Comment les inventeurs ont-ils réussi à transmettre la voix à distance ?
Bien avant les smartphones, de nombreux inventeurs cherchent à communiquer à distance grâce à la voix. Ils imaginent des appareils capables de transformer les sons en signaux électriques, puis de reproduire ces sons plusieurs mètres ou plusieurs kilomètres plus loin.
L’histoire du téléphone fixe ne repose donc pas sur une seule invention. Elle résulte d’une succession d’expériences, d’améliorations techniques et du développement de vastes réseaux téléphoniques.
Les premières recherches sur la transmission de la voix
Tout d’abord, différentes personnes ont eu l’idée d’un système pour communiquer à distance grâce à la voix, mais une seule d’entre elles est reconnue comme l’inventeur des premiers téléphones.
1849
Les recherches d’Antonio Meucci
L’inventeur italien Antonio Meucci commence à travailler sur un appareil capable de transmettre la voix grâce à l’électricité. Après son installation aux États-Unis, il expérimente différents dispositifs pour communiquer entre son laboratoire et une autre pièce de sa maison.
En 1871, Meucci dépose un caveat auprès du bureau américain des brevets. Ce document décrit provisoirement son invention, mais il ne constitue pas un brevet complet. Faute d’argent, Meucci ne peut pas renouveler cette protection après 1874.
1854
Le projet de Charles Bourseul
Le télégraphiste français Charles Bourseul publie dans le journal L’Illustration un article décrivant un « télégraphe parlant ».
Il imagine qu’une membrane, mise en mouvement par la voix, pourrait ouvrir et fermer rapidement un circuit électrique. À l’autre extrémité du fil, un second dispositif reproduirait les vibrations sonores.
Bourseul décrit ainsi un principe proche de celui du futur téléphone, mais aucun appareil fonctionnel construit par lui n’est connu.
1861
Le téléphone de Philipp Reis
Le professeur allemand Philipp Reis présente un appareil qu’il appelle le Telephon.
La voix fait vibrer une fine membrane placée dans le transmetteur. Cette membrane agit sur un contact électrique et modifie le courant envoyé dans le fil. Dans le récepteur, une aiguille métallique entourée d’une bobine vibre à l’intérieur d’une caisse en bois qui amplifie le son.
Le téléphone de Reis transmet correctement des notes musicales et parfois quelques fragments de parole. Cependant, il ne permet pas encore d’entretenir une conversation claire et régulière.
Février 1876
Bell et Gray face au bureau des brevets
Le 14 février 1876, deux inventeurs présentent séparément leurs recherches au bureau américain des brevets.
Alexander Graham Bell dépose une demande de brevet portant sur la transmission électrique de la voix. Le même jour, Elisha Gray dépose un caveat décrivant notamment un transmetteur utilisant un liquide.
Les deux projets présentent des ressemblances, ce qui provoque une longue controverse. Le 7 mars 1876, le brevet américain no 174 465 est finalement accordé à Bell.
Mars 1876
La première phrase transmise clairement
Le 10 mars 1876, Alexander Graham Bell teste un transmetteur expérimental dans son laboratoire de Boston.
Sa voix fait vibrer une membrane reliée à une aiguille plongée dans un liquide conducteur. Le mouvement de l’aiguille modifie la résistance électrique et produit un courant qui varie au rythme de la voix.
Dans une pièce voisine, son assistant Thomas Watson entend distinctement :
« Mr. Watson, come here, I want to see you. »
Cette expérience constitue la première transmission connue d’une phrase complète et intelligible avec le téléphone de Bell.
Comment fonctionne un téléphone analogique ?
Lorsque nous parlons, notre voix produit des vibrations dans l’air.
Dans le téléphone, un microphone transforme ces vibrations en un signal électrique variable. La ligne téléphonique transporte ensuite ce signal jusqu’au correspondant.
À l’autre extrémité, un écouteur réalise l’opération inverse. Un électroaimant fait vibrer une membrane qui reproduit les sons de la voix.
Le téléphone assure donc trois fonctions principales :
- capter la voix ;
- transmettre un signal électrique ;
- reproduire les sons à distance.
Alexander Graham Bell · 1876
Comment la voix traverse-t-elle le fil ?
Le principe électromagnétique du premier téléphone de Bell
Capter la voix Les ondes sonores font vibrer la membrane du téléphone émetteur.
Acquérir Le mouvement de la plaque métallique fait varier le courant dans l’électroaimant.
Communiquer La ligne transporte ces variations électriques jusqu’au correspondant.
Reproduire le son L’électroaimant récepteur remet sa membrane en vibration.
Principe : le signal électrique ne transporte pas directement le son. Ses variations reproduisent la forme des vibrations de la voix. Le téléphone récepteur transforme ensuite ces variations électriques en nouvelles vibrations de l’air.
Repère historique : l’appareil électromagnétique présenté par Bell en 1876 pouvait fonctionner dans les deux sens : comme émetteur ou comme récepteur. Une batterie extérieure alimentait le circuit. Le célèbre appel du 10 mars 1876 avait toutefois utilisé un transmetteur liquide distinct.
1877
Le microphone à charbon d’Edison
Les premiers téléphones de Bell produisent un signal très faible. La voix devient difficile à comprendre lorsque la ligne est longue.
En 1877, Thomas Edison développe un microphone utilisant du charbon. La voix fait vibrer une membrane qui comprime plus ou moins des grains de charbon. Leur résistance électrique varie alors au rythme des sons.
Ce système produit un signal plus puissant. Il améliore le volume, la clarté et la portée des communications téléphoniques. Différentes versions du microphone à charbon équiperont les téléphones pendant près d’un siècle.
Le développement des réseaux téléphoniques
Au début, une ligne relie directement deux appareils. Cette organisation devient rapidement impossible lorsqu’un grand nombre de personnes souhaite téléphoner.
Les compagnies créent alors des centraux capables de connecter temporairement les lignes des différents abonnés.
1878
Le premier central téléphonique commercial
Le 28 janvier 1878, le premier central téléphonique commercial ouvre à New Haven, aux États-Unis.
L’inventeur George W. Coy construit un tableau de connexion rudimentaire. Le réseau compte seulement 21 abonnés lors de son ouverture.
Pour établir une communication, un opérateur identifie l’appelant et la personne demandée. Il relie ensuite manuellement leurs lignes à l’aide de câbles et de fiches.
Le tableau ne peut gérer que deux conversations simultanément. Pourtant, il pose les bases du réseau téléphonique moderne : chaque abonné se connecte désormais à un central plutôt qu’à un seul correspondant.
1880
Le téléphone Ader
En France, l’ingénieur Clément Ader améliore les téléphones inspirés du système de Bell.
Son appareil possède un microphone à charbon placé derrière une planchette en bois. L’utilisateur parle face à cette planchette, dont les vibrations agissent sur le microphone.
Deux écouteurs permettent d’entendre le correspondant avec les deux oreilles et de mieux s’isoler des bruits extérieurs. Le téléphone Ader équipe une partie du réseau de la Société Générale des Téléphones.
1881
Écouter l’Opéra par téléphone
Lors de l’Exposition internationale d’électricité de Paris, Clément Ader présente un système permettant d’écouter à distance les spectacles de l’Opéra Garnier.
Il dispose plusieurs microphones devant la scène et transmet les sons par des lignes téléphoniques. Les visiteurs écoutent le spectacle avec deux écouteurs, l’un pour l’oreille gauche et l’autre pour l’oreille droite.
Cette disposition donne une impression de direction et d’espace sonore particulièrement étonnante pour l’époque.
Le système donnera naissance au théâtrophone, un service commercial qui permettra ensuite d’écouter des opéras, des pièces de théâtre et des informations depuis son domicile.
Années 1880
L’appel par magnéto
De nombreux téléphones anciens possèdent une manivelle reliée à une magnéto, c’est-à-dire un petit générateur électrique.
Lorsque l’utilisateur tourne la manivelle, la magnéto produit un courant alternatif et l’envoie vers le central. Ce courant actionne une sonnerie ou fait tomber un petit volet sur le tableau de l’opérateur.
L’opérateur repère ainsi la ligne qui demande une communication. La magnéto sert donc principalement à envoyer le signal d’appel. Sur certains appareils, une pile séparée fournit le courant nécessaire à la transmission de la voix.
1891-1892
Le central automatique de Strowger
L’Américain Almon Brown Strowger imagine un système capable de connecter les abonnés sans passer par un opérateur.
Il dépose en 1891 un brevet pour un commutateur électromécanique. Des impulsions électriques commandent un sélecteur qui se déplace pour atteindre automatiquement la ligne demandée.
En 1892, un premier central commercial utilisant ce principe ouvre à La Porte, dans l’Indiana.
Cette invention prépare l’arrivée de la numérotation automatique. L’utilisateur pourra bientôt choisir lui-même son correspondant en composant un numéro.
Les premiers téléphones « mobiles » filaires
À l’époque, l’appellation mobile à cette époque signifie simplement que l’utilisateur peut transporter le téléphone dans une autre pièce de la maison à condition que le câble soit suffisamment long et reste connecté. En France, l’administration cherche progressivement à uniformiser les appareils et à moderniser le réseau. Les téléphones deviennent plus simples à utiliser, plus compacts et plus faciles à fabriquer.
1892
Le téléphone Mildé
L’industriel français Charles Mildé développe des installations téléphoniques et travaille avec Arthur d’Argy, inventeur d’un nouveau microphone.
Le téléphone Mildé comporte un microphone fixé sur son boîtier et deux écouteurs séparés. Pour appeler, l’utilisateur signale sa demande au central, place les écouteurs sur ses oreilles puis indique à l’opérateur le nom ou l’adresse de son correspondant.
Le téléphone Mildé se diffuse en France à partir des années 1890, à une époque où le réseau reste entièrement manuel.
1910
Le téléphone Marty
L’Administration française établit un cahier des charges afin que plusieurs entreprises puissent fabriquer des téléphones compatibles avec son réseau.
Le modèle Marty prend généralement la forme d’un coffret en bois. Il rassemble une sonnerie, un combiné et une magnéto actionnée par une manivelle.
L’utilisateur tourne la manivelle pour appeler le central, puis décroche le combiné. L’opérateur établit ensuite la connexion avec le correspondant demandé.
Plusieurs entreprises fabriquent le Marty en grande série, notamment l’Association des ouvriers en instruments de précision, appelée AOIP.
1924
Le PTT24 et la numérotation automatique
En 1922, l’administration française lance un programme pour moderniser son réseau téléphonique. Elle souhaite adopter un appareil robuste et standardisé, compatible avec les centraux automatiques.
Le modèle retenu en 1924 prend le nom de PTT24. Plusieurs constructeurs le fabriquent et sa distribution commence principalement à partir de 1927.
Dans sa version destinée aux réseaux automatiques, le PTT24 possède un cadran rotatif. L’utilisateur place son doigt dans l’ouverture correspondant à chaque chiffre, fait tourner le cadran puis le relâche. Le mécanisme produit une série d’impulsions électriques qui commande le central.
L’abonné peut désormais composer lui-même un numéro sans demander l’aide d’un opérateur.
Les crapauds
Ensuite, les téléphones deviennent plus petits et de formes arrondies. Leur nouveau matériau pour les fabriquer est la bakélite (résine synthétique) et plus tard le plastique dans les années 1960.
1931
Le téléphone en bakélite d’Ericsson
En 1931, Ericsson présente un téléphone de table dont la coque et le support du combiné forment un ensemble compact.
Les ingénieurs utilisent de la bakélite, une résine synthétique dure et isolante que l’on peut mouler. Ce procédé réduit fortement le temps nécessaire à la fabrication de la coque.
Le designer norvégien Jean Heiberg donne à l’appareil une forme simple et arrondie. Cette silhouette compacte inspirera de nombreux téléphones européens et donnera naissance aux modèles surnommés « crapauds ».
1943
Le téléphone universel U43
En 1943, l’Administration française retient le modèle U43, ou « Universel 1943 », proposé par la filiale française d’Ericsson.
Le téléphone doit fonctionner sur les réseaux automatiques comme sur les réseaux manuels. Il doit également coûter peu cher et utiliser une quantité limitée de métaux, particulièrement rares pendant la guerre.
Sa coque noire en bakélite protège les composants. La version automatique possède un cadran rotatif, tandis que certaines versions destinées aux réseaux manuels en sont dépourvues.
Bien que choisi en 1943, le U43 se diffuse surtout après la Seconde Guerre mondiale. Il accompagne l’équipement progressif des foyers français.
1963
Le SOCOTEL S63
Le Centre national d’études des télécommunications développe en 1963 un nouveau téléphone : le SOCOTEL S63. Les premières installations commencent en 1965.
Le S63 remplace la lourde bakélite par une coque en plastique injecté. Il devient plus léger et peut être fabriqué dans différentes couleurs.
À l’intérieur, un circuit imprimé rassemble les composants électriques. Une sonnerie intégrée avertit l’utilisateur lorsqu’il reçoit un appel.
Les premiers appareils sont généralement gris. Dans les années 1970, le S63 se décline notamment en bleu, ivoire, marron et orange. Il devient l’un des téléphones fixes les plus reconnaissables en France.
1975
Le téléphone électronique T75
En 1975, l’entreprise française Télic présente le T75, un téléphone haut de gamme fabriqué à Strasbourg.
Le T75 adopte une coque en plastique aux formes arrondies. Il intègre un amplificateur électronique et un haut-parleur qui permettent d’écouter une conversation sans maintenir constamment le combiné contre l’oreille.
La première version conserve un cadran rotatif. Un clavier électronique à touches est ensuite proposé en option. Ce clavier rend la numérotation plus rapide et prépare le développement des services téléphoniques commandés par fréquences.
1992-1993
Le téléphone sans fil DECT
Les premiers téléphones sans fil domestiques communiquent avec leur base grâce à une liaison radio analogique. Ils permettent de se déplacer dans une maison, mais les communications peuvent subir des parasites et être plus facilement interceptées.
En 1992, l’Institut européen des normes de télécommunications, appelé ETSI, publie les premiers textes définissant la norme DECT. Celle-ci organise une liaison radio numérique entre une base et un combiné portable.
La voix est numérisée avant d’être transmise. La norme prévoit également des mécanismes permettant d’identifier le combiné, de l’authentifier auprès de sa base et de chiffrer les communications.
En 1993, le Siemens Gigaset 951 fait partie de la première génération de téléphones domestiques utilisant cette technologie. Le système comprend une base reliée au réseau téléphonique et un combiné alimenté par une batterie rechargeable.
Dans un logement, l’utilisateur peut se déplacer tant que le combiné reste à portée de sa base. Le téléphone DECT reste donc un téléphone fixe sans fil : il ne communique pas avec un réseau cellulaire comme un téléphone mobile.
Vers les téléphones mobiles…
En 1973, l’ingénieur Martin Cooper et son équipe chez Motorola réalisent un appel avec un prototype de téléphone cellulaire portatif.
Le premier modèle portatif commercial de Motorola, le DynaTAC 8000X, arrive sur le marché américain en 1983. Il reste très lourd, coûteux et possède une autonomie limitée.
Les téléphones mobiles deviennent véritablement accessibles à un public plus large pendant les années 1990. Ils utilisent alors des réseaux cellulaires numériques et deviennent suffisamment petits pour tenir dans une poche.
Découvre la suite de cette histoire dans notre article consacré à l’évolution des téléphones mobiles.
