Bref historique
Communiquer à distance de plus en plus vite, de plus en plus loin est un défi auquel l’homme s’est confronté dès les débuts de l’humanité.
Les premiers moyens mis en œuvre étaient sonores ou optiques (tambours, signaux lumineux, signaux de fumée…).
En 1791, l’invention du télégraphe optique par le Français Claude Chappe constitue une avancée majeure dans la transmission à grande distance en réduisant considérablement les temps de transmission d’un point à un autre. Les messages entre Paris et les frontières de l’Est sont acheminés en quelques heures au lieu de plusieurs jours. Même si le télégraphe Chappe présente quelques inconvénients notamment ceux de ne fonctionner que durant la journée et par temps clair, il prend rapidement son essor. Pendant la révolution, sous l’Empire et la Restauration, le réseau est déployé en étoile de la capitale vers la province représentant environ 5000 kilomètres de lignes.
L'induction électromagnétique
En 1819, une découverte majeure sonne le glas du télégraphe Chappe. Le physicien danois Hans Christian Oersted découvre qu’une aiguille aimantée située à proximité d’un conducteur électrique est déviée de sa position naturelle lorsqu’un courant électrique circule dans ce conducteur. La communication de cette découverte fait grand bruit au sein la communauté scientifique européenne et plus particulièrement en France et en Angleterre où elle déclenche les travaux de François Arago, André-Marie Ampère et Michael Faraday. Ces travaux vont déboucher sur les fameuses lois de l’induction électromagnétique qui en quelques années vont ouvrir la voie aux communications électriques à distance, les télécommunications.
La télégraphie électrique filaire
« Il n’y a de fleur que le muguet des poteaux télégraphiques. »
Jules Renard. Journal 1901. Robert Laffont. Paris 1990
Moins de vingt ans après la découverte d’Oersted, une première mise en application des lois de l’induction électromagnétique voit le jour en Grande-Bretagne. En partenariat avec William Cooke, Charles Wheatstone expérimente en 1837 une première liaison télégraphique électrique de deux kilomètres le long de la voie ferrée Londres-Birmingham. Une première liaison commerciale de 21 kilomètres est commandée par la compagnie ferroviaire Great Western Railway. Trois ans plus tard, l’américain Samuel Morse dépose le brevet d’un autre type de télégraphe électrique, plus simple, constitué d’un manipulateur, d’une ligne de transmission, d’un transcripteur à électro-aimant, d’une batterie auxquels il a associé un code de transmission série composé de deux signaux un court et un long connu sous le nom de code Morse. En 1844, une première ligne de 70 kilomètres est mise en service entre Washington et Baltimore. En France, sous la responsabilité de Louis Clément Breguet, la première ligne télégraphique électrique est mise en service en 1845 entre Paris et Rouen. Dés lors, la télégraphie électrique devient un outil incontournable et se développe en Europe comme de l’autre côté de l’Atlantique. En 1852, un câble sous-marin relie la France et l’Angleterre. Quatorze ans plus tard, reposant par 4000 mètres de fond, un câble relie l’Europe et l’Amérique. Douze années et cinq tentatives auront été nécessaires pour mener à bien cette prouesse qui doit sa réussite à l’opiniâtreté d’un homme d’affaire américain Cyrus Field.
La téléphonie
Transmettre des signaux codés pratiquement partout dans le monde constitue une réelle avancée mais les chercheurs voient plus loin. Pourquoi être tributaire d’un code nécessitant le recours à un opérateur qualifié, pourquoi ne pas transmettre directement la parole. Malgré le scepticisme affiché par nombre de scientifiques le défi intéresse plusieurs chercheurs parmi lesquels l’Allemand Philipp Reis, l’Italien Antonio Meucci, les Américains Thomas Edison et Elisha Gray sans oublier le Français Charles Bourseul. Mais, en 1876, le brevet d’invention d’un nouveau moyen de communication à distance appelé téléphone est attribué à un jeune professeur en élocution de vingt-neuf ans d’origine écossaise, Alexander Graham Bell. Cette invention va faire la gloire et la fortune d’Alexander Graham Bell mais elle va aussi déclencher l’une des plus importantes batailles judiciaires liée à l’attribution de ce brevet. Un an après l’attribution du brevet, les premières lignes commerciales de poste à poste sont mises en service. Dès 1878, les possibilités de communication s’élargissent avec l’apparition des premiers centraux manuels autorisant l’interconnexion entre différents abonnés. Quatorze ans plus tard, le premier commutateur automatique inventé par un entrepreneur de pompes funèbres Almon Brown Strowger est mis en service dans la ville de La Porte dans l’Indiana avec 75 abonnés. Les commutateurs Strowger seront installés partout dans le monde avant d’être remplacés par des systèmes à sélecteurs rotatifs types Rotary. Puis viendra l’ère des systèmes Crossbar. Enfin, la commutation électromécanique cèdera la place à l’électronique avec d’abord des commutateurs spatiaux, aujourd’hui remplacés grâce à la technologie numérique par des commutateurs temporels.
La télégraphie sans fil
« Télégraphie sans fil, oui. Mais je me demande où vont percher nos gracieuses hirondelles ? »
Jules Renard. Journal 1904. Robert Laffont. Paris 1990
S’affranchir encore plus des distances, se passer de toute contrainte filaire pour transmettre des informations avec pour seul support les ondes électromagnétiques est le nouveau défi auquel s’attaquent les chercheurs en cette fin de 19ème siècle.
C’est l’Allemand Heinrich Hertz qui, s’appuyant sur les travaux du physicien Michael Faraday et du mathématicien James Clerk Maxwell, met pour la première fois en évidence les ondes électromagnétiques, calcule leur vitesse de propagation qu’il trouve égale à celle de la lumière vérifiant ainsi la théorie de Maxwell. Pur chercheur, mort très jeune, Heinrich Hertz n’imagine pas alors que ces ondes électromagnétiques qu’il a brillamment mis en évidence puissent déboucher sur une quelconque application pratique. Hertz n’a jamais envisagé que la portée des ondes électromagnétiques puisse un jour dépasser le cadre du laboratoire. Mais, quelques années plus tard, le physicien français Édouard Branly met au point le premier détecteur à bas niveau d’ondes radioélectriques qu’il baptise radioconducteur, autrement appelé cohéreur à limaille ou cohéreur de Branly.
C’est l’invention d’Édouard Branly qui ouvre la voie des premières émissions de télégraphie sans fil à Eugène Ducretet, Alexandre Stépanovitch Popov et Guglielmo Marconi. En 1898, Eugène Ducretet établit une liaison sans fil au cœur de Paris. Son émetteur à étincelles est installé au troisième étage de la Tour Eiffel ; son récepteur, articulé autour du radioconducteur de Branly, est installé au Panthéon.
En Russie, Alexandre Stépanovitch Popov met au point un récepteur automatique de signaux de télégraphie sans fil et augmente notablement la sensibilité en le raccordant à une antenne de réception.
C’est Guglielmo Marconi qui, conjuguant les talents de technicien expérimentateur et d’homme d’affaire, saura tirer parti des travaux de ses prédécesseurs pour mettre en œuvre les premières liaisons sans fil à grande distance. En 1899, Marconi réalise la première transmission de télégraphie sans fil entre l’Angleterre et la France. Deux ans plus tard, il parvient à transmettre des signaux entre les côtes anglaises et américaines. Dès lors, la télégraphie sans fil prend son essor. Les premières liaisons commerciales voient le jour et entrent en concurrence avec la télégraphie filaire. En France, sous l’impulsion du général Gustave Ferrié, la Tour Eiffel est mise à contribution pour réaliser des émissions à grande distance. Ferrié parvient à établir des liaisons entre la capitale et les navires de la flotte en rade de Toulon. La Grande-Bretagne, l’Allemagne, la France commencent à se doter d’un véritable outil industriel. En 1910, Émile Girardeau fonde la Société Française Radioélectrique (SFR) qui produit et installe nombre de stations fixes et mobiles pour l’armée de terre et la marine.
La téléphonie sans fil
Pendant ce temps, aux États-Unis un jeune chercheur canadien Reginald Aubrey Fessenden s’attaque à un autre défi, transmettre la voie humaine par radio. Pour cela il met au point un nouveau type d’émetteur qu’il associe à un détecteur électrolytique plus sensible que le cohéreur de Branly et qui permet une détection continue des ondes. En 1900, Fessenden parvient à transmettre la voix à une distance de 1,5 kilomètres. Quelques années plus tard, il réalise une première émission radiophonique depuis Brant Rock Massachusetts en utilisant en guise d’émetteur un alternateur haute fréquence. Pour moduler l’onde porteuse, il insère dans le circuit d’antenne un microphone à grenaille de charbon. Ces premières émissions radiophoniques ne sont captées que par quelques amateurs passionnés de radio. Curieusement ces performances n’ont que peu de retentissement, personne ne semble croire alors au concept de radiodiffusion tel que nous le connaissons de nos jours. Il faut attendre 1920 pour que la radiodiffusion commence à s’implanter dans les pays industrialisés.
La radio prend son véritable essor avec l’apparition de la lampe radio. En 1905, le professeur John Ambrose Fleming dépose le brevet d’une lampe à deux électrodes (une anode et une cathode) appelée valve ou diode qui présente la particularité d’une conductibilité unilatérale. Marconi est le premier à tirer parti de cette découverte et utilise cette première lampe électronique comme détecteur d’ondes plus sensible que ses prédécesseurs. Un an plus tard, un chercheur américain Lee de Forest a l’idée géniale d’insérer dans cette lampe une troisième électrode en forme de grille qui joue le rôle de régulateur du flux électrique circulant entre la cathode et l’anode. Lee de Forest baptise sa lampe audion qui deviendra la fameuse triode. Cette nouvelle lampe radio ouvre la voie de la radio moderne et marque un tournant dans le développement de la radio aussi bien dans le domaine de l’émission en reléguant aux oubliettes les premiers émetteurs à étincelles, que dans le domaine de la réception en rendant obsolètes tous les anciens détecteurs.