Comment fonctionne un téléphone ?

Le téléphone est né du croisement de deux champs d’études : l’électricité et l’acoustique. Bien que l’invention du téléphone soit généralement attribuée à Alexander Graham Bell, de nombreux inventeurs ont travaillé sur le problème tout au long des années 1860 et 1870, notamment Elisha Gray, qui a déposé une demande de brevet pour le même appareil quelques heures seulement après Bell. Bien que les bases de l’électricité soient connues dans les années 1830, personne n’a suggéré de transmettre la parole électriquement jusqu’en 1854. Le téléphone a finalement été inventé le 10 mars 1876. Dans celui-ci ont été prononcés les mots célèbres : « M. Watson, viens ici, je veux te voir.

Le téléphone fonctionne sur des principes simples. Un embout téléphonique contient un mince revêtement métallique séparé d’une électrode par une fine barrière (aujourd’hui nous utilisons du plastique) qui se connecte à un fil transportant un courant électrique. Lorsqu’une personne parle dans l’embout buccal, les vibrations acoustiques de sa parole rapprochent légèrement le revêtement métallique de l’électrode, ce qui entraîne des variations de tension et donc une conversion rapide de l’énergie acoustique en énergie électrique. Les impulsions électriques sont acheminées par un fil jusqu’au haut-parleur à l’autre extrémité, où les impulsions électriques sont à nouveau converties en énergie acoustique.

La conversion de la parole en énergie électrique avant la transmission est bien plus efficace que la transmission de la parole à travers un canal mécanique, par exemple un tuyau métallique, car les parois des canaux mécaniques absorbent une grande partie de l’énergie acoustique lors de son déplacement. Des fils bien isolés, cependant, sont efficaces pour protéger l’énergie électrique de la dispersion avant d’atteindre sa destination. Les impulsions électriques se déplacent à la vitesse de la lumière, tandis que les impulsions acoustiques sont limitées par la vitesse du son. Dans son livre New Utopia de 1627, Francis Bacon a évoqué la possibilité d’un réseau de tubes à longue distance pour transmettre la parole humaine. De nombreux historiens considèrent cela comme la première référence à quelque chose comme un téléphone. Malheureusement, il manquait de connaissances scientifiques pour comprendre pourquoi cela ne serait pas pratique.

Trois développements critiques étaient des précurseurs nécessaires à l’invention du téléphone. Le premier était la compréhension qu’un courant électrique peut créer un champ magnétique, et donc une énergie mécanique ou acoustique. Ceci est attribué au physicien danois Christian Oersted en 1820, qui a démontré qu’une aiguille de boussole peut être manipulée en passant un fil électrique dessus. Deuxièmement, la compréhension que l’inverse est possible – l’induction électrique – c’est-à-dire la génération d’un courant en plaçant un aimant mobile à côté d’un fil. Cette idée est attribuée à l’inventeur Michael Faraday en 1821. Le dernier développement nécessaire était celui de la batterie, un dispositif chimique capable de produire une source continue d’électricité. La première batterie très rudimentaire était la « jarre de Leyde », un dispositif de stockage d’électricité statique inventé par deux Hollandais en 1746. Volta et d’autres ont développé des batteries plus sophistiquées tout au long des XVIIIe et XIXe siècles.

Souvent considéré comme le deuxième impact après l’imprimerie pour avoir révolutionné la communication humaine, le téléphone a permis de connecter les gens les uns aux autres sans dépendre du service postal. Chaque domaine des affaires humaines, des affaires à la vie quotidienne, a été radicalement et définitivement changé. À l’échelle mondiale, le téléphone a permis à l’humanité d’économiser des milliards de dollars en coûts de communication. La conception de base du téléphone n’a pas changé depuis son invention initiale.