principe que Paul Lacour de Copenhague réalisa plus tard, en 18^3, un télégraphe multiplex. Les

PROBLÈMES DE TÉLÉGRAPHIE i63

différents courants intermittents produits par des diapasons à la station de départ cheminaient ensemble et venaient impressionner à la station d'arrivée, au moyen d'électro-aimants, une séi'ie de diapasons qui étaient des copies exactes de ceux disposés au départ. Le triage des transmissions se trouvait ainsi assuré, les diapasons communiquant entre eux par couple et indépendamment les uns des autres.

PaulLacour a fait un assez grand nombre d'expériences de télégraphie multiplex au cours desquelles il a utilisé plusieurs dispositifs d'électro-diapasons.

Tout récemment M. Mercadier a repris l'idée de l'abbé Laborde et il a réalisé des dispositifs qui lui ont permis à l'aide de douze électro-diapasons placés à la station de départ et de plaques vibrantes fonctionnant à l'unisson, disposées à la station d'arrivée, de transmettre simultanément douze télégrammes.

En utilisant un relais spécial, M. Mercadier a pu, sur des circuits où le téléphone peut fonctionner, échanger simultanément cinq télégrammes entre deux postes distants de 800 km (Paris-Pau). Au lieu de dix employés on aurait pu en utiliser jusqu'à 24 et permettre la transmission simultanée tant dans un sens que dans l'autre de douze télégrammes. Au cours de ces expériences récentes M. Mercadier a pu échelonner entre les postes extrêmes des postes intermédiaires et réaliser l'échange simultané de télégrammes entre ces divers postes associés deux à deux.

Il semble donc que les dispositifs de jM. Mercadier résolvent dans toute sa généralité le problème de la multicommunicationtel que nous l'avons énoncé précédemment.

Il est à remarquer toutefois que les télégrammes ainsi échangés sont forcément transcrits en signaux conventionnels Morse, et cela sans qu'il reste de traces permettant un contrôle. 11 semble difficile d'utiliser de semblables dispositifs, londés sur l'emploi de mouvements

i64 APPUCATIOX DES O.XDES A LA TELEGRAPHIE

sonores, à Tentretien simultané sur une même ligne d'appareils télégraphiques absolument quelconques et en particulier d'appareils imprimeurs.

Téléphonie et télégraphie simultanées. — Ce problème consiste à utiliser les circuits téléphoniques à la transmission télégraphique sans que Tune des transmissions apporte de gène à 1 autre.

Le premier système de télégraphie et de téléphonie simultanées est dû à M. Van Rysselberghe. Ce système peut être appliqué soit à une ligne téléphonique à fil unique, soit à une ligne téléphonique ii double fil. On rencontre certaines difficultés à appliquer ce système quand il s'agit d'utiliser des appareils télégraphiques rapides.

M. Caillîo, puis M. Maiche et M. Picard ont indiqué des systèmes de télégraphie et téléphonie simultanées qui, par l'emploi convenable de bobines de faible résistance et de forte self-induction, permettent l'échange de transmissions télégraphiques avec les appareils les plus rapides.

Multiplex et multicommunicateur téléphonique. — On peut enfin se proposer en ce qui concerne la téléphonie un problème en tout point semblable a celui énoncé pour la télégraphie, le problème de la multicommunication téléphonique.

Si Ton parvient à assurer la communication simultanée entre plusieurs appareils téléphoniques disposés aux deux extrémités d'une ligne unique, on aura réalisé ce c[u'on pourra appeler un téléphone multiplex.

Si de plus on permet aux tiansniissions téléphoniques d'être échangées simultanément entre une suite de postes échelonnés sur un même fil, on aura réalisé un multicommunicateur téléphonique.

CI] AMP O RDI. \ AI RE ET CHAMP IXTERFÉRENT i6j

PRINCIPES SUR LESQUELS REPOSE l'eMPLOI DES ONDES ÉLECTRIQUES A LA TÉLÉGRAPHIE AVEC CONDUCTEUR

La plupart des proljlèmes dont nous venons de passer en revue les énoncés peuvent être résolus par Femploi des oscillations électriques.

L'utilisation des ondes électriques à ces problèmes procède des principes que nous allons exposer.

Champ ordinaire à deux fils de Hertz et champ interfèrent. — Xous avons indiqué (ch. ij comment on peut concentrer le champ hertzien fourni par un excitateur au moven de deux fils parallèles tendus à partir de deux plaques respectivement voisines des deux plateaux de l'excitateur. Un résonateur de Hertz, dont le plan est maintenu perpendiculaire à la direction des fils et qui est graduellement éloigné de l'excitateur, manifeste des alternatives de fonctionnement et d'extinction en des régions fixes et bien déterminées que Ton nomme sections ventrales et nodales (voir p. 8). Le champ d'oscillations ainsi obtenu constitue ce que l'on nomme le champ ordinaire à deux fils de Hertz.

On peut se demander quel rôle chacun des deux fils constituant ce champ joue dans la formation du champ ordinaire de Hertz.

H suffit pour s'en rendre compte de déplacer comme précédemment un résonateur dans le champ obtenu en supprimant un des fils de concentration. Il faut avoir bien soin, dans ce déplacement, de conserver la même situation respective du fil unique de concentration et du résonateur que dans le champ ii deux fils.

On constate ainsi que le champ à un fil et le champ ordinaire à deii.v fils présentent le même système de sections nodales et {'entrâtes.

Supposons que les deux plateaux A et B de l'excitateur

i66 APPUCATIOX DES OXDES A LA TÉLÉGRAPHIE

soient disposés parallèlement, aussi éloignés que possible, et flanqués chacun de deux plaques métalliques, indépendantes, parallèles au plateau d'excitateur dont elles concentrent les effets et dont elles sont d'ailleurs le plus rapprochées possible (fig. 93).

Si l'on joint le fil i à l'une quelconque des plaques a, a' voisines de A et le fil 2 à l'une quelconque des plaques h , Z»', voisines de B, on constitue un champ ordinaire de Hertz à deux fils.

Si l'on joint les deux fils à deux plaques voisines du même plateau excitateur (fil i et plaque (t, fil 2 et plaque a, ou encore fil i et plaque b, fil 2 et plaque b''),\e résonateur déplacé le long des deux fils ne décèle plus aucun svstème de ventres et de nœuds. Il y a interférence tout le long du champ.

Alors que dans le cas du champ ordinaire à deux fils, riin des fils ajoute son effet sur le résonateur ïig- 92— Champ ordinaire \\ l'effet produit par l'autre fil,

de Hertz et champ infer- -, i , ^ ^1 ,• in

,y,j.pj^j ' dans le cas actuel 1 action de 1 un

des fils sur le résonateur s'oppose à l'action de l'autre fil et la contre-balance exactement.

Pour distinguer le champ ii deux fils ainsi obtenu du champ ordinaire h deux fils de Hertz, nous lui donnerons le nom de cliamp inlerfèrent (').

(') A. TuRPAlN. Recherches expérimentales aiir les oscillations électriques, p. 58. Paris, A. Hermann. 1899.

CHAMP ORDISAIRE ET CHAMP lyTERFÉREXT 167

Ces expériences qui sont des plus faciles à réaliser s'expliquent très simplement par de seules raisons de symétrie. Il est naturel d'admettre que les deux sections ventrales consécutives qui s'étaient le lono- d'un fil unique sont au même instant dans des états électriques différents ; et, par analogie avec l'état que présente un tuyau sonore en activité on indiquera cette différence entre deux ventres consécutifs en les affectant d'un si^ne. De

Fig. 93. — Schéma représentatif du champ hertzien concentré par un

fil unique.

telle sorte que l'état électrique présenté par un fil unique concentrant le champ hertzien sera représenté par le schéma de la fiopure 93.

Le champ ordinaire à deux fils sera représenté par le

Champ ordinaire.

Fig. 94. — Schéma représentatif du champ ordinaire à deux fils.

schéma de la figure 94- Le champ interfèrent sera représentée par le schéma de la figure gS.

Ces modes de représentation étant admis, on conçoit aisément, sans qu'il y ait lieu d'insister, par quels

Champ interfèrent.

Fig. gj. — Schéma représentatif du champ interfèrent.

raisonnements, hases sur de simples raisons de svmétrie, on pourra prévoir les phénomènes que présentent ces divers champs lorsqu'on y déplace un résonateur.

i68 APPLICATIO.X DES 0.\Di:s A LA TÉl.EGRAI'IIIE

Transformation dun champ ordinaire en champ interférant et transformation réciproque . — On peut

Fig. g6. — Transformation du champ ordinaire en champ interfèrent.

ON

ON

Fig. 97. — Transformation du champ interfèrent en champ

ordinaire.

très aisément transformer un champ ordinaire à deux fils en champ interfèrent à deux fils et réciproquement

CHAMP on ni y A IRE et cuami> lyrERiÉREyr 169

sans loucher aux communications des fils avec les plaques de concentration a, a\ l>, //.

Il suffit pour cela d'intercaler dans une coupure (fig. 96 et Ç)-), pratiquée sur lun des fils, une longueur additionnelle de fil égale à la demi-longueur donde des oscillations qui excitent le résonateur servant à l'investigation du champ. Par cet artifice on fait pour ainsi dire avancer d une demi-longueur d'onde les concamérations qui s'étagent a partir de la coupure.

Le champ est-il ordinaire entre l'excitateur et la longueur additionnelle de fil (fig. 96 , il sera interfèrent à partir de la longueur additionnelle. Inversement, par le même procédé, un champ interfèrent avant la longueur additionnelle de fil (fig. 9-) sera ordinaire à partir de la longueur additionnelle.

On peut d'ailleurs transformer à volonté ces champs à deux fils, mi-partie interférents et mi-partie ordinaires, en champs soit ordinaires tout le long des fils, soit interférents tout le long des fils. 11 suffit pour cela de supprimer la longueur additionelle de fil intercalée à l'aide d'un pont métallique qui en réunit les deux extrémités.

Ce pont supposé établi dans la figure 96 rendra le champ ordinaire d'un bout à l'autre des fils. Etabli dans la figure 9^, il rend le champ interfèrent tout le long des deux fils.

Utilisation de ces phénomènes pour impressionner à volonté un résonateur placé à distance- — Xous venons de voir qu'un résonateur de Hertz fonctionne en toute section ventrale d'un champ ordinaire et qu'il reste inactif en toute section d'un champ interfèrent. Donc un résonateur disposé dans le plan perpendiculaire à la direction des fils <jui contient leurs extrémités fonctionnera ou restera inactif suivant f[ue le champ constitué par les deux fils sera ordinaire ou interfèrent.