L\u2019humanit\u00e9 conna\u00eet depuis longtemps certaines propri\u00e9t\u00e9s \u00e9lectrostatiques, comme celles de l\u2019ambre\u00a0; Thal\u00e8s (-626, -547)\u00a0les a \u00e9tudi\u00e9es. En 1672 Christian Huygens d\u00e9veloppe une premi\u00e8re th\u00e9orie ondulatoire de la lumi\u00e8re, suivi 150 ans plus tard par Augustin Fresnel (1821) ou L\u00e9on Foucault en 1850\u00a0; la loi de Charles-Augustin Coulomb existe depuis 1785, les travaux d\u2019Andr\u00e9-Marie Amp\u00e8re datent de 1820, ceux de Micha\u00ebl Faraday de 1831. Manque l\u2019unification\u00a0: l\u2019approche globale, la th\u00e9orie g\u00e9n\u00e9rale des ondes, est due \u00e0 James Clerck Maxwell (1831-1879), dont les successeurs d\u00e9velopperont les travaux et les mettront en application, dans l\u2019int\u00e9r\u00eat, entre autres, de nouveaux m\u00e9dias permettant de transporter \u00e0 distance la voix et l\u2019image mobile. En effet, l\u2019onde sera le support de transmission du son (TSF, radio) ou de l\u2019image mobile (t\u00e9l\u00e9vision).<\/p>\n
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James C. Maxwell<\/p><\/div>\n
James Maxwell est un math\u00e9maticien et physicien \u00e9cossais, aux centres d\u2019int\u00e9r\u00eat allant de la th\u00e9orie des couleurs \u2013 en 1861, professeur au King\u2019s College de Londres, il r\u00e9alise la premi\u00e8re photographie en couleurs \u2013 \u00e0 la thermodynamique, en passant par l\u2019\u00e9lectromagn\u00e9tisme. Son apport fondamental est d\u2019\u00e9tablir une th\u00e9orie g\u00e9n\u00e9rale montrant l\u2019unicit\u00e9 des ondes connues, son, lumi\u00e8re, etc, en une seule onde \u00e9lectromagn\u00e9tique. Sa th\u00e9orie est publi\u00e9e en articles en 1865, en livre en 1873. Ses successeurs en v\u00e9rifieront la v\u00e9racit\u00e9 par l\u2019exp\u00e9rience. La puissance math\u00e9matique de Maxwell lui permet d\u2019\u00e9crire un syst\u00e8me de vingt \u00e9quations, que les progr\u00e8s des math\u00e9matiques aideront \u00e0 simplifier\u00a0: dans son livre de 1873, le nombre d\u2019\u00e9quations est d\u00e9j\u00e0 r\u00e9duit \u00e0 8, puis \u00e0 4 par le physicien anglais Oliver Heaviside (1884), \u00e0 l\u2019aide des \u00e9quations vectorielles et des op\u00e9rateurs divergence et rotationnel\u00a0; il devient 2 avec la th\u00e9orie des tenseurs, et enfin une seule \u00e9quation, multi-vectorielle, par l\u2019alg\u00e8bre g\u00e9om\u00e9trique. Maxwell meurt \u00e0 48 ans, en 1879, ann\u00e9e de la naissance d\u2019Albert Einstein\u00a0; ce dernier n\u2019aura, dans son bureau, que deux portraits\u00a0: Newton et Maxwell.<\/p>\n
Les apports de Maxwell seront approfondis et exploit\u00e9s par de grands scientifiques purement universitaires et chercheurs ou ing\u00e9nieurs-inventeurs devenant des hommes d\u2019affaires. Dans la cha\u00eene menant \u00e0 la cr\u00e9ation de la radio, nous faisons le choix, arbitraire comme tout choix, de n\u2019\u00e9voquer que Branly, Braun, de Forest, Hertz, Marconi, Popov, cit\u00e9s ici par ordre alphab\u00e9tique, sans oublier Edwin Armstrong, inventeur de la modulation de fr\u00e9quence (FM) en 1933 ou Nikola Tesla. Ces savants ont r\u00e9ussi bien d\u2019autres travaux, nous ne pr\u00e9sentons succinctement que ceux qui ont conduit \u00e0 la transmission \u00e0 distance d\u2019un signal par les ondes.<\/p>\n
Heinrich Hertz (1857-1894) est un physicien allemand, professeur \u00e0 Karlsruhe puis \u00e0 Bonn. Fin 1886 et d\u00e9but 1887, il confirme la th\u00e9orie de Maxwell en d\u00e9montrant r\u00e9ellement l\u2019existence des ondes \u00e9lectromagn\u00e9tiques, leurs propri\u00e9t\u00e9s dans l\u2019espace et leur propagation \u00e0 la vitesse de la lumi\u00e8re. Il cr\u00e9e des ondes \u00e9lectromagn\u00e9tiques \u00e0 l\u2019aide d\u2019un sol\u00e9no\u00efde, \u00e9metteur d\u2019ondes \u00e0 \u00e9tincelles, et les d\u00e9tecte par un r\u00e9cepteur situ\u00e9 \u00e0 quelques m\u00e8tres. Ces ondes invisibles allant d\u2019un point de d\u00e9part, \u00e9metteur, \u00e0 un point d\u2019arriv\u00e9e, r\u00e9cepteur, marquent la naissance de la t\u00e9l\u00e9graphie sans fil (TSF) et de la radiodiffusion. Elles prendront plus tard le nom d\u2019ondes hertziennes.<\/p>\n
Edouard Branly (1844-1940) est docteur en m\u00e9decine et physicien, et \u00e0 partir de 1876, professeur \u00e0 l\u2019Institut Catholique de Paris. Le\u00a020 novembre 1890, il d\u00e9couvre la radioconduction c\u2019est-\u00e0-dire la commande \u00e0 distance.<\/p>\n
Gugielmo Marconi (1874-1937) est physicien\u00a0; son p\u00e8re est italien, sa m\u00e8re est la petite-fille de John Jameson, fondateur en 1780 de la distillerie de whisky irlandais Jameson \u00e0 Dublin. Son ascendance maternelle l\u2019incitera \u00e0 aller souvent en Angleterre lorsque ses projets ou id\u00e9es ne trouveront pas d\u2019\u00e9cho favorable en Italie.\u00a0 Tr\u00e8s vite passionn\u00e9 par les ondes \u00e9lectromagn\u00e9tiques, il ma\u00eetrise les travaux de Hertz et Branly sur les ondes et cherche \u00e0 les appliquer aux communications \u00e0 distance.<\/p>\n
\u00ab\u00a0Bricoleur\u00a0\u00bb de g\u00e9nie, il met au point, fin septembre 1895 \u2013 \u00e0 21 ans \u2013 une premi\u00e8re transmission \u00ab\u00a0sans fil\u00a0\u00bb de 2,5 km. Il d\u00e9pose un brevet en 1896, fonde sa soci\u00e9t\u00e9, la Wireless Telegraph & Signal Company<\/em>. Le 18 mai 1897 a lieu une liaison de 14 km du Pays de Galles jusqu\u2019\u00e0 l\u2019Angleterre, au-dessus du canal de Bristol\u00a0; puis vient la construction d\u2019une station c\u00f4ti\u00e8re \u00e0 la Spezia, entre G\u00eanes et Pise, et la transmission vers un navire situ\u00e9 \u00e0 16 km\u00a0; le 27 mars 1899, il r\u00e9alise la travers\u00e9e de la Manche entre Douvres et Wimereux, pr\u00e8s de Boulogne. En 1901, il relie le continent et la Corse, puis les Cornouailles \u00e0 Terre-Neuve au-dessus de l\u2019Atlantique.<\/p>\n Le succ\u00e8s est l\u00e0\u00a0: le syst\u00e8me de communication \u00e0 distance, la t\u00e9l\u00e9graphie sans fil, est adopt\u00e9 par les flottes maritimes militaires et civiles, appuy\u00e9es par les grandes compagnies d\u2019assurances qui y voient une s\u00e9curit\u00e9 accrue. Marconi obtiendra le prix Nobel de physique en 1909, partag\u00e9 avec Ferdinand Braun, pour leurs contributions au d\u00e9veloppement des communications par radio. Outre ses r\u00e9ussites scientifiques, il devient un riche industriel et homme politique, s\u00e9nateur en 1914, anobli en 1929, et fervent admirateur de Mussolini.<\/p>\n N\u00e9anmoins, toutes les communications \u00e0 distance utilisent encore le syst\u00e8me \u00e9lectrique de Samuel Morse des ann\u00e9es 1850. L\u2019am\u00e9ricain Lee de Forest\u00a0(1873-1961)\u00a0– plus de 300 brevets – con\u00e7oit la lampe triode, \u00e0 trois composantes\u00a0: une cathode, une anode, et une grille entre les deux, le tout dans le vide. La triode permet d\u2019amplifier un signal \u00e9lectrique et donc de reproduire et transmettre les vibrations de la voix humaine. En parvenant \u00e0 transmettre paroles et musiques, ce que ne savait pas faire le Morse, la TSF se transforme en radio, au sens du m\u00e9dia.<\/p>\n Le physicien allemand Karl Ferdinand Braun (1850-1918), co-laur\u00e9at du prix Nobel 1909 avec Marconi pour ses travaux sur la t\u00e9l\u00e9graphie sans fil, parvient en 1898 \u00e0 \u00e9tendre la puissance des \u00e9metteurs de Marconi. En outre, il invente en 1897 l\u2019oscilloscope, premi\u00e8re \u00e9tape vers le tube cathodique dont il est consid\u00e9r\u00e9 comme le cr\u00e9ateur, utilis\u00e9 dans les t\u00e9l\u00e9viseurs et les premiers \u00e9crans d\u2019ordinateurs.<\/p>\n Le dernier nom de cette liste est celui du russe Aleksander Popov (1859-1906), professeur \u00e0 l\u2019Universit\u00e9 de Saint-Petersbourg ayant men\u00e9 divers travaux parall\u00e8les \u00e0 ceux de ses coll\u00e8gues occidentaux. Pour la radio, son apport majeur est de concevoir la notion d\u2019antenne filaire (1893), essentielle pour la transmission. Querelle de savants\u00a0? En 1900, Popov d\u00e9clare, lors du Congr\u00e8s des ing\u00e9nieurs \u00e9lectriciens de Russie, que\u00a0l\u2019\u00e9mission et la r\u00e9ception de signaux par\u00a0Marconi via les oscillations \u00e9lectriques n\u2019a\u00a0rien de nouveau. Il a raison\u00a0: aux Etats-Unis, le c\u00e9l\u00e8bre ing\u00e9nieur serbo-am\u00e9ricain Nikola Tesla en a effectivement fait la d\u00e9monstration d\u00e8s 1893 \u00e0 l\u2019aide d\u2019un \u00e9metteur de 15 kHz, tr\u00e8s puissant pour l\u2019\u00e9poque, con\u00e7u en 1889. En Angleterre, le bengalais Jagadish Chandra Bose (1858-1937) r\u00e9alise des exp\u00e9riences analogues de transmission, en 1894, pour faire sonner une cloche \u00e0 distance ou faire exploser de la poudre.<\/p>\n Dernier impact de la r\u00e9volution des ondes, celui sur la formation aux nouvelles th\u00e9ories ou nouveaux m\u00e9tiers de l\u2019\u00e9lectromagn\u00e9tisme, depuis l\u2019ing\u00e9nieur jusqu\u2019au technicien. Les travaux de Maxwell et de ses successeurs entrent rapidement dans les programmes de l\u2019enseignement sup\u00e9rieur, les laboratoires publics ou priv\u00e9s s\u2019en emparent, le nombre de doctorats augmente, l\u2019emploi aussi. En 1878, en France, est fond\u00e9e l\u2019Ecole Sup\u00e9rieure de T\u00e9l\u00e9graphie (EST) qui prend le nom, en 1888, d’Ecole professionnelle sup\u00e9rieure des Postes & T\u00e9l\u00e9graphes (EPSPT), puis en 1912 d’\u00c9cole sup\u00e9rieure des Postes & T\u00e9l\u00e9graphes (ESPT). En 1938 elle s\u2019appelle Ecole Nationale Sup\u00e9rieure des Postes et T\u00e9l\u00e9communications, et devient en 1942 l\u2019Ecole nationale sup\u00e9rieure des T\u00e9l\u00e9communications (ENST), la future Telecom Paris.<\/p>\n Le domaine des ondes \u00e9lectromagn\u00e9tiques, de leur conception \u00e0 leurs utilisations op\u00e9rationnelles, est devenu un sujet majeur. A la fin de la premi\u00e8re d\u00e9cennie du XXe<\/sup> si\u00e8cle, tous les maillons du monde des ondes invisibles sont en place. En 1910, il est possible de transmettre des messages, en paroles ou musicaux, par ondes hertziennes \u00e0 des distances de plus en plus longues. Ces ondes sont un m\u00e9dia nouveau, au sens de moyen technique autorisant la communication \u00e0 tr\u00e8s grande distance, mais le m\u00e9dia de divertissement que sera la \u00ab\u00a0radio\u00a0\u00bb est encore loin. Les premiers usages de la TSF (T\u00e9l\u00e9graphie sans fil, au sens de radio-transmission \u00e0 distance par ondes) sont la s\u00e9curit\u00e9 de l\u2019industrie navale, exig\u00e9e par les grandes compagnies d\u2019assurance, et les services de transmission et de communication entre les lignes pendant la guerre mondiale 1914-1918.<\/p>\n Gustave Ferri\u00e9<\/p><\/div>\n L\u2019Ecole Polytechnique, qui d\u00e9pend du minist\u00e8re de la Guerre, forme des promotions d\u2019ing\u00e9nieurs-officiers de tr\u00e8s haute qualification, capables de suivre les \u00e9volutions des techniques de TSF. Gustave Ferri\u00e9 (1868-1932) est de la promotion 1887. Il opte pour le G\u00e9nie\u00a0; passionn\u00e9 de TSF, il devient instructeur de l\u2019\u00e9cole de t\u00e9l\u00e9graphie militaire du Mont Val\u00e9rien, cr\u00e9\u00e9e en 1884 (\u00e0 ne pas confondre avec l\u2019EST), qu\u2019il dirige \u00e0 partir de 1897\u00a0; il est nomm\u00e9 \u00e0 la t\u00eate de la commission interminist\u00e9rielle charg\u00e9e de suivre les essais radio\u00e9lectriques de Marconi \u00e0 Wimereux. En ao\u00fbt 1900, il pr\u00e9sente lors du Congr\u00e8s international d’\u00e9lectricit\u00e9 tenu \u00e0 Paris, dans le cadre de l\u2019Exposition Universelle, une communication sur \u00ab\u00a0L’\u00e9tat actuel et les progr\u00e8s de la t\u00e9l\u00e9graphie sans fil<\/em>\u00a0\u00bb, o\u00f9 il rend hommage \u00e0 Hertz, Branly, Marconi, et \u00e0 un de ses collaborateurs, le lieutenant de vaisseau Camille Papin Tissot. En 1901, en collaboration avec le g\u00e9n\u00e9ral Boulanger, il publie son premier ouvrage, chez l\u2019\u00e9diteur Berger-Levrault, intitul\u00e9 La t\u00e9l\u00e9graphie sans fil et les ondes \u00e9lectriques<\/em>.<\/p>\n En 1900, le ministre de la Guerre, refusant de lier la France \u00e0 la seule technologie de Marconi, demande \u00e0 Ferri\u00e9 de d\u00e9velopper la TSF militaire fran\u00e7aise. En 1903, il invente un nouveau r\u00e9cepteur et installe une antenne au sommet de la tour Eiffel, d\u2019une port\u00e9e initiale de 400\u00a0km, puis 6000 km en 1908. Il devient un acteur majeur de la radiot\u00e9l\u00e9graphie pendant la Guerre, par exemple en optimisant les \u00e9changes \u00e9metteur-r\u00e9cepteur en faisant fabriquer en grande s\u00e9rie les triodes de Lee de Forest.<\/p>\nApparition de la radio en France\u00a0: le r\u00f4le de Gustave Ferri\u00e9<\/strong><\/h3>\n
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