Histoire de la Radio

Sources : Roger Herbaut, conseiller technique au musée de Radio France

Introduction — Thalès de Milet et l'électron

Connaissez-vous Thalès de Milet ? C'était un philosophe, un savant grec. En 600 avant Jésus-Christ, il fallait être un grand savant pour énoncer ces théorèmes sur la similitude des triangles. Mais, quel rapport avec la radio ?

Un mot : ÉLECTRON.

En effet, Thalès de Milet est l'un des premiers à avoir découvert une des propriétés de l'électrostatique — vous savez, lorsque vous vous amusez à frotter votre stylo sur votre manche en laine, puis que vous attirez de légers débris de papier.

À défaut de stylo, Thalès de Milet frottait de l'ambre jaune, cette belle résine fossile dont on fait des bijoux. Elle attire alors des corps légers, moëlle de sureau, etc. Et, en grec ancien, elektron désigne l'ambre jaune !

C'est ainsi que l'on doit à Thalès de Milet l'origine des mots : Électricité, Électron, Électronique…

L'histoire de la radio, c'est l'histoire de la communication entre les hommes : et pour qu'elle devienne universelle, rapide, efficace, il fallut attendre le XIXe siècle et que l'on sache fabriquer, utiliser cet :

« Agent puissant, obéissant, rapide, facile qui se plie à tous les usages… Tout se fait par lui, il m'éclaire, il me chauffe, il est l'âme de mes appareils mécaniques. Cet agent, c'est l'électricité. » — Jules Verne, Vingt mille lieues sous les mers

Avant l'électricité

Sans électricité, la transmission des sons à grande distance s'est avérée impossible. Aussi les hommes eurent-ils recours à des signaux conventionnels, parfois très complexes. En langage moderne, nous dirons : codés.

Par le canal de l'oreille, c'est le tam-tam dont le rythme communique, et vite, les nouvelles d'une tribu, d'un village à l'autre. Mais dès l'Antiquité, on eut recours aux signaux optiques.

C'est ainsi que les Romains, grâce à une série de tours où l'on agitait des feux, apprirent rapidement que « l'herbe allait enfin repousser » : Attila, le roi des Huns, était vaincu par leur général Aétius ; c'était en 451. La colonne Trajane, érigée au Forum, évoque dans un de ses bas-reliefs cette communication par les tours à feux. Leur expérience remonte donc, au moins, à l'an 114.

Un véritable alphabet peut être élaboré à partir de la position des bras. On connaît les messages que se transmettent ainsi en agitant de petits drapeaux, les marins d'un bord à l'autre.

C'est Claude Chappe (1763–1805) qui inventa en 1791 le télégraphe optique. Ce n'étaient plus les bras de l'homme mais de grands leviers au sommet de tours qui envoyaient, selon un code, les messages.

La première liaison Paris–Lille eut lieu en 1794, à la satisfaction de la Convention. Les positions des bras permettaient l'envoi de 196 signaux différents ; les tours étaient éloignées d'environ 12 kilomètres. En 1855, 29 villes françaises étaient desservies, et Toulon pouvait recevoir un texte de Paris en 25 minutes.

L'arrivée de l'électricité

Que de noms, que de savants, que de chercheurs ! Dès l'an 500, les Chinois découvrent la boussole — mais savaient-ils qu'il s'agissait de magnétisme, phénomène électrique ?

Benjamin Franklin (1706–1790) savait, lui, que les éclairs étaient des décharges d'électricité. Il le démontra en 1752 en inventant le paratonnerre.

L'Allemand Guericke, en 1750, créait la première machine électrostatique ; vers la même époque (1746), le Hollandais Musschenbroek inventait le premier condensateur, la « bouteille de Leyde ».

Le XVIIIe siècle, comme pour les autres sciences, fut la grande époque du développement soudain de l'électricité. Galvani, puis Volta, Coulomb, Ohm, Gramme, Oersted, Watt, Davy apportèrent leur contribution à cet édifice. Mais, puisque la radio est notre propos, citons surtout :

André-Marie Ampère, français (1775–1836), car nous lui devons l'électrodynamique et l'électromagnétisme.

Le Britannique Michael Faraday (1791–1867), qui établit les lois de l'induction.

Autre savant anglais, Lord Kelvin (ou Sir William Thomson, 1824–1907) qui définit en 1853 les lois sur les décharges oscillantes et les circuits accordés.

Et pour faire des émetteurs, au début, il fallait savoir faire des étincelles électriques. Il y eut Wimshurst et sa machine électrostatique en 1878, dont Branly devait se servir. Puis le Français Breguet et l'Allemand Ruhmkorff mirent au point, de 1841 à 1851, ce générateur à haute tension qu'est la bobine d'induction — qui sert encore sur certaines voitures à faire naître les étincelles dans les bougies des moteurs.

Théoriciens, praticiens, ils ont permis à d'autres chercheurs de découvrir, un jour… les ondes.

Le télégraphe électrique

Dans la première moitié du XIXe siècle, la connaissance des phénomènes électriques était suffisante pour que naisse le télégraphe électrique.

Un Américain, artiste peintre, eut les idées qui permirent cette invention : Samuel Morse (1791–1872). Un jour où il revenait d'Europe, à bord du Sully, il créa l'alphabet célèbre qui porte son nom. C'était le 18 octobre 1832.

La deuxième idée fut de transmettre cet alphabet par l'électricité. Se propageant avec une quasi-instantanéité, l'envoi de signaux courts et longs dans un câble allait permettre enfin la communication à l'échelle mondiale, entre les continents.

Mais si la première ligne fut exploitée entre Washington et Baltimore en 1844, il fallut attendre 1850 pour franchir la mer entre Douvres et Calais. En 1854, l'adoption du procédé fut officialisée en France.

Puis, depuis Carcihaven (Irlande) jusqu'aux États-Unis, le Great Eastern posa le premier câble transatlantique qui fut inauguré en 1858. L'Europe et l'Amérique pouvaient communiquer en quelques fractions de secondes.

Les ondes — Les grands pionniers

Pour passer du télégraphe à la T.S.F., il n'y avait plus qu'à couper le fil et le remplacer par les ondes, qu'il fallut découvrir, créer, utiliser. Cinq savants sont au départ de cette merveilleuse aventure.

1. James Clerk Maxwell (1831–1879)

Maxwell établit les célèbres équations de Maxwell qui pouvaient s'appliquer à des ondes autres que des ondes lumineuses. Il l'avait calculé : des courants alternatifs pouvaient donner naissance à des ondes qui allaient bondir dans l'espace et, comme la lumière, se réfléchir, se diffracter… Ces ondes, il restait à les créer, les déceler, les utiliser pratiquement.

2. Heinrich Hertz (1857–1894)

Hertz voulut créer des ondes avec des étincelles. Il le fit grâce à une bobine de Ruhmkorff, et avec son « résonnateur » — un cerceau conducteur coupé — mettant en évidence, grâce à des étincelles survenant au point de coupure, l'existence des ondes. Il put vérifier physiquement que Maxwell avait raison. Mais ces ondes étaient décelées à seulement 5 ou 10 mètres.

3. Édouard Branly (1844–1940)

Branly réalise les 18 et 20 novembre 1890 l'expérience fondamentale de la radioconduction et la communique le 24 novembre à l'Académie des Sciences.

Il constate que dans un circuit comprenant une pile Daniell, un galvanomètre et des conducteurs particuliers formés de limailles métalliques placées dans un tube de verre, « il ne passe le plus souvent qu'un courant insignifiant ; mais il y a une diminution brusque de résistance accusée par une forte déviation de l'aiguille du galvanomètre, quand on vient à produire dans le voisinage du circuit une ou plusieurs décharges électriques. (…) J'ai pu constater cette action à plus de 20 mètres, alors que l'appareil à étincelles fonctionnait dans une salle séparée. »

Le tube à limaille est sujet à un autre effet caractéristique : sa résistance initiale est rétablie par choc mécanique. La « variation de conductibilité » est donc réversible et réitérable. Son appareil de détection est plus connu sous le nom de « cohéreur ».

4. Oliver Lodge (1851–1940)

Lodge vérifie et refait les expériences de Hertz. Avec le radioconducteur de Branly, il put faire des expériences plus faciles qu'avec le résonnateur de Hertz. Il rebaptisa le radioconducteur « cohéreur » — c'est ce dernier nom qui est resté. Il pensa que l'émetteur et le récepteur devaient être réglés sur la même longueur d'onde : c'était la « syntonie » (brevet de 1897). Après l'application de ce principe, portée et sensibilité purent être augmentées.

5. Alexandre Popov (1859–1906)

Ce météorologue russe se dit que le radioconducteur pouvait lui permettre de détecter les étincelles d'un orage. En 1894 et 1895, il utilisa l'appareil de Branly, branché sur un paratonnerre, pour déceler les orages à venir. Mais un paratonnerre, c'est un long fil : l'antenne. Et aussi, on le lui doit, avec une bonne prise de terre. Aidé par le Français Eugène Ducretet, il réalisa ainsi, le 24 mars 1896, une première liaison télégraphique : « HEINRICH HERTZ » furent les premiers mots transmis.

Et la T.S.F. vint

Eugène Ducretet et les premières émissions françaises

Eugène Ducretet construisait des instruments de physique comme les premiers appareils à rayons X. Plongé dans l'ambiance de cette fin de siècle, où il connut Branly, Curie, Roentgen, d'Arsonval, Poincaré, il se mit à réaliser la première émission télégraphique en France et au-dessus de la capitale.

Le 5 novembre 1898, après quelques mois d'essais, ce fut, entre la Tour Eiffel où l'assistait Ernest Roger et le Panthéon, la première liaison. C'était le départ de la télégraphie sans fil en France. Des 4 km entre la Tour Eiffel et le Panthéon, on passa vite à 7 km entre le Sacré-Cœur et l'église Sainte-Anne (toujours en novembre 1898). En septembre 1899, une liaison marine de 42 km avait lieu en Bretagne.

Guglielmo Marconi (1874–1937)

De père italien et de mère irlandaise, Marconi eut comme professeur de physique Righi qui avait répété les expériences de Hertz et de Branly. À 21 ans, Marconi réalisa ses premiers appareils et, en 1895, il réussissait une transmission sur 2 400 mètres de distance.

Ses compatriotes ne s'intéressant pas à ses recherches, il partit en Angleterre. Aidé par Sir William Preece, il put faire ses premières démonstrations : 3 km, 13 km, 15 km… assez pour qu'il se décide à fonder la « Marconi's Wireless Telegraph and Signal Company ».

Perfectionnant sans cesse ses appareils, il réalisa le 28 mars 1899 la première liaison télégraphique entre l'Angleterre et le continent, entre Douvres et Wimereux (50 km !). Ainsi, 10 ans avant Blériot, les ondes franchissaient la Manche. Le texte du premier télégramme fut :

« MR MARCONI ENVOI À MR BRANLY SES RESPECTUEUX COMPLIMENTS PAR LE TELEGRAPHE SANS FIL À TRAVERS LA MANCHE — CE BEAU RESULTAT ETANT DÛ EN PARTIE AUX REMARQUABLES TRAVAUX DE MR BRANLY »

En 1901, on en était à 300 km. Et, le 12 décembre 1901, avec la collaboration de l'Anglais J.A. Fleming (1849–1945), il réalisa entre les Cornouailles (émetteur de 10 kW à Poldhu) et Terre-Neuve (Signal Hill), la première transmission de 3 400 km.

Le général Gustave Ferrié (1868–1932)

Le 28 mars 1899, un jeune capitaine, ingénieur de l'École Polytechnique, assista à Wimereux à la première transmission à travers la Manche par Marconi. C'était Gustave Ferrié. Spécialisé dans la télégraphie, il se lance dans la T.S.F. et l'applique à l'armée.

Il invente en 1900 le détecteur électrolytique : un petit bocal contenant de l'acide dilué avec des électrodes ne laissant passer le courant que dans un sens. Grâce à ce système, on put se passer du télégraphe enregistreur à bande et écouter les messages au casque — ce fut le début de la lecture au son.

En 1902, une éruption de la Montagne Pelée isola la Martinique et la Guadeloupe en coupant le câble sous-marin. Grâce à la T.S.F., Ferrié put rétablir la liaison.

En 1903, Gustave Eiffel met sa tour à la disposition de Ferrié. La Tour Eiffel devint une station importante : 5 kW en 1910, audible de 3 000 km le jour, 5 000 km la nuit. C'est le rôle de la Tour Eiffel dans les télécommunications qui assura certainement la survie de ce monument.

Toute la période 1900–1920 vit un essor prodigieux de la T.S.F. Les découvertes continuèrent : citons Heaviside et Kennelly qui découvrirent l'existence des hautes couches ionisées de l'atmosphère, où se réfléchissent les ondes courtes.

Beaucoup de navires furent équipés de postes émetteurs. En 1912, le naufrage du Titanic frappa les esprits et 713 passagers purent être sauvés grâce à la T.S.F.

Pendant cette période, on chercha un équivalent perfectionné au cohéreur de Branly. C'est aux recherches de deux Américains, Dunwoody et Pickard, que de nombreux amateurs durent, à partir de 1910, de pouvoir construire un récepteur simple utilisant un cristal de sulfure de plomb : la galène.

La lampe de radio

Lee De Forest (1873–1961), savant américain d'origine française, invente en 1907 la première lampe de radio. La lampe triode allait, pendant 50 ans, permettre le développement de l'électronique moderne. Car nous devons à la lampe non seulement la radiodiffusion et la télévision, mais encore l'existence des premiers radars et des ordinateurs.

D'où vient-elle, cette triode que son inventeur baptisa « Audion » en 1907 ? D'abord de l'expérience de l'effet Edison découvert par le célèbre inventeur en 1883 : portez un métal au rouge, il émettra des électrons. Si ce métal est un filament chauffé électriquement, dans une ampoule vide d'air, si l'on place devant une plaque métallique, on obtient — comme le découvrit l'Anglais Sir John A. Fleming en 1904 — une diode qui ne laisse passer le courant que dans un seul sens. C'était la première lampe de radio.

En 1906–1907, Lee De Forest eut l'idée de placer entre le filament et la plaque une grille métallique qui allait permettre de doser le flux des électrons. Ainsi naquit l'« Audion », ou triode. La grille, c'est l'accélérateur de l'électronique : des variations très faibles de son potentiel électrique peuvent provoquer des variations très importantes du courant qui traverse la lampe.

En France, le général Ferrié comprit l'immense intérêt de la triode. Assisté de son collaborateur Henri Abraham, il fit construire à partir de 1915 la lampe TM (Télégraphie Militaire). En 1918, les usines en fabriquaient plus de mille par jour. La TM permit de construire les premiers amplificateurs, le « 3 TER », qui constituèrent les premiers équipements de réception de série de l'armée française pendant la guerre 14–18.

La transmission des sons avec l'électricité et les ondes

L'invention du téléphone

Graham Bell (1847–1922), né à Édimbourg, installé ensuite à Londres où il étudie des problèmes de diction et de langage, émigre d'abord au Canada, puis aux États-Unis. Grâce aux connaissances acquises dans le domaine de l'électromagnétisme, il réalisa un microphone qui transforme les vibrations de l'air en vibrations électriques, et un écouteur dont le rôle inverse est de transformer les vibrations électriques en vibrations sonores. Le téléphone était né. Six mois après son invention, il y avait déjà, en 1882, 2 400 abonnés au téléphone à Paris — troisième ville du monde derrière Chicago (2 800) et New York (4 000).

Les sons par les ondes

C'est grâce à l'invention de la triode que les ondes allaient pouvoir enfin transmettre les paroles et la musique. Et pourtant, on essaya et on réussit avant même de connaître les lampes.

C'est l'inventeur de la lampe, Lee De Forest, qui fut un des pionniers de l'émission radio. Il fit quelques démonstrations en France, entre Melun et Paris, en 1908, avec un émetteur de 1 kW. Mais sa démonstration la plus célèbre fut une retransmission entre le Metropolitan Opera de New York, où Caruso chantait Cavalleria Rusticana, et son domicile. C'était le 13 janvier 1910.

Le Danois Poulsen, qui avait réalisé un arc à ondes entretenues, réalisa des liaisons sonores en 1907 entre Berlin et Copenhague (460 km). C'est ce savant danois qui réalisa le premier enregistreur magnétique.

La téléphonie transatlantique

Avec les lampes, ce fut le véritable départ de la téléphonie sans fil. Dès 1913, l'Allemand Meissner réalisa une portée de 36 km. Une grande première fut la téléphonie au-dessus de l'Atlantique, en octobre 1915 : c'est la Western Electric qui, en collaboration avec la Télégraphie Militaire Française, émit depuis Arlington (Virginie). Un nombre impressionnant de lampes fut mis en œuvre (550). L'antenne de la Tour Eiffel devint antenne de réception. L'audition fut parfaite à Paris, et on cite même un cas de réception à Honolulu (8 000 km).

En France, dès 1916, le général Ferrié procéda à des essais de radiotéléphonie. Une des premières applications fut l'installation d'appareils sur les avions d'observation pendant la guerre 14–18.

Dès la fin de la guerre, on pensa en France et dans le monde utiliser les ondes de radio pour informer, distraire, toucher le grand public. L'ère de la radiodiffusion allait commencer.