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article Quelques portraits     -    publié le 27/04/2006    mis à jour le 23/02/2014

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• Fessenden Reginald

Reginald Aubrey FESSENDEN est un ingénieur radioélectricien et physicien américain, d’origine canadienne. Il est relativement méconnu, mais il doit être considéré comme le père de la radiophonie ( Téléphonie Sans Fil ), en réalisant le premier la transmission sans fil de la voix humaine, par modulation d’amplitude de l’onde électromagnétique porteuse, c’est-à-dire en faisant varier l’amplitude de l’onde électromagnétique haute fréquence selon la valeur instantanée du signal audiofréquence délivré par un microphone. Avant les travaux de Fessenden, la TSF est la Télégraphie Sans Fil , c’est-à-dire la transmission de signaux Morse par des ondes électromagnétiques amorties, émises par des émetteurs à étincelle, et Marconi lui-même considère alors qu’il est impossible de transmettre la voix par les ondes.

Reginald Fessenden est né le 6 octobre 1866, près de Sherbrooke, au Québec. Très jeune, il rêve de transmettre la voix par les ondes, sans doute après avoir observé, à l’age de 10 ans, Graham Bell en personne faire une démonstration de son téléphone.
A 18 ans, ses études terminées, il part aux Bermudes où un poste de professeur lui est offert. Il veut gagner de l’argent pour revenir travailler à New York, avec Thomas Edison . En 1886, il arrive effectivement à New York et met au point un système de surveillance des lignes télégraphiques qui est remarqué par Edison. Celui-ci le prend à son service et 2 ans plus tard il est nommé chimiste en chef de son laboratoire. En 1893, la Société Edison ayant fait faillite, il se consacre à nouveau à l’enseignement, à Pittsburgh. C’est là qu’il commence à travailler sur la transmission de la parole par ondes électromagnétiques, au moment où les expériences de Marconi en Angleterre font la une de l’actualité mondiale.

Il est convaincu que la voix ne pourra être transmise qu’à l’aide d’ondes entretenues et que les émetteurs de l’époque, à ondes amorties, de type Marconi, ne sont pas adaptés à cet usage. Il va donc chercher à réaliser des appareils capables de générer des ondes entretenues de hautes fréquences . En 1900, il imagine un système d’envoi de signaux télégraphiques à courant alternatif, qui séduit le ministère de l’Agriculture américain : Celui-ci lui propose alors d’expérimenter la TSF dans sa station météo de Cobb Island, au milieu du Potomac, près de Washington : Fessenden est nommé télégraphiste en chef du « U.S. Weather Bureau ». Le 23 décembre 1900, il procède à l’expérience historique : il fait un premier essai de modulation d’amplitude d’une onde à haute fréquence en insérant un micro dans le circuit d’antenne, et transmet, depuis Cobb Island, un message à son collaborateur, posté à 1,6 km, qui ne tarde pas à confirmer par téléphone qu’il a bien reçu le message sur son récepteur radio (équipé d’un détecteur électrolytique très sensible, mis au point par Fessenden) : La radiophonie est née, et la voix de Fessenden est la première transmise par ondes . Toutefois, ce premier succès n’est pas divulgué : Il préfère continuer ses travaux, pendant 6 ans, pour améliorer la qualité d’émission et de réception de ses appareils.

Encouragé par son succès, Fessenden quitte en 1903 le U.S. Weather Bureau, et fonde sa propre entreprise : la National Electric Signaling Company. Il construit 4 stations d’émissions télégraphiques aux USA, puis par la suite 2 nouvelles installations à Brant Rock , près de Boston, et à Machrihanish , en Ecosse. Ces 2 stations, distantes de plus de 4800 km, ont pour mission d’établir une liaison télégraphique permanente entre les Etats-Unis et l’Europe. Elles sont équipées d’un émetteur à étincelles avec éclateur rotatif. La liaison s’avère être de qualité supérieure à celle obtenue avec le matériel Marconi. Mais ces stations émettent toujours des ondes amorties qui ne permettent que des liaisons en télégraphie Morse. Vers 1905, Fessenden commence une série d’essais en ondes entretenues avec des alternateurs haute fréquence de sa conception. La puissance d’émission de ces alternateurs est de l’ordre de 1000 W et la fréquence de l’onde produite de 50 kHz. : La radio sort de sa phase primitive .

Fessenden demande à la Compagnie General Electric de lui construire un alternateur haute fréquence de taille industrielle pour alimenter un émetteur à ondes entretenues de grande puissance : C’est l’ingénieur Ernst Frederik Alexanderson qui en est chargé. La machine génère une onde de fréquence 80 kHz (λ = 3750 m). L’installation est testée à Brant Rock. En novembre 1906, après quelques mises au point de la machine de base, il réalise avec succès les premières liaisons radiotéléphoniques avec New York, distant de 320 km. Mais ses émissions sont également captées par la station de Machrihanish : C’est la première fois que la voix humaine traverse l’Atlantique. La veille de Noël 1906, il réalise une première démonstration mondiale : Plusieurs télégraphistes embarqués peuvent entendre Fessenden lire quelques passages de la Bible, jouer du violon, et chanter.

Fessenden continue ensuite ses expériences sur la modulation d’amplitude jusqu’en 1920. Il invente divers appareils de mesure, un nouveau système gyroscopique, un téléphone électrodynamique, un condensateur haute tension à air sous pression… Il dépose en tout plus de 500 brevets . Il imagine aussi, en 1910, la méthode de réception hétérodyne . Fessenden accepte mal le succès de Marconi, et il engage de nombreux procès afin de défendre ses propres brevets. Il meurt à Hamilton, aux Bermudes, le 22 juillet 1932. Le New York Herald Tribune écrit alors :
"Il arrive parfois, et même dans le domaine scientifique, que quelqu’un puisse avoir raison contre l’avis des spécialistes du monde entier. Le Professeur Fessenden faisait partie de ces hommes là. Il s’est battu seul afin de prouver l’exactitude de ses théories, malgré les protestations de gens autorisés et connus tels Marconi. Il a réussi à mettre au point ce que nous appelons aujourd’hui la Radio, aussi facilement que la flamme nous envoie la lumière. ...... Il restera celui qui avait raison."

Et après 1906 ?
En 1907, l’américain (d’origine française) Lee de Forest invente la triode , qui fait passer, en quelques années, la radiophonie de l’ère électromécanique (les alternateurs HF) à l’ère électronique : l’américain Edwin Armstrong montre, en 1912/1913, que la triode est capable d’amplifier un signal, BF ou HF, dans de grandes proportions ; on va également l’utiliser dans les autres fonctions de base de la radio : démodulation et oscillation.
En 1910, les américains Dunwoody et Pickard mettent au point le premier poste récepteur à galène. En 1914, en Angleterre, une émission régulière de détente est diffusée pour la première fois. En 1915, l’américain J.R. Carson , des laboratoires Bell, invente la BLU (Bande Latérale Unique). En 1917, Lucien Lévy (en France) et Edwin Armstrong (aux Etats-Unis) inventent le poste récepteur superhétérodyne (càd à changement de fréquence ) , dont le principe est toujours utilisé, en radio et en télévision.

En 1921, le 26 novembre, a lieu, en France, la première émission de radiophonie, depuis l’émetteur de Sainte-Assise (près de Melun) : Melle Yvonne Brothier, de l’Opéra comique, chante la Marseillaise. Le 24 décembre, débutent les programmes réguliers du Poste de la Tour Eiffel, qui est le premier émetteur français de radiodiffusion, et le 6 février 1922, on inaugure officiellement la station.
Les émetteurs et récepteurs à lampes s’imposent peu à peu à partir de 1920-1922.
A partir de 1923, Edwin Armstrong travaille sur la modulation de fréquence : il lui faudra plus de 10 années pour mettre au point une FM à large bande, exempte de bruit, relevant ainsi le défi que lui avait lancé Carson en 1924, dans un papier un peu malheureux, expliquant que la FM n’avait pas d’intérêt, et concluant : « Le bruit, c’est comme la pauvreté, on ne pourra pas s’en débarrasser »….



Vers 1930, apparaît le poste secteur (le slogan publicitaire est « une prise de courant et c’est tout ! »), grâce à de nouvelles lampes à cathode à fort pouvoir thermo-émissif et chauffage indirect, auxquelles Yves Rocard apporte une contribution.

La découverte du transistor , en 1949, par les 3 physiciens américains Schockley , Brattain et Bardeen, va révolutionner l’électronique. En 1953 apparaît le premier poste à transistors, commercialisé par Texas Instrument.
Quant aux alternateurs HF, ils resteront, parfois longtemps, utilisés en Télégraphie sans fil : En France, l’alternateur HF (20 kHz) de 200kW de l’émetteur télégraphique de Lyon-la-Doua, conçu par les ingénieurs Joseph Bethenod et Maurice Latour, et fabriqué par la SACM de Belfort (qui deviendra Alstom), fonctionnera 125 000 heures (il n’y a pas de 0 en trop !) de 1919 à 1944.
Le physicien Edouard Branly (1844-1940), qui a principalement découvert, en 1890, un détecteur d’onde électromagnétique à limaille métallique (le « radioconducteur » ou « cohéreur »), ne supporte pas la pollution sonore des postes de radio dans son immeuble ! : « …et dire qu’on prétend que j’ai inventé ça… » grommelle-t-il en montant l’escalier…

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