La Télégraphie de Claude Chappe à Samuel Morse

LE TELEGRAPHE DE CHAPPE


(D'après Radio REF, article de F6GPL)

C'est à la fin du XVIII° siècle que les moyens de transmission vont naître. A cette époque où tant d'idées nouvelles et généreuses bouillonnent dans tant de têtes; où nombre d'évènements se préparaient ou s'accomplissaient, on ressentait le besoin de diffuser rapidement les nouvelles. Encore fallait-il en découvrir le moyen. Déjà sous le règne de Louis XIV, un savant, Guillaume Amontons avait correspondu de Meudon à Belleville grâce à des lettres de l'alphabet.

  Ces lettres de l'alphabet étaient accrochées à une aile de moulin et que l'on découvrait de Meudon par une lunette d'approche. Encore, en 1778, un certain monsieur Dupuis, écrivain, présentait au ministre un projet de transmission alphabétique dont il  avait fait l'essai entre Ménil-montant et Bagneux en correspondant de sa maison à celle d'un ami. Ces deux procédés étaient lents et de courte portée. Ils ne furent pas utilisés, mais ont probablement aidé à l'invention qui va suivre.

Avez vous remarqué que, lorsqu'on aperçoit une personne sans pouvoir la joindre à la voix, on a tendance à faire de grands gestes des bras? Eh bien, Claude Chappe, ingénieur et physicien Français, a traduit cette impulsion lorsqu'il créa le premier appareil mécanique de transmission. Il l'appela - le télégraphe - Cela se passait à Brulon dans la Sarthe, où notre inventeur était né. Son appareil est un sémaphore. Il se compose de trois pièces articulées entre elles.

Chaque pièce est constituée d'un cadre en bois garni de lames de cuivre disposées comme les lames d'une persienne afin de ne pas donner de prise au vent. La pièce centrale, la plus allongée, repose sur un pied et peut tourner dans le plan vertical. Elle peut prendre, entre autres, quatre positions repérées: 1 horizontale, 2: inclinée à droite à 45 degrés, 3: Verticale, 4: inclinée à gauche à 45 degrés. Deux pièces latérales, appelées ailes, sont placées aux extrémités de la pièce centrale, sur laquelle elles tournent dans le plan vertical. Ces ailes peuvent prendre sept positions repérées par rapport à la pièce centrale. En articulant différemment les trois pièces, on peut obtenir cent quatre vingt seize positions. à savoir: les 4 positions de la pièce centrale, multipliées par les 7 positions de l'aile droite donnent 28 positions qui, multipliées par les 7 positions de l'aile gauche donnent un total de 196 positions.

En employant une lunette d'approche, ces 196 positions sont nettement distinguables les unes des autres à une très grande distance. Une grande portée est donc possible. En codifiant les différentes positions, c'est à dire en donnant une signification à chacune d'elles, on donne un langage au télégraphe. Un langage de 196 mots n'est pas suffisant. Alors Chappe a l'idée de composer une sorte de dictionnaire, spécialement adapté à son télégraphe, qu'il appelle recueil.

Ce recueil compte 92 pages comportant chacune 92 cases, soit un total de 8464 cases. Chaque case montre à la fois la signification et la position à donner aux trois pièces de l'appareil. Chappe crée ainsi trois recueils : Le recueil des mots courants, qui inclus dans ses 8464 cases les lettres de l'alphabet, les nombres, les signes de ponctuation et les mots le plus fréquemment utilisés. Il faut deux signaux pour distinguer le mot à transmettre.

Le premier pour indiquer la page du recueil et le second pour indiquer le numéro de la case ou se trouve le mot dans la page. Un deuxième recueil contient 8464 membres de phrases courantes. Son emploi nécessite 3 signaux. Le premier pour désigner le recueil concerné, le deuxième pour indiquer la page et le troisième pour indiquer la place de la phrase dans la page. Un troisième recueil à 3 signaux, est utilisé pour les noms géographiques, les noms de villes de France et les états.

L'emploi d'un recueil donnait un avantage resté jusqu'alors inemployé. Ajouté à la simplicité de positionnement des trois pièces mobiles, il apporte un énorme progrès dans la vitesse de transmission. En effet, le temps nécessaire pour transmettre un membre de phrase ou un terme géographique est à peine supérieur à celui nécessaire à la transmission d'une seule lettre. Avant de réaliser un système aussi élaboré, Claude Chappe avait expérimenté un autre procédé.

Le 2 mars 1791, il avait expérimenté un procédé en utilisant des panneaux de bois qui s'effaçaient en pivotant. Les panneaux qui mesuraient 1,65 mètre sur 1,33 mètre, étaient placés sur un mat de 4 mètres de haut. Un des appareils avait été placé sur la plate-forme du château de Brulon, l'autre sur la maison du sieur Perrotin dans la commune de Parcé sur Sarthe distante de 15 kilomètres.

Après cette expérience réalisée avec ses frères : Ignace, l'aîné, Pierre, René, et Abraham, devant des notables locaux, l'Abbé Chappe ( Claude Chappe était non seulement ingénieur et physicien mais aussi Abbé ), fut à ce point encouragé qu'il décida de se rendre à Paris. A la fin de 1791, il obtint la permission d'établir un télégraphe à la barrière de l'étoile. A peine terminé, l'appareil disparut mystérieusement durant la nuit et ne fut jamais retrouvé.

Je ne sais pas ce qu'il en était des services secrets de cette époque mais notez la coïncidence : peu de temps après, un anglais fit les premiers essais d'un télégraphe à panneaux pivotants et, en 1796, un télégraphe constitué d'un cadre dans lequel pivotaient 6 volets mobiles fut installé sur l'hôtel de l'Amirauté à Londres. Six mois plus tard, l'abbé Chappe, que rien ne décourageait, obtint de monsieur Lepelletier de Saint-fargeau l'autorisation d'installer un nouveau télégraphe  dans son parc de Ménil-montant.

Il coûta beaucoup à la famille et les frères Chappe allaient y travailler tous les jours. Un après-midi, comme ils entraient dans le parc, ils virent le jardinier de monsieur de Saint-Fargeau qui courait au devant d'eux en leur criant de se sauver, qu'on avait mis le feu au télégraphe et que, s'ils paraissaient, on les jetterait au milieu des flammes. Ils retournèrent sur leurs pas sans pouvoir s'expliquer cet événement qui les consternaient.

Ce ne fut que le lendemain qu'ils apprirent qu'une populace effrénée s'était portée à ces actes de violence parce qu'on soupçonnait que le télégraphe servait à communiquer avec le roi emprisonné. Pour la troisième fois, Chappe sollicita l'autorisation de poursuivre ses expériences. Il l'obtint par l'entremise de son frère, membre du comité d'instruction publique. La guerre est sur toutes les frontières et il est important que le comité de salut public soit informé rapidement des événements.

Chappe reçoit six mille francs, prélevés sur les fonds du ministère de la guerre. En trois mois, celui-ci réalise une ligne expérimentale. trois postes sont construits : le premier à Ménil-montant, le deuxième à écouen, distant de paris de deux myriamètres (unité de mesure créée à la révolution française et valant dix kilomètres), le troisième à Saint Martin du Tertre, à trois myriamètres et cinq kilomètres de Paris.

Après de nombreux essais, le télégraphe prend sa forme définitive et la convention désigne Daunou, Arbogast et Lakanal comme commissaires au télégraphe. Afin d' être précis sur la façon dont les choses se sont passées, je vais vous citer le compte-rendu officiel : Le 12 juillet 1793, les membres de la commission et un grand nombre de savants et d'artistes, ainsi que des hommes politiques, assistaient à l'expérience décisive.

Dans chaque poste se trouvaient 2 stationnaires, l'un aux lunettes, l'autre à l'appareil. Chappe et ses frères, le vocabulaire à la main, étaient aux 2 stations extrèmes. Lakanal et Arbogast se rendirent à Saint Martin du Tertre tandis que Daunou restait à Ménil-montant. à 4 heures 26, le poste de Ménil-Montant commença la transmission de la phrase suivante : Daunou est arrivé ici. Il annonce que la convention nationale vient d'autoriser son comité de sûreté générale à apposer les scellés sur les papiers du représentant du peuple.

Cette dépêche fut transmise en 11 minutes. Saint Martin du Tertre transmis en 9 minutes la dépêche qui suit : Les habitants de cette belle ville sont dignes de la liberté par leur amour pour elle et leur respect pour la convention et ses lois. à ce propos, Chappe écrivait : Ces messieurs ne purent cacher leur surprise en voyant avec quelle facilité et quelle promptitude nous transmettions à 3 myriamètres et 5 kilomètres les dépêches qu'ils nous donnaient.

Peu de temps après, la commission rend un avis favorable et, le 4 août 1793, Lazare Carnot, qui réorganise l'armée, décide de réaliser deux lignes. La première relie Paris à Lille, la deuxième relie Paris à Landau en Allemagne. Elles doivent renseigner le gouvernement sur ce qui se passe aux armées. La première ligne est inaugurée le 30 novembre 1794. Les appareils étaient placés au sommet d'un édifice, le plus souvent une tour, construite sur les points hauts.

Les responsables de leur fonctionnement, que l'on appelait des gérants, se retransmettaient les messages à l'aide des trois manivelles qui actionnaient les trois pièces mobiles de l'appareil. Le télégraphe de Chappe fut une belle réussite à cette époque. Le réseau s'étendit sur plus de quatre mille kilomètres grâce à 556 stations réparties sur 8 itinéraires principaux qui comportaient eux-mêmes 11 embranchements secondaires.

Il y avait : La ligne Paris-Lille avec embranchement sur Boulogne et Saint-Omer, avec prolongement sur la Belgique. La ligne Paris-Brest avec embranchement sur Cherbourg. La ligne Paris-Strasbourg avec prolongement sur Landau en Allemagne. La ligne Paris-Toulon avec embranchementà Dijon, sur Besançon et, à Valence, sur Narbonne et Perpignan. La ligne Paris-Béobie à la frontière Espagnole. La ligne Bordeaux-Narbonne et deux autres de moindre importance, dont je n'ai pas retrouvé les trajets.

Il était si utile et les Français en étaient si fiers qu'il resta en service jusqu'au milieu du dix neuvième siècle. Il cessa de fonctionner en 1852, après avoir été complété en juillet 1846, sur la ligne Paris Lille, par un appareil électrique de Foy-Bréguet. Cet appareil devait doubler le télégraphe de Chappe et pallier les difficultés de transmission dues au brouillard. Malgré cet appoint, il dut céder la place à un nouveau système de télégraphe, venu d'Amérique, mais qui aurait bien pu naître chez nous.

En 1832, Samuel Morse, un peintre Américain, conçoit un appareil pour transmettre les signaux. Afin de pouvoir le réaliser, il demande une subvention au gouvernement Anglais sans succès. En 1833, de leur coté, Gauss et Weber, deux physiciens Allemands, réalisent le premier télégraphe électrique. Celui-ci ne dépasse pas le stade du prototype car personne ne veut s'intéresser à leur appareil. En 1837, Samuel Morse parvient à réaliser ce qu'il avait conçu.

En 1837, Samuel Morse parvient à mettre au point son appareil. Il a rencontré Vail, le fils du propriétaire d'une modeste usine d'électromécanique avec qui il s'est associé. Il demande alors une subvention à la France. Notre gouvernement la lui accorde, mais à de telles conditions que les associés ne peuvent que la refuser. L'inventeur ne se décourage pas et continue à perfectionner son appareil. En 1842, le temps ayant passé et son appareil est bien au point.

Il tente une nouvelle démarche auprès du congrès qui lui vote une subvention de trente mille dollars destinée à la construction d'une ligne expérimentale entre Washington et Baltimore. Après quelques difficultés pour disposer des fonds, on construit la ligne aussi rapidement que les travaux peuvent avancer. Le 24 mars 1844, le premier message frémit au long des 60 kilomètres de fil de fer galvanisé de la ligne. Il comporte seulement quatre mots : What hath god wrought, en Français : ce que dieu a forgé. Cette transmission sur une telle distance suscite un grand enthousiasme, non seulement aux états unis, mais partout dans le monde. L'inauguration n'aura cependant lieu qu'en janvier 1845. Si vous vous demandez pourquoi on utilisait du fil de fer alors que le cuivre est meilleur conducteur, sachez que les fils de cuivre étaient volés aussitôt posés. Les autochtones en faisaient des bijoux.

A cette époque, le besoin d'un moyen de transmission à grande distance est extrême. Le développement industriel et commercial est très important en Europe et aux états-unis et la lenteur des communications est une gène pour le commerce. C'est enfin la victoire pour Samuel Morse, maintenant sollicité partout. Il a réalisé un appareil simple pour lequel il a créé un alphabet simple lui aussi. Son système présente 3 avantages sur celui de Chappe.

  • La distance entre les stations peut atteindre 100 kilomètres,
  • le message est imprimé,
  • la transmission est indépendante des conditions climatiques.

En contrepartie, il faut tendre, entre les stations, un fil métallique isolé du sol. Le télégraphe Morse utilise la faculté que posséde l'électro-aimant d'attirer un morceau de fer quand un courant électrique circule dans son bobinage et de ne plus l'attirer quand le courant cesse d'y circuler.

L'appareil récepteur est constitué d'un électro-aimant placé au dessus de l'extrémité d'une palette horizontale qui pivote sur un axe. à l'extrémité de cette palette est fixée une plaquette de fer et, à l'autre extrémité, est fixé un stylet encreur. Au dessous du stylet encreur se déroule une bande de papier. Si l'on fait circuler un courant électrique dans le bobinage de l'électro-aimant, la plaquette de fer s'élève et l'autre extrémité de la palette, celle ou se trouve le stylet encreur, s'abaisse sur la bande de papier et y laisse une trace. Si l'on coupe le courant, l'électro-aimant cesse d'attirer la plaquette de fer, la palette redevient horizontale et le stylet cesse de toucher la bande de papier.

Si le courant a circulé très peu de temps dans le bobinage, le stylet a tracé un point sur la bande de papier. S'il a circulé un moment, le stylet a tracé un trait. Pour faire circuler le courant et le couper, il suffit d'un interrupteur. Dans notre cas, il a une forme spéciale qui permet de le manoeuvrer rapidement.

On lui a donné le nom de manipulateur. Il se compose d'un socle en matière isolante sur lequel est fixé un levier en métal reposant sur un pivot également métallique. Le fil amenant le courant électrique est fixé sur le pivot et le fil transportant le courant électrique est fixé à une pastille métallique placée sous une extrémité du levier.

Il suffit d'appuyer sur cette extrémité du levier pour qu'il touche la pastille et que le courant électrique passe. Le manipulateur a complété le circuit dans lequel le courant électrique parcourra des dizaines de kilomètres pour aller alimenter l'électro aimant du poste récepteur en provoquant l'inscription de traits et de points sur la bande de papier.

Pour permettre l'utilisation de son appareil, Samuel Morse a du imaginer un alphabet à qui on a donné son nom : l'alphabet Morse. Les lettres et les signes de ponctuation sont constitués soit d'un point ou de plusieurs points, soit d'un trait ou de plusieurs traits, soit d'une combinaison de points et de traits.

Un exemple va nous permettre de comprendre comment fonctionne le système. Nous sommes à la station de Baltimore et nous voulons transmettre un message à la station voisine. Nous appuyons sur le manipulateur. Lecourant passe de notre pile dans le fil et va actionner l'électro-aimant  de la station voisine, le mot que nous voulons transmettre est " TIME".

En alphabet Morse, la lettre T est représentée par un trait, la lettre I par 2 points, la lettre M par 2 traits et la lettre E par 1 point Il faut donc que nous appuyions, disons une seconde sur le manipulateur pour transmettre la lettre T, puis, après une interruption de 2 secondes, que nous appuyions brièvement 2 fois de suite sur le manipulateur pour obtenir la lettre I. Nous attendons encore 2 secondes avant d'appuyer 2 fois pendant une seconde pour obtenir la lettre M. Enfin, après l'attente de 2 secondes nous appuyons une fois brièvement sur le manipulateur pour la lettre E qui est représentée par un seul point. à Washington, la bande de papier portera la trace d'un trait, de deux points, de deux traits, et d'un point. Le télégraphiste lira : T, I, M, E, soit TIME (temps). Dans cet exemple la cadence a été extrêmement lente.

En pratique, les opérateurs manipulent beaucoup plus rapidement. L'appareil télégraphique, qui fut encore perfectionné par son inventeur et par d'autres techniciens, est utilisé partout dans le monde. Les lignes télégraphiques parcourent la terre et mème les mers depuis 1851, année ou l'Anglais Breit réunit Douvres à Calais par le premier cable sous-marin. En 1950, on estimait la longueur des lignes télégraphiques à deux millions de kilomètres, soit 50 fois le tour de la terre.

Les câbles sous-marins étaient au nombre de 232 et, mis bout à bout, s'étendaient sur cent dix mille kilomètres. Pour sa part la France possédait environ deux cent mille kilomètres de lignes aériennes et douze mille kilomètres de câbles souterrains. Le télégraphe de Chappe avait été un succès en France. le télégraphe de Morse fut un succès dans le monde. Les deux inventeurs ont montré la même inébranlable conviction dans la valeur de leur idée. Tous deux ont répondu à un besoin.

Tous deux ont ouvert la voie à d'autres recherches. Les inventeurs de procédés électromécaniques de transmission furent nombreux. Je pense que le plus connu est le Français émile Baudot. Il reste à s'affranchir de la ligne. En effet, installer et entretenir les lignes télégraphiques posent des problèmes politiques, techniques et financiers. Il reste donc encore un progrès à faire : trouver le moyen de transmettre des messages sans utiliser un moyen physique (matériel).

Ce n'est qu'en 1896 qu'une solution est présentée. Un scientifique italien de 22 ans, Guglielmo Marconi, dépose le 2 juin un brevet pour un appareil de télégraphie sans fil. Il dépose son brevet en Angleterre. Que fait-il là ? Eh bien c'est sa mère qui l'a envoyé à Londres. Elle trouve que les italiens ne s'intéressent pas assez à ce que fait son fils et elle a raison. Les Anglais s'intéresseront davantage aux projets de son fils car ce sont des commerçants.

Leurs douaniers furent les premiers intéressés et deux radioamateurs américains, W6SAI et W2LX, racontent dans un de leurs ouvrages sur les antennes verticales l'arrivée  de Marconi en Angleterre. ( en 1986, un jeune scientifique italien arrive en Angleterre avec un appareil mystérieux dans ses bagages. Les employés de la douane, qui n'ont rien vu de semblable auparavant, examinent le fragile appareil jusque dans le moindre de ses détails. Si bien que celui-ci se retrouve dans l'état d'un navire naufragé (completely wrecked ) après leur examen. à Londres, Marconi est présenté au ministre des postes et télégraphes qui l'assure de son aide. Il y rencontre également des hommes qui réfléchissent sur le sujet qui l'intéresse, Lord Kelvin, Lodge, et Fleming entre autres. Durant ses études, Marconi a étudié les théories de Maxwell sur l'existence des ondes électromagnétiques.

Les expérimentations de Hertz avec son éclateur à boules et son résonateur, la découverte de Branly sur la radioconduction et ses observations sur l'augmentation de portée obtenue grace aux longues tiges métalliques dont il munissait ses appareils. Sans doute est-il informé de la notion de syntonie dont parle Oliver Lodge et, certainement aussi, des remarques de Popov sur la sensibilité apportée par un long fil vertical dans la détection des orages lointains.

Notre physicien a, non seulement dans ses bagages, mais dans la tête, devant les yeux, tout ce qu'il faut pour émettre et recevoir un signal porté par une onde électromagnétique. Le transmetteur à étincelles qu'il a construit est de très faible portée : quelques mètres seulement, mais, déjà, un manipulateur Morse sert d'interrupteur. Il modifie son appareil en lui adjoignant une antenne. Elle est verticale et plantée dans le sol comme le paratonnerre de Popov.

Il a constaté que la portée passe de quelques mètres à quelques centaines de mètres. Notre physicien vient de passer de l'induction au rayonnement. Dans l'année 1895, il parvient à réaliser une liaison de 2400 mètres. Il est déjà fixé sur ce qu'il veut obtenir : traverser les mers avec les ondes. Il se remet au travail avec ce nouvel objectif. Les conseils, les avis, les appuis et surtout les crédits ne lui feront pas défaut.

L'Angleterre voit dans l'idée du jeune inventeur une application pour sa marine et son commerce. Ce qui n'est pas le cas en France ou Ducretet, un ingénieur dont les buts sont identiques à ceux de Marconi, se plaint de ne pas obtenir de crédits pour ses expérimentations. En 1987, Marconi fonde la Marconi's Wireless Telegraph and Signal Company. Il réalise alors en mars, une liaison terrestre de 13 kilomètres.

En juillet 1897, une liaison de 20 kilomètres avec un navire de guerre italien et l'installation de plusieurs stations. En 1898, Lord Kelvin transmet le premier radiogramme entre deux stations Marconi installées l'une sur l'ile de Wight et l'autre à  Bornemouth, soit une distance de 23 kilomètres. En mars 1899, une liaison au-dessus de la Manche est réussie entre deux stations d'essais Marconi situées à  50 kilomètres l'une de l'autre, entre South foreland ( près de Douvres ) et Wimereux (près de Boulogne ).

En décembre 1901, avec l'aide de John A. Fleming, Marconi réussi l'exploit : une liaison par TSF entre la Cornouaille, au sud de l'Angleterre et Terre-neuve, région distante de trois mille quatre cent kilomètres. En février 1902, des messages de la station de Poldhu, en Cornouaille, sont reçus par le navire Philadelphia, à deux mille cinq cent kilomètres.

La télégraphie sans fil a conquis ses lettres de noblesse. Elles sont entre les mains de Marconi, de sa compagnie et de l'Angleterre. Lorsque au cours de l'année 1900, le capitaine Gustave Auguste Ferrié a découvert un détecteur électrolytique plus sensible que le cohéreur et permettant de lire aux sons les signaux morse, vous saurez que la CW est née et que la liaison entre stations terrestres et navires est une réalité.

De ces premières années du siècle jusqu'au 31 janvier 1997, c'est à dire pendant plus de 90 ans, des stations terrestres ont été à l'écoute des navires et d'un éventuel appel de détresse. Aujourd'hui, le célèbre S.O.S a vécu ainsi que le code Q. Il reste le mayday des liaisons radiophoniques qui passera maintenant par l'intermédiaire d'un satellite. Ce système est performant et ne nécessite pas de connaissances spéciales. Il faut lui reconnaître ses qualités.

Ce n'est certainement pas sans nostalgie qu'il va falloir ranger parmi les souvenirs le livre de chevet des opérateurs de bord : le handbook for radio operator de la britisch telecom international, édité par Llodyd's of London. Heureusement il reste les radioamateurs pour maintenir vivant un procédé de communication qui a rendu d'immenses services aux marins et à bien d'autres. Nous sommes certains qu'ils continueront la tradition et que ce sera, pour eux, une raison de plus d'étudier l'alphabet Morse et de pratiquer la C. W.

Fin de l'article.


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