Polytechnique
2e Division
Cours
de
Physique
Synthèse des sons. – Phonographe.
Helmholtz, après avoir analysé les sons complexes et les sons des voyelles, était parvenu à faire la synthèse des voyelles et à les reproduire à peu près. Le problème de la reproduction de la parole et de tous les sons avec leur timbre particulier a été réalisé par Edison avec le phonographe.
Edison enregistra d’abord les sons sur un cylindre tournant, comme on le fait avec un phonautographe de Scott, mais au lieu d’avoir une trace fugitive sur du noir de fumée, il fit l’inscription avec un style métallique, adapté à une membrane vibrante métallique, traçant des empreintes sur une feuille d’étain, d’une épaisseur suffisante pour conserver sous forme de gaufrage persistant l’empreinte plus ou moins profonde du style vibrant. La feuille est collée sur un cylindre de cuivre portant une rainure hélicoïdale en face de laquelle se trouve toujours le style. Une fois l’empreinte obtenue, si on fait repasser le cylindre dans le même sens et avec la même vitesse devant la pointe du style, les reliefs et les creux impriment au style et par suite à la membrane, des mouvements identiques à ceux qu’elle avait pris au moment de l’inscription. La membrane communique ces mouvements à l’air qui reproduit les sons qu’on avait inscrits, avec leur hauteur et leur timbre particulier. Avec cet appareil le timbre des sons est cependant altéré par le timbre particulier de la membrane, et surtout par la nature relativement grossière de l’inscription. Un perfectionnement considérable a été introduit par Mr Tainter qui a substitué à la feuille d’étain, un cylindre de cire minérale, et a remplacé le style inscripteur par une lame tranchante qui enlève dans la cire un véritable copeau. Le sillon ainsi tracé par le style vibrant, présente des creux et des reliefs. Pour reproduire le son inscrit, on remplace la membrane par une feuille de mica, et la lame tranchante par une pointe mousse en ivoire, qui n’efface que très peu les aspérités du fond du sillon, de sorte qu’on peut faire servir bien des fois le cylindre à la reproduction d’une même inscription avant qu’il soit hors de service. Les vibrations communiquées par le style à la membrane sont beaucoup moins rudes que dans le premier appareil d’Edison et les sons reproduits ont plus de douceur. Il est absolument nécessaire pour reproduire la parole ou les divers sons, que le cylindre ait rigoureusement la même vitesse de rotation qu’au moment de l’inscription ; dans ce but, l’appareil est muni d’un régulateur et généralement d’un moteur spécial. L’appareil de Mr Tainter s’appelle le graphophone. Les derniers phonographes d’Edison présentent tous ces perfectionnements.
En augmentant ou diminuant la vitesse du cylindre au moment de la reproduction des sons on peut transposer ceux-ci et précipiter ou ralentir la succession des mots.
Lorsqu’on reproduit un morceau de musique exécuté par un orchestre, les divers mouvements vibratoires communiqués à l’air se composent à un instant donné, en une résultante unique qui donne lieu à un déplacement unique du couteau inscripteur. Lorsqu’on fait ensuite repasser dans le même ordre, devant l’oreille, la série de ces résultantes successives, il est remarquable de voir comment l’oreille analyse les sons composants, et suit au milieu de l’ensemble, la partie d’un instrument déterminé.
La reproduction du timbre des sons par le phonographe fournit la démonstration de ce fait que le timbre ne dépend que de la forme de la fonction du temps qui représente l’amplitude du mouvement et non pas essentiellement de la nature du milieu ébranlé, qui intervient seulement pour modifier la fonction du temps. Une autre démonstration de ce même fait est fournie par la transmission de la parole et du timbre des sons au moyen du téléphone, appareil dont nous parlerons en traitant de l’électricité et du magnétisme.
