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COMMUNICATION À DISTANCE
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| Premier télégraphe optique entre Paris et Lille en 1794 |
De tout temps, les hommes ont éprouvé le besoin de communiquer entre eux, d'échanger des informations : par le geste, la parole, la gravure, l'écriture. La communication à distance fut particulièrement difficile à ses débuts, surtout lorsque les personnes qui voulaient communiquer entre elles ne se trouvaient pas à portée de voix. Divers moyens ont été développés et utilisés pour solutionner ce problème de distance.
On a ainsi utilisé différents types de signaux dont, en 1794, le télégraphe optique de Claude Chappe. Des tours à signaux étaient placées à visible distance l'une de l'autre où de grands leviers s'élevaient et s'abaissaient épelant, par ces positions, les messages de poste en poste jusqu'à destination. Lorsque les lunettes d'approche furent inventées, les signaux purent alors être aperçus de plus loin. Mais ces différents mécanismes de transmission avaient leurs inconvénients. Les signaux sonores et visuels ne pouvaient pas être utilisés sur des longues distances et dans n'importe lesquelles conditions. Le document écrit par exemple, transmis par des messagers, mettait souvent beaucoup trop de temps pour arriver à destination.
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| Samuel Morse |
Ce n'est qu'avec l'invention de l'électricité à la fin du 18e siècle que les communications se sont vraiment développées. Les communications par radio ont à leur origine un ensemble de phénomènes de base en physique et en électricité découverts par des expérimentateurs tels Allesandro Volta, André Ampère, Michael Faraday, James Clerk Maxwell, Edouard Branly et Ferdinand Braun, pour n'en nommer que quelques-uns. Mentionnons que c'est ce dernier, Ferdinand Braun, qui a inventé l'antenne dirigée, l'oscilloscope et qui, en 1874, a découvert qu'un cristal peut conduire le courant électrique dans un sens dans certaines conditions mais pas dans d'autres. Ce phénomène fut appelé « rectification ».
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| Alexander Graham Bell |
En 1837, Samuel Morse, peintre et physicien américain né à Charlestown (1791-1872) inventa le télégraphe électrique et l'alphabet qui porte son nom, le code Morse. Grâce à une succession de points et de traits qui pouvaient voyager sur des fils conducteurs, Morse a réussi à transmettre sur de longues distances et rapidement des informations qui auraient pris des jours à se rendre à destination par courrier habituel. Puis, en 1864, James Maxwell a prouvé l'existence des ondes électromagnétiques qui voyagent à la vitesse de la lumière, ouvrant ainsi la porte à l'émission des ondes radio.
Quelques années plus tard, en 1876, Alexander Graham Bell, physicien américain né à Édimbourg, en Écosse (1847-1922) a inventé le téléphone. Bell était à l'origine professeur dans une école pour malentendants. Ce n'était pas encore la radio mais lentement on s'en approchait.
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| Heinrich Hertz |
Heinrich Hertz, né à Hambourg en Allemagne (1857-1894), dans ses études comme physicien théorique, combina l'ensemble des connaissances nécessaires et réussit la première émission et réception d'ondes de radio en 1887, sur une distance de 20 mètres. Dans les milieux scientifiques, il est considéré comme le découvreur de la radio. C'est la raison pour laquelle on a donné son nom de « ondes hertziennes » aux signaux radio et pourquoi le nom des fréquences vibratoires qu'on appelait cycles ou kilocycles au départ, a été remplacé par « hertz ». Depuis 1890, Marconi de son côté effectuait des expériences sur ces découvertes en essayant de démontrer d'une façon pratique les possibilités de ces nouvelles technologies inventées presqu'en même temps par Nicolas Tesla et Hertz. En 1895, Marconi réussit à transmettre un signal radio sur une distance de quelques centaines de mètres. Tesla pour sa part effectuait des expériences sur les courants polyphasés et a imaginé un montage capable de produire des ondes hertziennes. Par la suite, Guglielmo Marconi a appliqué les connaissances acquises au développement des premiers systèmes rentables d'émetteurs et de récepteurs; ses recherches ont finalement abouti alors en utilisant sensiblement les mêmes techniques que Hertz. Marconi avait 21 ans au moment d'effectuer sa première liaison sans fil de quelques centaines de mètres. Il avait conçu à cet effet une antenne à radiation verticale qui est devenue par la suite l'antenne Marconi. Il déposa un brevet en 1896.
Bien que les motifs fondamentaux de ces pionniers se situaient du côté de la recherche scientifique et des applications commerciales respectivement, la publicité que suscita leurs travaux et les comptes-rendus de leurs expériences furent le point de départ de recherches plus étendues autour de ces techniques nouvelles par des expérimentateurs amateurs de par le monde. Des centaines d'émetteurs et de récepteurs rudimentaires furent construits par ces amateurs qui, bien entendu, ne portaient pas encore ce nom.
En 1898, le 26 octobre, le français Eugène Ducretet a réalisé la première liaison sans fil entre la tour Effel à Paris et le Panthéon, distant de 4 kilomètres.
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| Guglielmo Marconi |
Le 28 mars 1899, Marconi a établi une liaison radio entre la France et l'Angleterre au-dessus de la Manche entre Douvres et Wimereux distant de 50 kilomètres et c'est le 12 décembre 1901 que cet ingénieur italien réussissait à vaincre l'Atlantique en établissant une première communication radio en code Morse entre Signal Hill, à Terre-Neuve au Canada et Poldhu en Angleterre, avec son collègue Sir John A. Flemming : une distance de 3400 kilomètres. Le 17 décembre 1901, le New-York Times annonçait l'invention de la TSF comme étant : « La plus merveilleuse conquête scientifique des temps modernes ».
Quelques mois plus tôt cependant, en décembre 1900, Réginald Aubrey Fessenden, un canadien originaire des Cantons de l'est au Québec, avait réussit à transmettre la voix humaine de Cobb Island près de Washington, pour la première fois de l'histoire. Ce fut là vraiment la naissance de la radio. Toutefois, ce premier succès ne fut pas divulgué. Fessenden préféra en effet continuer ses travaux afin d'améliorer la réception de ses appareils.
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| En 1906, Fessenden transmet la voix entre Machrihanish, Écosse, et Brant Rock, Massachusetts |
Le 15 décembre 1902, Marconi émit depuis la Nouvelle-Écosse le premier message radio en code Morse jamais diffusé entre le Nouveau Monde et le Vieux Continent.
Seulement cinq ans après la transmission transatlantique historique de Marconi, les opérateurs radio sur les bateaux du même océan furent surpris d'entendre une voix humaine sortir des équipements construits par Marconi et qui ne produisaient habituellement que des signaux en Morse. On était alors en 1906 et Reginald Fessenden, venait de réaliser ainsi sa première transmission audio à longue distance. En effet, la voix et la musique furent transmises sans fil entre Brant Rock, Massachusetts, États-Unis, à un navire en mer Atlantique par Fessenden; la même année, il communiqua ainsi, dans les deux sens, entre Brant Rock et Machrihanish, Écosse.
C'est en 1904 que John Ambrose Fleming, ingénieur électricien anglais, invente la première lampe de radio, une diode, qu'on nomme alors « valve de Fleming ». Il essayait par tous les moyens d'améliorer la réception des signaux radio. Il s'était dirigé vers les recherches de Thomas Edison qui avait remarqué la tendance de particules noires de coller à l'intérieur de ses lampes utlisées pour l'éclairage, en présence de courant électrique. Fleming avait ajouté dans une lampe une seconde électrode et avait raccordée celle-ci à un récepteur radio, découvrant ainsi le principe de la rectification dans une diode.
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| David Sarnoff, président de RCA |
Au printemps 1912 la TSF, la télégraphie sans fil, comme on nommait la radio à cette époque, a permis de sauver de nombreuses vies, lors du naufrage du Titanic. C'est un poste du gouvernement canadien de Cape Race, à Terre-Neuve, qui a capté le message de détresse lancé à partir du navire. Lors d'un autre naufrage, celui du Carpathia, un jeune télégraphiste de New-York a passé plus de 72 heures à son poste pour assurer le contact entre la ville de New-York et les bateaux de sauvetage. Ce jeune télégraphiste n'était nul autre que David Sarnoff qui devint plus tard le président de Radio Corporation of America, RCA Victor. Ces deux occasions très spéciales ont permis à la TSF d'acquérir ses lettres de noblesse.
En 1918, Marconi vint s'établir au Canada, seul pays à n'être pas soumis aux restrictions militaires concernant la TSF. Il y fonda la Canadian Marconi Wireless Company et c'est cette compagnie qui créa la toute première station radiophonique au monde dont le premier indicatif était XWA, qui devint plus tard CFCF. C'était en 1919.
Le premier poste récepteur à galène avait été inventé par ailleurs en 1910 par deux chercheurs américains, Dunwoody et Pickard, mais ces récepteurs à cristaux étaient utiles à la condition que le poste émetteur fut assez puissant. Un système d'amplification quelconque devint nécessaire et c'est dans cette direction que les travaux de De Forest s'orientèrent. En 1917, on voit apparaître le premier poste récepteur superhétérodyne, découvert simultanément par Lucien Lévy et Edwin H. Armstrong.
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Lee De Forest et sa lampe amplificatrice
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L'américain Lee De Forest eut l'idée d'interposer une grille métallique entre la cathode et l'anode de la diode de Fleming pour en faire une triode. Ce troisième élément, inclus entre les deux électrodes de la valve de Fleming, fut appelé grille et prenait la forme d'un petit enroulement de fil très fin entourant la cathode. Plus le potentiel négatif de cette grille était réduit, plus les électrons à l'intérieur du tube étaient nombreux à le traverser et être ainsi attirés par l'anode chargée positivement. La lampe amplificatrice venait de naître. La lampe ainsi inventée par De Forest fut non seulement un élément capital dans le développement de la radio mais aussi dans le développement du téléphone, de la télévision et plus tard des ordinateurs. Par exemple, le premier ordinateur conçu par l'Université de Pennsylvanie, ENIAC, utilisait plusieurs milliers de lampes, remplissait plusieurs pièces et consommait assez d'électricité pour éclairer une dizaine de maisons. (ENIAC est le sigle de Electronic Numerical Integrator And Calculator).
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| John Bardeen, Walter Brattain et William Shockley |
Les premières lampes étaient fragiles, nécessitaient beaucoup d'énergie pour chauffer la cathode et libérer ainsi des électrons de celle-ci. De plus, ces filaments brûlaient souvent. C'est alors que les laboratoires Bell débutèrent en 1925 des recherches en électronique, en chimie, en physique et en plusieurs autres disciplines pour reprendre des découvertes de Braun et de plusieurs autres savants concernant les propriétés étranges des cristaux. Ces matériaux devinrent connus sous le nom de semi-conducteurs à cause de cette propriété qui les classait à mi-chemin entre les isolateurs et les conducteurs. Ces travaux devaient déboucher en 1948 sur l'invention du transistor par John Bardeen, Walter Brattain et William Shockley des laboratoires Bell, qui se méritèrent pour cette découverte un prix Nobel de physique en 1956.
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| Spoutnik 1 |
Le 4 octobre 1957, l'URSS met en orbite le premier satellite artificiel de l'histoire, Spoutnik 1. Il émet un signal en code Morse qui fut capté dans le monde entier.
En 1971, c'est la naissance du premier microprocesseur qui permet la miniaturisation des matériels informatiques et leur pénétration dans les techniques de télécommunication. Les premières puces assemblent l'équivalent de 1000 transistors. L'âge du numérique faisait désormais son apparition.
Adapté du livre L'histoire du monde radioamateur au Québec
avec la permission de l'auteur Jean-Guy Renaud, VE2AIK
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