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Fire. 62.

de contact par le passage du courant oscillant produit une force électromotrice thermo-électrique : celle-c1 engendre un courant dans un cireuit dérivé contenant un récepteur téléphonique, qui fait entendre un son chaque fois que des oscillations électriques agissent sur le détecteur.

Détecteurs électrolytiques.

Si l’on plonge deux fils métalliques dans de l’eau additionnée d'une petite quantité d’un acide ou d’un sel qui la rend conductrice (de l'acide sulfurique par exemple), et si l’on relie ces deux fils à un générateur électrique produisant une certaine différence de potentel, on réalise un appareil électrochimique bien connu nommé vollamètre. Si la différence de potentiel produite par le générateur électrique est inférieure à une certaine valeur, nommée lension de décomposition de l’eau, aucun courant ne traverse l'appareil ; si au contraire elle est supérieure à cette valeur, un courant traverse le voltamètre, et l’eau est décomposée en ses éléments constitutifs, oxygène et hydrogène. Des bulles d'oxygène apparaissent sur le fil relié au pôle positif de la source de courant (ce fil est nommé électrode positive ou anode) et des bulles d'hydrogène apparaissent sur le fil relié au pôle négatif (électrode négative, ou cathode). Ce phénomène est appelé éleclrolyse de l'eau, et le liquide interposé entre les électrodes est nommée électrolyle. Pour exprimer que les électrodes se couvrent d'une couche gazeuse, on dit qu'elles se polarisent, ou qu'il y a polarisation.

En 1900, M. le cap° Ferrié signalait, au Congrès international de physique, que l’on peut réaliser un détecteur d'ondes électriques en plongeant, dans de l’eau étendue d'acide sulfurique, une électrode positive formée d’une pointe de platine extrêmement fine et très courte, et une électrode négative formée d’un fil relativement gros. Si l’on relie ces électrodes à une pile dont la différence de potentiel est très légèrement supérieure à la tension de décomposition de l’eau, de façon à faire passer dans le liquide un faible courant et à produire une polarisaton des électrodes, l’action d’oscallations électriques sur: la

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pointe positive provoque une modification importante de la polarisation, modification qui se traduit par un accroissement du courant local traversant l'appareil. Cet accroissement de courant peut, quand l'appareil est bien réglé, atteindre vingt fois la valeur du courant primitif.

On fit peu attention en 1900 à la découverte du cap° Ferrié qui, lui-même, n’entrevit pas, à cette époque, tout le parti qu’on en pouvait tirer. En 1903, M. Schloemilch signala qu'il est possible, si l'on se place dans des conditions favorables, de réaliser sur ce principe un détecteur d'ondes extrêmement sensible, et, depuis lors, l'emploi de cet appareil, nommé détecteur électrolytique, s’est beaucoup répandu.

‘On peut employer comme électrode positive une simple pointe en platine fixée à une vis réglable et effleurant à peine le niveau du liquide, ainsi que le montre la figure 63. Le récipient peut être métallique et servir lui-même d électrode négative, ou bien cette électrode est formée d’une lame ou d’un fil métallique. L'électrode positive peut encore être constituée par un petit tube de verre capillaire immergé dans le liquide et portant à son extrémité une pointe de platine extrêmement fine et très courte :

cette pointe est en contact avec un fil plus gros passant dans le tube et relié au circuit extérieur. Pour obtenir une pointe très fine, on opère généralement de la façon suivante: on soude un fil fin de platine dans un tube capillaire en verre, puis on chaufle ce dernier et on l'étire vivement jusqu'à ce qu'il se rompe. Le fil de platine s’étire en même temps que le tube, et après rupture de l’ensemble, une très petite pointe de platine dépasse la surface extrême du verre fondu. L'électrode positive ainsi obtenue est placée dans le liquide avec une électrode négative, formée d’un fil ou d’une lame de platine.

Le montage d’un détecteur électrolytique dans un circuit récepteur de Télégraphie sans fil est représenté par la figure 64. L’antenne réceptrice a est reliée à la pointe positive a’ du détec-

teur, dont l’électrode négative c est connectée à la terre e. En dérivation sur le détecteur est branché un circuit contenant un récepteur téléphonique { et une source de courant PL’. Celleci est formée d’une pile d’ fermée sur une résistance P dont une plus ou moins grande partie est reliée au circuit dérivé qui contient le téléphone ; ce dispositif, nommé polenliomètre, permet de faire agir dans le circuit dérivé une différence de potentiel réglable, exactement déterminée pour l'obtention du maximum de sensibilité. | |

Les détecteurs électrolytiques employés par la Gesellschaft für Drahtlose Telegraphie sont établis pour deux sensibilités différentes : les uns possèdent une pointe de platine positive relativement grosse; ils permettent d'obtenir dans le récepteur téléphonique des sons intenses, mais ils présentent une sensibilité restreinte: les autres possèdent une ponte de platine positive très petite, et donnent des sons moins intenses dans le récepteur téléphonique, mais ils présentent une très grande sensibilité.

Différentes hypothèses ont été formulées pour expliquer le fonctionnement des détecteurs électrolytiques. Leurs propriétés ont été attribuées soit à des phénomènes électrolytiques (M. de Forest), soit à un dégagement de chaleur produit par le passage des ondes (M. Fessenden), soit à des phénomènes de polarisation des électrodes (MM. Reich, Dieckmann, Ives, Rothmund et Lessing, Macku). Il semble que les phénomènes observés soient dus à plusieurs actions simultanées, action thermique, achion chimique, action électrostatique à travers la mince pellicule gazeuse qui recouvre l’électrode, et enfin action de dépolarisation d’après laquelle le détecteur fonctionne comme redresseur pour les courants alternatifs ("). Cette dernière action semble

(*) De tels appareils, dans lesquels les électrodes sont dissymétriques, ne peuvent être traversés que dans un sens par le courant électrique, c’est-à-dire qu'ils présentent une résistance faible au courant d’un sens déterminé, et une résistance

LES DÉTECTEURS D'ONDES 105

être la plus importante. Quand un courant oscillant atteint la pointe polarisée positivement, 1l détermine une dépolarisation de celle-c1, et il en résulte un accroissement de l'intensité du courant local circulant dans le circuit du récepteur téléphonique. Étant donnée la faible valeur de l’éner gie oscillante en jeu dans l'antenne réceptrice, on comprend facilement que la pointe doive être extrêmement petite pour que l’action exercée soit suffisamment importante.

Détecteurs magnétiques.

Plusieurs savants ont signalé, il y a déjà bon nombre d'années, que le courant oscillant provenant de la décharge d'un condensateur exerce une action sur des noyaux de fer préalablement aamantés. En 1896, M. Rutherford utilisa cet eflet pour établir un détecteur d'ondes : dans cet appareil, les oscillations électriques traversaient une bobine enveloppant un noyau de fils de fer, et produisaient une diminution de l’aimantation de ce noyau. Cette diminution d'aimantation était mesurée au moyen d'un magnétomètre ("). Avec cetappareil, M. Rutherford put déceler, à une distance d’un kilomètre environ, les ondes électromagnétiques émises par un oscillateur de Hertz.

En 1902, M. Marconi utilisa le phénomène de variation d’'aimantation produit par un courant oscillant, pour établir un détecteur d'ondes très sensible et susceptible d'un bon emploi dans la pratique de la télégraphie sans fil. Cet appareil repose sur le principe suivant :

Quand on soumet le fer à l’action d’un champ magnétique variable qui lui communique une aimantation variable, on constate que l’aimantation produite est toujours en retard sur le

élevée au courant de sens opposé. Cette propriété est connue généralement sous le nom de conductibililé unipolaire. Si l’on introduit un tel élément dans un circuit à courant alternatif, il se comporte comme une soupape ou un clapet, en laissant passer les portions du courant alternatif qui ont un sens déterminé, et en arrêtant les portions de courant de sens contraire. On peut réaliser ainsi un redresseur de courant alternatif.

(1) Appareil servant à la mesure de l’aimantation.

champ magnétique qui lui donne naissance ("). Ce phénomène, bien connu des électriciens en ce qu'il crée dans les machines électriques une source de pertes, est appelé hyslérésis magnétique du fer.

Or l’action des oscillations électriques sur le fer produit un effet équivalant à la suppression de l'hystérésis, d’où résulte une augmentation brusque de l’aimantation du fer soumis à un champ magnétique variable.

Le premier appareil établi sur ce principe par M. Marconi est représenté schématiquement par la figure 65. Un noyau de

fer ou d'acier est placé dans une bobine de fil de cuivre dont les extrémités sont reiment monte liées d’une part à l'antenne et d'autre part à la terre. Ge noyau de fer est soumis au champ magnétique périodiquement variable produit par un aimant NS qui tourne, d’un mouvement uni- Téléphone forme, autour d’un axe vercal. La bobine primaire, que traversent les oscillations électriques engendrées dans l'antenne réceptrice par l’action des ondes provenant du poste transmetteur. est entourée elle-même d’une bobine secondaire reliée à un récepteur téléphonique. Lorsque, sous l’action des oscillations, 1l se produit une brusque variation d’aimantation du noyau, une force électromotrice induite prend naissance dans la bobine secondaire et détermine le passage d’un courant dans le circuit du récepteur téléphonique, qui fait alors entendre un son.

Au lieu de faire varier, par la rotation de l’aimant, le champ

magnétique qui agit sur un noyau fixe, on peut employer un

Frc. 65.

(t) C'est-à-dire que, par exemple, quand le champ magnétique variable atteint sa valeur maxima, l’aimantation n’atteint pas encore sa valeur maxima ; quand le champ magnétique variable s’annule, l’aimantation n’est pas encore nulle; quand le champ magnétique, après avoir changé de sens, atteint sa valeur maxima négalive, l’aimantation n’atteint pas encore sa valeur maxima en sens contraire..…, etc.

1e - =“ nr

LES DÉTECTEURS D'ONDES 107

champ magnétique fixe, produit par un aimant immobile, et déplacer le noyau de fer. C’est ce qu'a fait aussi M. Marconi, en emplovant le dispositif représenté schématiquement par la figure 66, dans lequel le noyau est constitué par un fil ou câble de fer sans fin passant sur deux pou- | les qui l’entraînent d’une façon continue.

M. Wilson a réalisé un détecteur magnétique dans lequel le champ y \ magnétique agissant sur le noyau de fer est produit par un solénoïde par- SEE couru par un courant variable: ce SE courant est engendré par une pile et un commutateur-interrupteur spécial.

Pour permettre de recevoir les signaux avec un appareil de mesure ou un appareil enregistreur (et non avec un récepteur téléphonique), M. Tissot et M. Walter ont réalisé certaines dispositions particulières du détecteur magnétique, dans lesquelles le courant induit dans la bobine secondaire est redressé au moyen d'un commutateur avant d'agir sur un appareil de mesure.

Détecteurs à vide.

On a proposé depuis longtemps d'employer comme détecteurs d'ondes des tubes vides d’air fonctionnant de différentes façons. M. Righi, M. Tuma et M. Zehnder ont utilisé à cet effet, pour répéter certaines expériences de Hertz, des tubes de Geissler ou des appareils équivalents, qui s'illuminaient sous l’action des ondes électriques. De tels détecteurs présentent une sensibilité fable, et leur emploi a été abandonné.

En 1905 M. Fleming signala un phénomène très particulier de conductibilité unipolaire que présentent certains tubes à vide, et songea à utiliser ce phénomène pour l'établissement d’un détecteur d'ondes. Si un tube vide d'air (fig. 67) contient un cylindre métallique froid à l’intérieur duquel est disposé un filament de charbon incandescent, un courant électrique peut passer de la partie froide (cylindre) vers la parte chaude (fila-

ment), mais non en sensinverse, le tube se comportant comme une soupape. Si donc un courant oscillant traverse la bobine primaire d'un petit transformateur, dont la bobine secondaire fait partie d'un circuit qui content un appareil de mesure sensible et aboutit au filament et au cylindre du tube (fig. 67), ce circuit sera parcouru par un courant toujours de même sens, les portions de sens 1nverse du courant oscillant étant arrêtées par le tube : l'appareil de mesure indiquera donc la présence d’un courant électrique. Sur la figure 67, on a représenté une petite batterie à dont le courant sert à porter

At à l'incandescence le filament

Intérieur:

En octobre 1906, M. L. de Forest a décrit un détecteur très sensible, semblable extérieurement au redresseur de M. Fleming, mais utilisé d’une façon différente : ce détecteur a été nommé Audion par son inventeur.

L'’audion est formé d’un tube vide d'air contenant un filament de charbon incandescent, analogue au filament d’une lampe électrique, et deux feuilles de platine relativement froides parallèles à ce filament.

Comme l'indique la figure 68, le courant servant à échauffer le filament est fourni par quelques éléments d'accumulateurs À ; en outre, un circuit contenant une batterie B, un appareil de mesure G et un téléphone Test relié d'une part aux feuilles de platine (pôle posiuf de la batterie B), et d'autre part au filament incandescent. Dans ces conditions, un faible courant traverse le tube en allant des

Oscillations

Fic. 68.

LES DÉTECTEURS D'ONDES 109

feuilles de platine au filament, et l'appareil de mesure G indique une certaine déviation. Lorsque des oscillations électriques agissent sur l'appareil, l'intensité de ce courant local augmente brusquement et le téléphone T fait entendre un son très net. Il suffit donc, pour employer cet appareil comme détecteur dans un poste récepteur de télégraphie sans fil, de relier les feuilles de platine à l'antenne et le filament à la terre.

Il n’est même pas nécessaire de relier les feuilles et le filament à l'antenne et à la terre : on peut employer les montages qu'indiquent les figures 69 et 70. Dans le premier, l'extrémité de

Fic. Go.

l'antenne est connectée à deux plaques métalliques disposées sur la paroi extérieure du tube et formant un condensateur avec le filament : cette disposition a été trouvée très bonne en pratique ; l’audion peut même être placé entre les deux plaques d’un condensateur à air faisant partie du circuit oscillant. Dans le second montage (fig. 70), les oscillations électriques traversent une bobine de fil entourant le tube, ou une bobine plate placée contre le tube et ayant son axe perpendiculaire au filament.

L'inventeur a observé que la distance qui sépare les feuilles

de platine du filament doit avoir une valeur qui dépend de la fréquence des oscillations de l'antenne, si l’on veut obtenir le maximum de sensibilité.

M. de Forest a employé aussi une autre forme d’audion, dans laquelle le tube contient de la vapeur de mercure sous une très faible pression. Comme le montre la figure 71, le détecteur comprend deux électrodes, l’une constituée par un filament incandescent, et l’autre constituée par:

du mercure dont la vapeur remplit le tube.

Un champ magnétique, produit par un électroaimant, agit dans la région comprise entre la surface du mercure et le filament: par suite d'un phénomène particulier, la fréquence des oscillations pour laquelle le détecteur présente le maximum de sensibilité varie avec l'intensité du champ magnétique : on règle donc sa valeur pour obtenir le maximum d'eflet.

La façon dont l’audion doit être placé dans le circuit oscillant, ainsi que certaines particularités du fonctionnement de cet appareil, montrent que c’est plutôt un détecteur influencé par la tension qu'un détecteur influencé par le courant.

n ce qui concerne la température du filament incandescent, elle doit être à peu près égale à celle du filament d’une lampe électrique à incandescence. La durée d'utilisation d'un audion est donc à peu près la même que celle d’une lampe à incandescence munie d'un filament analogue.

On n’a pas encore donné d'explication du fonctionnement de l’audion. Il semble que l’action de cet appareil, comme celle du détecteur électrolytique, soit due en grande partie à sa conducübilité unipolaire. De même, un tube à vide, muni d’une électrode négative recouverte d’oxydes métalliques incandescents, présente une conductibilité électrique umipolaire et peut servir de détecteur d'ondes dans des conditions semblables à celles de l’audion.

Fic. 71.