Le cohereur , connu aussi sous le nom de radioconducteur , est un element des premiers recepteurs radio a changement d'etat qui, des le debut du XX ^e  siecle, permit la reception des ondes radioelectriques et des signaux des stations de TSF marines . Il permit aussi a des stations experimentales de s'initier a la radioelectricite et joua un role scientifique important. Le recepteur cohereur enregistreur a tube de limaille a permis notamment de realiser les premieres liaisons radios a grande distance en radiotelegraphie.

Historique [ modifier | modifier le code ]

En 1890, Edouard Branly , professeur a l' Institut catholique de Paris , s'interesse a l'effet des ondes electromagnetiques de Hertz sur les conducteurs divises . Utilisant une bobine de Ruhmkorff pour engendrer des etincelles electriques generatrices de champs electromagnetiques transitoires, il decouvre que la resistance au courant electrique du fer divise peut chuter dans de grandes proportions, entre quelques dizaines d' ohms et quelques centaines de kiloohms, sous l'effet de ces ondes electromagnetiques. Bien que tres sensible aux chocs, cette conduction se maintient dans le temps. En decouvrant ce qu'il appelle la radioconduction, il ouvre la voie au developpement de detecteurs d'ondes beaucoup plus sensibles que les boucles de Hertz. L'instrument principal qu'il a utilise dans ses experiences consiste en un tube isolant (verre, ebonite…) de quelques millimetres de diametre rempli de limaille de fer sur une epaisseur de quelques millimetres. Deux electrodes de laiton en forme de piston compriment legerement la limaille avec une pression reglable. D'autres auteurs donneront au tube de limaille de Branly le nom de cohereur , dispositif que l'on peut considerer comme un interrupteur (imparfait) fonctionnant en tout ou rien sous l'effet d'ondes electromagnetiques transitoires.

Edouard Branly reussit a commander a distance la fermeture d'un circuit electrique sans qu'il y ait de lien materiel entre l'organe de commande ? un generateur d'etincelles ? et un tube a limaille, celui-ci agissant comme un organe sensible aux ondes electriques produites par l'eclatement de l'etincelle.
Il vient de mettre en evidence le principe de la Radioconduction et baptise le tube a limaille du nom de Radioconducteur , c'est-a-dire dont la conductibilite varie sous l'effet de radiations, les ondes hertziennes generees par les etincelles electriques ^{[ 1 ]} .

En novembre 1890, Edouard Branly presente sa decouverte devant l'Academie des Sciences ^{[ 2 ]} .

A noter que c'est dans le mot ≪  radioconducteur  ≫ que le terme ≪ radio ≫ est utilise pour la premiere fois ^{[ 3 ]} .

Evolution du radioconducteur [ modifier | modifier le code ]

Edouard Branly multiplie les experiences sur le tube a limaille en modifiant :

• la nature du metal : limaille de fer, aluminium , antimoine, cadmium, zinc, bismuth, plomb,  etc. ^{[ 4 ]}  ;
• la texture de la limaille : limaille pulverulente, limaille fine, grenaille ;
• le dielectrique  : huile de colza, baume du Canada,  etc. ^{[ 5 ]}  ;
• les deux tiges conductrices ;
• la pression exercee sur la limaille ^{[ n 1 ]}  :
  • tube a limaille a pression reglable mesurable ^{[ 6 ]} ( cf. illustration) ^{[ n 2 ]} ,
  • tube a limaille a pression reglable non mesurable ;
• le corps du tube : verre, ebonite, quartz.

Il se fait aider pour construire les differents modeles par Eugene Ducretet . Il constate dans les comptes rendus des applications qui sont realisees avec les radioconducteurs ≪ […] de l'inconstance dans les meilleurs tubes a limailles ≫ ^{[ 7 ]} , il cherche donc ≪ un radioconducteur plus regulier ≫ ^{[ 7 ]} . C'est dans le cadre de cette recherche qu'il s'interesse a d'autres types de radioconducteur. Des etudes de variations de conduction entre surfaces metalliques sont realisees en utilisant des colonnes de disques metalliques superposes avec bornes en haut et en bas pour les contacts electriques. Elles donnent lieu a deux communications ^{[ 8 ] , [ 9 ]} dans lesquelles Edouard Branly conclut qu'il n'y a pas de reels phenomenes de radioconduction.

Le tube a limaille en tant que resistance electrique variable avait deja ete etudie par le physicien italien Temistocle Calzecchi-Onesti vers le milieu des annees 1880 (Il Nuovo Cimento, 1884, 1885, 1886). Vers 1894 le physicien anglais Oliver Lodge , professeur a l'Universite de Liverpool, perfectionna le radioconducteur de Branly en y adjoignant un dispositif pour decoherer la limaille et lui rendre sa sensibilite. Il put ainsi effectuer des transmissions sur quelques dizaines de metres. Ce detecteur d'ondes hertziennes a permis a Guglielmo Marconi de realiser des liaisons a grande distance en radiotelegraphie.

Radioconducteur a billes metalliques [ modifier | modifier le code ]

Faisant l'hypothese que dans les colonnes a disques les surfaces metalliques en contact sont trop larges pour qu'il y ait radioconduction, il utilise une colonne de six billes d'acier superposees dans un cylindre de verre avec electrodes ? voir illustration ? et un poids de laiton a la partie superieure. Edouard Branly constate que les radioconducteurs ainsi realises sont d'une sensibilite comparable a celle des limailles ^{[ 10 ]} . A partir de ces experiences, partant de l'hypothese d'un rapport entre l'exiguite des surfaces de contact et la sensibilite du radioconducteur il s'oriente vers ce qu'il appelle les radioconducteurs a contacts ponctuels ou imparfaits

Radioconducteur a contacts imparfaits [ modifier | modifier le code ]

Edouard Branly invente au debut de l'annee 1902 le radioconducteur a contacts imparfaits, qui, selon son inventeur, est d'un fonctionnement sur et beaucoup plus sensible que les tubes a limaille. Dans sa premiere communication ^{[ 11 ]} intitulee Radioconducteur a contact unique il precise : ≪ ils permettent de realiser des conditions assurant […] une grande regularite associee a la sensibilite […] ≫ . Dans la meme communication, il decrit le dispositif, le trepied disque : ≪ Trois tiges metalliques de meme nature, paralleles et verticales, de 2  mm de diametre environ, sont reunies a leur partie superieure par un disque qui les relie a l'un des poles […] les extremites inferieures des tiges, polies puis oxydees reposent librement sur un plan d'acier poli, relie au second pole. ≫

Edouard Branly concoit plusieurs modeles de radioconducteurs de type trepied :

• trepied-disque a pointes fixes ;
• trepied-disque a pointes articulees (illustration ci-contre) ;
• trepied-disque a pointes suspendues ;
• trepied-disque a aiguilles amovibles.

Afin de preserver le dispositif de toutes traces d'oxydation, certains disques sont pourvus d'un rebord avec un joint en mastic sur lequel on installe une cloche de verre ou l'on fait le vide (illustration ci-contre).

Il teste des metaux de differentes natures pour les pointes : ≪ [J'ai] utilise […] des radioconducteurs tellure-acier, tellurure d'argent, d'or, de mercure - acier… ces pointes sont infiniment plus sensibles et plus regulieres que des pointes d'acier trempees et polies ^{[ 12 ]} . ≫

En juillet 1910 , Edouard Branly decrit, dans une conference ^{[ 13 ]} , un nouveau modele de radioconducteur, le ≪ Trepied-cylindre a pointes librement suspendues, sous cloche a vide ≫. Ce radioconducteur se distingue des modeles precedents, il se comporte comme un detecteur-redresseur ^{[ 14 ]} .

Radioconducteur tellurure-argent pour reception de signaux morse au telephone [ modifier | modifier le code ]

Ce radioconducteur comprend :

• un cylindre vertical, fixe, en argent, isole electriquement de son axe ;
• une plateforme horizontale portant trois colonnettes conductrices librement suspendues.

Les contacts sensibles resident entre la surface polie du cylindre et les pointes en tellurure d'or des trois colonnettes. Le courant va du cylindre a l'axe par les pointes et les colonnettes. ≪ […] Cet appareil presente une singularite : il agit comme un detecteur-redresseur, a la maniere des recepteurs a galene, et non, a la maniere des trepieds proprement dits, comme radioconducteur (fermant un circuit) ^{[ 15 ]} . ≫

Remplacement [ modifier | modifier le code ]

Le cohereur a ete remplace par le detecteur electrolytique et par le detecteur magnetique .

Principe du recepteur [ modifier | modifier le code ]

Image de droite : Recepteur cohereur enregistreur a tube de limaille (de Edouard Branly ) 1902 . Ce recepteur d'ondes hertziennes a permis de realiser les premieres liaisons radios a grande distance en radiotelegraphie.

Principe du recepteur enregistreur cohereur ^{[ 16 ]} .

Un tube de verre A , dans lequel on fait le vide, contient entre deux tampons metalliques quelques fragments de limaille (comme le fer, l'aluminium, le nickel ,  etc. ) ; il est relie par un circuit inductance - condensateur accordable dispose par consequent de telle sorte que les alternatifs HF, qui vont de l'antenne au sol, le traversent. A l'etat de non excitation le tube est tres resistant, electriquement parlant, et que, si le systeme est excite par une onde hertzienne, cette resistance diminue brusquement dans de fortes proportions mais que cette diminution persiste apres la fin du signal qui l'a causee. En un mot, le cohereur a limaille n’est pas auto-decoherent.

Le tube A est en serie dans-le circuit d'un element de pile de 1,5  V et dans le circuit d'un relais sensible (generalement un relais magnetique) R . Une onde arrive, le tube devient conducteur, la palette du relais en R va former un contact etablissant un second circuit. Ce circuit contient le Morse inscripteur E et un electro-aimant F , dit frappeur ; cet electro-aimant mis en action attire sa palette, qui porte une sphere B , laquelle vient frapper legerement le tube a limaille et le decohere par choc. Des lors, revenu a son etat primitif, le cohereur est de nouveau apte a recueillir une autre onde, qui s'inscrira a la suite de la premiere sur la bande du Morse.

En pratique, il en est tout autrement : la reception avec cohereur necessite un appareil fort complique, condensateurs ou resistances d'absorption des etincelles de rupture, shunts divers, reglages sensibles des relais, protection contre les ondes autres que celles que recueille l'antenne (l'appareil entier est enferme dans une caisse metallique),  etc. De plus la stabilite du dispositif est relative : il exige un coefficient de securite fort eleve et des courants intenses, et il n'est pas a l'abri des brouillages car si on veut utiliser des appareils de syntonie, la faiblesse des ondes recueillies est alors telle que le cohereur ne fonctionne plus.

Explication scientifique [ modifier | modifier le code ]

En l'absence d'applications industrielles, il n'y a pas eu beaucoup de recherches sur le phenomene de conduction, appele ≪ effet Branly ≫. L'effet Branly n'est donc pas encore bien compris a ce jour. Edouard Branly avait montre qu'elle ne pouvait pas etre causee de maniere preponderante par un phenomene de percolation ^{[ 17 ]} . Des experiences ont neanmoins montre que la conductance augmentait grace a la formation de chaines rendues conductrices par adherence entre les grains. Ces adherences sont causees par l'echauffement de tres petits points de contact a la suite de tres petites etincelles ^{[ 18 ]} . Une experience derivee, consistant a appliquer directement un courant aux bornes du tube, suggere qu'au dela d'un certain courant, les points de contact entre les grains s'echauffent jusqu'a fondre, creant des microsoudures conductrices et tres fragiles ^{[ 17 ]} .

Applications [ modifier | modifier le code ]

Le radioconducteur est utilise dans les premiers recepteurs de telegraphie sans fil (TSF) ou il fait office de detecteur.

• Experiences de TSF realisees par Eugene Ducretet du 26 octobre 1896 au 13 juin 1897 entre la Tour Eiffel et le Pantheon ou est installe le recepteur de TSF equipe d'un ≪ radioconducteur Branly ≫ de type tube a limaille ^{[ 19 ]} .
• Le lieutenant de vaisseau Camille Papin Tissot , utilise des recepteurs equipes de radioconducteurs a limaille. En 1898, Camille Tissot, etablit la premiere liaison radio en mer, entre le navire Le Borda et le semaphore du parc aux Ducs, a Brest. Le professeur Edouard Branly lui fournit des tubes a limailles pour faire des essais et ameliorer les resultats obtenus ^{[ 20 ]} .

En 1902 , depuis le phare du Stiff , essais par Camille Tissot de la station Ouessant TSF faite d'un emetteur a Bobine de Ruhmkorff et d'un recepteur radio a cohereur avec une portee radiotelegraphiques de 80 kilometres avec une flotte de 14 navires en mer et avec Brest .

• Liaisons de telegraphie sans fil realisees avec succes par Guglielmo Marconi du 27 mars au 29 avril 1899 entre une station installee a Wimereux ( Pas de Calais ), une a South-Fireland (Douvres) et deux navires L'Ibis et La Vienne, naviguant dans la Manche. Tous les recepteurs de TSF sont equipes de radioconducteur de type tube a limaille ^{[ 21 ]} .

Notes et references [ modifier | modifier le code ]

Notes [ modifier | modifier le code ]

References [ modifier | modifier le code ]

Communications a l'Academie des Sciences [ modifier | modifier le code ]

Professeur Edouard Branly [ modifier | modifier le code ]

• (fr) Edouard, Branly, Variations de la conductibilite sous diverses influences electriques , Academie des Sciences, seance du 24 novembre 1890 .
• (fr) Edouard, Branly, Resistance electrique au contact de deux metaux , Academie des Sciences, seance du 22 avril 1895 .
• (fr) Edouard, Branly, Resistance electrique au contact de deux disques d'un meme metal , Academie des Sciences, seance du 25 juillet 1898 .
• (fr) Edouard, Branly, Radioconducteurs a limaille d'or et de platine , Academie des Sciences, seance du 26 decembre 1898 .
• (fr) Edouard, Branly, Radioconducteurs a billes metalliques , Academie des Sciences, seance du 1 ^er mai 1899 .
• (fr) Edouard, Branly, Radioconducteur a contact unique , Academie des Sciences, seance du 10 fevrier 1902 .
• (fr) Edouard, Branly, Remarques a propos de la note de M. Tissot , ≪ Sur l'emploi de detecteurs sensibles d'oscillations electriques bases sur les phenomenes thermo-electriques ≫ presentee a la seance du 6 juillet ? Radioconducteurs a pointes de tellure et tellurures , 13 juillet et 3 aout 1908 .
• (fr) Musee Branly, Appareils et materiaux d'experiences , Association des Amis d'Edouard Branly, Paris 1997.

Autres auteurs [ modifier | modifier le code ]

• (fr) Eugene, Ducretet, Telegraphie hertzienne sans fil, entre la Tour Eiffel et le Pantheon , Academie des Sciences, seance du 14 juin 1897 .
• (fr) Eugene, Ducretet, Recepteur de telegraphie sans fil , Academie des Sciences, seance du 26 mai 1902 .

Bibliographie [ modifier | modifier le code ]

• (fr) Edouard, Branly, Traite elementaire de physique , Editions Poussielgue, Paris 1899 (six editions, constamment remaniees entre 1899 et 1924).
• (fr) Edouard, Branly, Les radioconducteurs , Congres International de Physique, Paris 1900.
• (fr) Edouard, Branly, Les radioconducteurs et leurs applications a la telegraphie et a la teledynamique , in Bulletin de la Societe d'encouragement pour l'Industrie Nationale , Paris, 1910.
• (fr) Edouard, Branly, La TSF, Telegraphie et Telephonie sans fil , Editions Payot, Paris 1923, Deuxieme edition en 1925.
• (fr) J. Waszik, Les phenomenes electrostatiques dans les detecteurs a limaille a contacts imparfaits , in l'Onde electriques, 3 ^e  annee, Chiron, Paris, 1904.
• (fr) E., Monier, La Telegraphie sans fil et la Telemecanique , Editions Dunod , Paris 1908.
• (fr) Alphonse Berget , La Telegraphie sans fil , Librairie Hachette, Paris, coll. ≪  La Bibliotheque des merveilles  ≫, 1914.
• (fr) Albert Vasseur, De la TSF a l'electronique , Editions Techniques et Scientifiques Francaises, Paris, 1975.
• (fr) Bernard Baris, Docteur E. Branly , Atelier Claudine B., Moulins, 1990.
• (fr) Michel Amoudry , Le General Ferrie et la naissance des Transmissions et de la Radiodiffusion , Presses universitaires de Grenoble , 1993.
• (fr) Musee Branly, Appareils et materiaux d'experiences , Association des Amis d'Edouard Branly, Paris 1997.
• (fr) Manuel elementaire de Telegraphie Sans Fil (1914) Poids de 21 Mo .
• (fr) Joseph Roussel (secretaire general de la Societe francaise d’etude de telegraphie et de telephonie sans fil), Le premier livre de l’amateur de TSF , Librairie Vuibert, Paris, 1924
• (fr) P. Hemardinquer, Le Poste de l'Amateur de T.S.F , Etienne Chiron Paris, 1923
• Le Cohereur du livre "un manuel de la telegraphie sans fil" (1913) par J. Erskine-Murray. D.Sc.

Articles connexes [ modifier | modifier le code ]

• Reception des ondes radioelectriques  : la technique generale des recepteurs radio
• Coherence (physique)
• Recepteur a cristal
• Reception des ondes radioelectriques  : la technique generale des recepteurs radio
• 600 metres
• Radiotelegraphiste
• Telegraphie sans fil
• Les ondes moyennes
• Les basses frequences
• Edouard Branly
• Camille Tissot
• Telegraphie sans fil

Liens externes [ modifier | modifier le code ]

• (fr) Le recepteur a cohereur de Marconi
• (en) Edouard Branly's coherer

Palettes [ modifier | modifier le code ]

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