La news rétro de ce dimanche nous décrit la technologie du microphone dans les années 1930
Avertissement: Cette news rétro retranscrit des connaissances scientifiques, techniques ou autres de 1932, et contient donc volontairement les arguments, incertitudes ou erreurs d'époque.
Le microphone n'est qu'un auxiliaire; mais ce rôle secondaire prend une singulière ampleur à permettre le développement du téléphone, du phonographe, du cinéma sonore et parlant, etc., plus qu'un auxiliaire, c'est un associé aux applications de la science du son.
Insuffisance du téléphone employé seul
On sait dans quelles circonstances Graham Bell, en 1875, inventa le téléphone. Aidé d'un mécanicien avec lequel il essayait un nouvel appareil télégraphique, il entendit dans le transmetteur le bruit que faisait son collaborateur, dans une pièce voisine, en frappant sur un ressort. Il en conclut que le son venait d'être transmis par l'électricité et imagina un appareil qui lui permît d'entendre à volonté ce qu'il venait de percevoir accidentellement.
Principe du téléphone. - Le principe de cet appareil était uniquement magnétique. Une plaque de tôle mince, serrée sur les bords, occupait le fond d'une embouchure devant laquelle on parlait. A la parole, cette plaque vibrait. Derrière elle se trouvait un aimant comportant une bobine de fil fin, reliée à un circuit à deux conducteurs, qui aboutissait par l'autre extrémité, à un dispositif identique au premier. Lorsque la première plaque vibrait sous l'action de la parole, elle se rapprochait ou s'éloignait de l'aimant, faisait varier le flux magnétique qui traversait la bobine, provoquait la création d'un courant dans cette bobine donc dans le circuit. Les différents courants passant ensuite dans la bobine de l'autre partie de l'appareil, changeaient l'aimantation de l'aimant qui attirait ou repoussait la plaque réceptrice et la faisait vibrer exactement comme la plaque devant laquelle on parlait. Ces vibrations reconstituaient la parole émise devant la première plaque: le téléphone était créé.
Ce qui lui manquait. - Mais il ne s'agissait là que de courants très faibles et l'on ne pouvait utiliser ce téléphone que sur des distances réduites. L'invention de Graham Bell n'aurait donc eu qu'une portée très limitée si Hugues n'avait, en 1878, inventé un autre appareil, complément du premier, en ce qu'il a pour effet d'amplifier les sons du téléphone dans des proportions considérables et qu'il permet aussi de transmettre à de grandes distances des bruits d'une faible intensité: c'est le microphone.
Il ne change rien à l'appareil de réception, qui reste celui du téléphone de Bell ; les modifications portent sur le transmetteur.
Le microphone lui donne toute sa valeur
Début et perfectionnement. - Le premier microphone est essentiellement constitué par une baguette de charbon dont les extrémités sont taillées en pointes et reposent entre deux petits blocs de charbon creux fixés sur une planchette de telle manière que, à la moindre impulsion de la planchette, les extrémités de la baguette ballottent dans les supports. Cet agencement est monté dans un circuit comprenant une pile et un téléphone comme celui de Bell.
Normalement, le courant passant dans le circuit sans aucune variation, la plaque ronde du téléphone reste immobile ; mais si l'on parle devant la planchette, la baguette de charbon qui ballottait dans les supports modifiera la résistance électrique des points de contact de ses extrémités avec les blocs ; le courant varie en concordance avec les vibrations de la planchette; il influe donc sur l'aimant puisqu'il circule dans les bobines de l'électro-aimant, et la plaque métallique mince se met à vibrer reconstituant les sons.
Comme ce résultat ne peut être obtenu que si l'appareil n'est pas soumis à des vibrations accidentelles, tous les perfectionnements apportés à l'invention de Hugues ont eu pour but d'augmenter la fidélité de la reproduction et de soustraire le microphone à l'influence des bruits parasites. Successivement on a imaginé l'installation d'un plus grand nombre de baguettes parallèles ; on a remplacé les contacts des baguettes par ceux de billes de charbon avec une cuvette également en charbon ; on a enfin substitué au charbon des grenailles de graphite.
Le microphone d'aujourd'hui. - Actuellement le microphone d'emploi courant en téléphonie est formé d'une cuvette en charbon moulé remplie de cette grenaille de graphite ; la cuvette est recouverte par une plaque de charbon mince qui est susceptible de vibrer et le microphone monté dans le circuit d'une pile comportant également l'appareil récepteur.
Le courant de la pile ne circule pas tant que l'appareil n'est pas enlevé du crochet commutateur. Dès qu'on le soulève, le circuit est établi dans le microphone et naturellement dans l'appareil récepteur qui permet d'entendre la réponse.
Si la plaque de charbon, faute d'être actionnée par la parole, ne vibre pas, le microphone a une résistance constante, le courant qui circule est donc constant et le récepteur reste silencieux. Quand on parle, la plaque de charbon vibre, fait varier la pression de contact sur la grenaille, la résistance varie donc en rapport avec les vibrations de la plaque. Le courant électrique suit les mêmes variations, l'aimantation de l'électro-aimant du récepteur également et la plaquette de métal mince de ce dernier vibre de la même manière que la plaquette de charbon du microphone.
Phonographe et cinéma parlant lui doivent aussi leur progrès
Pour la téléphonie ordinaire, le microphone à grenailles est suffisant. Il n'en est pas de même pour l'enregistrement de la parole ou des sons, tel que le demandent les disques des phonographes et les films du cinéma sonore ou parlant. Il faut ici que ce microphone soit sensible à toutes les fréquences acoustiques, si variables, de la parole et surtout de la musique et qu'il écarte scrupuleusement les vibrations parasites dues à l'appareil.
A cet effet, des appareils perfectionnés possèdent une membrane munie sur chaque face de deux pastilles de charbon contenant du graphite et coiffées de coupelles de laiton ; le courant est ainsi divisé en deux circuits.
Mais les microphones qui donnent les meilleurs résultats à l'enregistrement de la parole, sont ceux qui agissent sur des pièces mobiles, sans inertie mécanique, donc très légères, obéissant immédiatement aux impulsions que provoquent les sons émis. La membrane est reliée à une bobine sur laquelle on enroule quelques spires d'un fil en aluminium ; cette bobine est placée entre les branches d'un électro-aimant ; quand elle se déplace sous l'action des vibrations de la membrane, il se crée dans le fil d'aluminium des courants dont les variations correspondent aux vibrations provoquées par les sons agissant sur la membrane.
C'est actuellement le modèle le plus parfait de microphone ; il doit en partie sa supériorité à la facilité avec laquelle on peut amplifier les courants par l'intervention de lampes à 3 électrodes.