Histoire et Technique du Phonographe.

I. Origines. - Le phonographe a sa légende et ses prophètes. Gerbert d'Aquitaine qui fut couronné pape en 999 sous le nom de Sylvestre II, avait, dit la chronique, taillé dans le bronze une tête parlante, qui, deux cents ans plus tard, eut une réplique dans l'automate construit par le théologien souabe Albert le Grand. Tous deux furent même accusés de magie. Trois siècles encore et maître François Rabelais décrivait, au chapitre cinquante-sixième du Quart livre des faicts et dicts héroïques du noble Pantagruel (1548), comment Pantagruel entendit en pleine mer des paroles gelées « qui rendoient son en desgelant, les unes comme tabours et fifres, les aultres comme clairins et trompettes ».

Vers le même temps que Rabelais flairait l'avenir, environ 1590, un Italien nommé Posta cherchait à conserver la voix humaine par des procédés mécaniques : il faisait chanter les chanteurs devant l'embouchure d'un tube de plomb ; on fermait le tube et quand on le rouvrait on devait entendre à nouveau la voix prisonnière. Nous ignorons par quel procédé, mais l'on doute qu'il fût aussi ingénieux que celui dont il est fait mention dans le numéro d'avril 1632 du Courrier véritable. Emile Gautier, dont le livre sur le Phonographe, son passé, son présent et son avenir, constitue, bien que déjà vieux de plus de vingt ans, le meilleur historique de la machine parlante, le cite comme « le plus ancien document connu relatif au phonographe ». Il y est dit qu'un « capitaine Vosterloch ayant passé par un destroict au-dessoubs de celuy de Magellan et de celuy du Maire » rencontra des « hommes de couleur bleuastre » et des « femmes de verd de mer » qui communiquaient au loin à l'aide « d'esponges qui retiennent le son et la voix articulée » ; en les pressant tout doucement, ils en faisaient « sortir ce qu'il y avait dedans de paroles ».

La description de Cyrano de Bergerac dans son Histoire comique des Estats et Empires de la Lune est assez connue pour que l'on se souvienne de cette « boëtte » d'où sortaient, grâce à de petits ressorts, « tous les sons distincts et différents qui servent entre les grands lunaires à l'expression du langage ».

Un contemporain de Cyrano, John Wickins, auteur de Mathematical magie, or the wonders that may be performed by mechanical geometry, pensait de son côté à la possibilité de faire prononcer quelques mots à une statue.

Cette tête ou cette statue parlante deviennent alors au XVIIIe siècle, qui fut l'âge des automates, la chimère des inventeurs. Un mécanicien français nommé Mical présenta à l'Académie des sciences, en 1783, des « têtes parlantes » à l'intérieur desquelles étaient dissimulées des glottes artificielles. Le joueur de flûte de Vaucanson exécutait, à ce qu'il paraît, douze airs différents. Le baron autrichien Wolfgang de Kemplen, l'inventeur du fameux Joueur d'échecs, imagina un Turc parlant, dont Hoffmann parle dans certains de ses contes fantastiques, notamment dans les Automates et le Chat Murr. Ce sont évidemment ces « inventions » qui incitèrent le duc de Lévis, en 1810, à publier une « anticipation », la Correspondance de deux mandarins chinois en 1910, ou il est question d'un mécanicien allemand qui vient faire connaître à Paris un instrument avec lequel il imite la voix humaine dans toutes ses intonations. Ces mandarins imaginaires ne seraient-ils pas tout justement les descendants du Chinois dont parlent les anciennes légendes de l'Empire céleste : il fit, dit-on, parvenir il y a plus de 3.000 ans, à l'empereur de Chine, un message verbal dans un coffret. Voilà donc décrit par des poètes et des fantaisistes des premiers siècles un appareil que les savants du XIXe siècle eurent à construire pour leur donner raison, puisque toujours la poésie a devancé la science.

II. Premières inventions. - La démarche des savants est double : d'abord inscrire le son, ensuite le reproduire. C'est à l'inscription du son qu'ils consacrent leurs premiers efforts. Viennent tout d'abord les expériences du physicien anglais Thomas Young, qui réussit en 1807 à enregistrer les vibrations acoustiques avec un appareil dont il a donné la description dans A course of lectures on natural and mechanical arts. Ces expériences furent suivies de celles de Duhamel, de Wertheim, de Lissajoux, de Léon Scott enfin, qui, en 1857, inventa la phonautographie. Elle permettait l'enregistrement mais non encore la reproduction du son.

Cette dernière découverte devait être, presque simultanément, l'œuvre de Cros et d'Edison.

Le 30 avril 1877, Charles Cros déposait à l'Académie des sciences un pli cacheté qui, le 3 décembre de la même année, fut ouvert sur sa demande et dont le contenu, lu en séance publique fut, contrairement aux usages, reproduit intégralement dans le compte rendu des séances. Cette communication s'intitulait : Procédé d'enregistrement et de reproduction des phénomènes perçus par l'ouïe. Il y était décrit un appareil permettant l'enregistrement du son, grâce à une membrane vibrante solidaire d'un style qui traçait les vibrations sonores sur une surface noircie à la flamme.

Cros avait donné à son appareil le nom de paléophone, la « voix du passé ». Mais le mot de phonographe était apparu le 10 octobre 1877, dans un article de la Semaine du clergé, rédigé par l'abbé Lenoir, ami de Cros, sous la signature de Le Blanc :

« L'instrument qui a reçu, et pour ainsi dire sténographié nos paroles, notre chant, notre musique, etc., en gardera le cliché, qui pourra être rendu métal par la galvanoplastie, et qui, quand on le mettra en jeu, reproduira notre voix, nos articulations, notre timbre, en un mot notre discours parlé ou notre couplet chanté. »

Parallèlement, Edison (plus heureux que Cros qui, faute d'argent et d'appui moral, ne put réaliser son invention) avait poursuivi ses recherches orientées par l'étude du téléphone de Graham Bell. Il prit, le 19 décembre 1877, un brevet, complété le 15 janvier 1878 par un certificat d'addition où apparaît le terme de phonographe. Le principe est le même que celui de Cros.

Quant au premier appareil industriel réalisé par Edison, il comprenait un cylindre de cuivre recouvert d'une feuille d'étain malléable et d'un diaphragme composé d'une membrane de parchemin tendu, reliée à un style et prolongée d'un cornet acoustique. Le cylindre, mû à la manivelle par un axe fileté, se déplaçait devant le diaphragme, demeuré fixe. Les vibrations émises devant le cornet acoustique et transmises par la pointe enregistreuse, se trouvaient ainsi gravées sur la feuille d'étain, sous forme d'un sillon hélicoïdal. Pour la reproduction il suffisait de laisser la pointe se dérouler à nouveau dans le sillon, le même appareil servant à l'enregistrement et à l'émission des sons.

Cet appareil fut présenté le 11 mars 1878 a Paris, à l'Académie des sciences, par du Moncel.

La membrane de parchemin tendue d'Edison était fort imparfaite : assimilable à une peau de tambour, elle possédait un son propre, et déformait les sons enregistrés. Charles Summer Tainter eut l'idée de remplacer cette membrane de parchemin par une feuille de mica, et de substituer au rouleau métallique des cylindres de cire, amovibles. Le nouvel appareil, qui prit le nom de graphophone, permit de constituer une bibliothèque. Cependant ces cylindres ne pouvaient reproduire qu'une seule édition, celle qu'ils avaient eux-mêmes enregistrée. On parvint pourtant à mouler des cylindres au moyen de la galvanoplastie.

En 1888 enfin, le cylindre fut remplacé par un disque horizontal. L'invention était due à Berliner, ingénieur allemand fixé en Amérique. Cette découverte amenait quelques changements notables dans la technique de l'enregistrement, tout au moins dans la disposition de l'appareil. Berliner baptisa son appareil du nom de gramophone. Le modèle servant à la reproduction du son était actionné à la main. Quelques années passèrent avant que ne fussent adoptés les mouvements à ressorts.

Dès le 23 avril 1889, le phonographe, avec quelques-uns de ses perfectionnements, avait été à nouveau présenté aux membres de l'Académie des sciences. L'accueil fut enthousiaste. Mais, comme l'a noté fort justement Alphonse Berget (Revue universelle,mai 1927) le phonographe, tel que Charles Cros l'avait imaginé, et tel qu'Edison l'a réalisé, ne doit rien aux découvertes modernes. Basé uniformément sur les lois de l'acoustique et sur celles des vibrations des corps sonores, il n'était encore tributaire ni de l'électricité, ni du magnétisme. Or les lois de l'acoustique étaient déjà connues à la fin du XVIe siècle et au début du XVIIe. Descartes les connaissait à fond. Le P. Mersenne et le P. Kircher les avaient étudiées. A cette époque, on savait aussi construire de très bons mouvements d'horlogerie. On n'ignorait pas non plus les matières plastiques, telles que la cire.

Le phonographe aurait donc pu apparaître sous Louis XIII. S'il n'a point été inventé alors, c'est que, sans doute, manquait un « milieu inventif », faute duquel Cyrano de Bergerac est resté poète prophétique au lieu de passer inventeur.

III. Procédés actuels. - La technique actuelle du phonographe n'a guère changé depuis l'année 1923 où sont apparus les premiers enregistrements électriques. Cette méthode dérivant des procédés d'amplification de la T. S. F. bouleversait le vieux système mécanique. En quelques mois, elle le supplanta, supprimant quelques-uns de ses graves défauts.

Dans l'enregistrement mécanique, le pavillon qui conduisait les ondes sonores au diaphragme altérait les timbres. Par ailleurs l'exiguïté de la zone sensible ne permettait pas d'enregistrer des masses importantes (chœurs ou orchestre). Même pour un ensemble réduit, on devait employer plusieurs pavillons.

En supprimant ces artifices, l'enregistrement électrique a rendu possible la « prise sonore » dans des conditions de liberté absolue. Il n'est plus indispensable de confiner le microphone dans un studio strictement aménagé ; on peut enregistrer au théâtre, à l'église, en plein air.

Voici le schéma normal d'une séance d'enregistrement au studio : le studio est une grande pièce toute feutrée, aménagée ainsi pour parer aux phénomènes d'échos. Ces précautions, qui parfois impliquent l'installation de tentures réglant la capacité de la salle, deviennent cependant de moins en moins nécessaires. La technique du film parlant, qui va jusqu'à tenir compte des bruits du plein air, vient de permettre, à cet égard, de nouveaux et sensibles progrès.

Au fond du studio, et dominant un orchestre de cent musiciens, un chef d'orchestre, l'œil attentif, guette les signaux du laboratoire voisin. Deux coups de sonnette. Au second, l'orchestre marque un silence absolu. Il est prêt à l'attaque. Baguette haute, le chef guette, sur le mur, le clignement d'une ampoule rouge. Brusquement celle-ci s'éclaire, la baguette s'abaisse, l'orchestre part.

Perché sur un trépied, le microphone électrique apparaît au centre de l'orchestre ; les ondes sonores émises par les instruments font osciller en lui un courant électrique de faible intensité, mais qui, à l'aide de lampes-valves, sera par trois fois amplifié, la première fois dans le socle même du micro, la deuxième et la troisième par des batteries de lampes placées dans le laboratoire voisin et reliées au microphone par un long fil électrique.

Fabrication des disques.

Dans le laboratoire, une odeur de cire chaude guide instinctivement vers un plateau de cire blonde et lisse que sillonne une pointe de diamant. Cette pointe est fixée à un électro-enregistreur (électro-aimant à flux variable) auquel aboutit le courant. Dans le sillon, le stylet enregistreur demeure fixe au-dessus du plateau, qui est animé par deux mouvements simultanés de rotation et de translation rectiligne. Au-dessus du plateau encore, apparaît la gueule d'un aspirateur électrique ; à mesure que se déroule le plateau, il ingurgite les parcelles de cire formées par le labourage de la pointe enregistreuse.

A côté se dresse un gros appareil amplificateur, avec ses lampes-valves, ses manettes et ses cadrans, ainsi qu'un ensemble reproducteur (diaphragme, bras acoustique et pavillon) qui permettra l'essai des cires enregistrées.

Solennels et revêtus de blouses blanches, deux ingénieurs « recording » évoluent parmi cet attirail scientifique. Leur tâche est délicate. Elle exige d'eux, non seulement des connaissances de physicien, mais aussi une oreille exercée, suffisamment souple pour saisir rapidement les rapports entre l'émission et la reproduction des ondes sonores. Un bon ingénieur arrive, aidé d'une lampe, à lire distinctement un disque, à situer dans le sillon minuscule telle ou telle rentrée de la voix ou des instruments.

L'ingénieur-enregistreur vient de tirer de l'étuve, où elle mollissait, une belle cire blonde. Il la pose sur le plateau que commande un mouvement d'horlogerie à contrepoids, donne quelques tours de manivelle et vérifie la plongée du diamant dans la cire.

Le second ingénieur, « l'électricien », a rapidement inspecté l'appareil amplificateur. Il appuie sur un bouton électrique : signal auquel, dans le studio, répond l'attention des musiciens.

Le plateau de cire est libéré, doucement il commence à tourner. D'un geste précis, l'ingénieur plonge la pointe de diamant dans la cire. Enfin son doigt manœuvre un premier interrupteur, l'aspirateur de copeaux de cire se déclenche ; puis un second, et dans le studio s'allume l'ampoule rouge, qui doit commander le départ des premières mesures.

A mesure que le haut-parleur monté en dérivation à côté du tableau amplificateur reproduit l'exécution en cours, l'ingénieur-enregistreur, à qui l'on ne demande point tant bon œil que bonne oreille, suit sur la partition et note ses observations. Il en sera tenu compte pour l'épreuve définitive. De manière générale, il n'est guère fait plus de deux ou trois essais.

Fragment (très grossi) d'enregistrement sur un disque.

Mais le disque est achevé. L'ingénieur dégage le diamant parvenu au centre de la cire, arrête le plateau, l'aspirateur, éteint les lampes signalisatrices.

Le chef d'orchestre apparaît. A l'aide de l'appareil reproducteur, on exécute devant lui l'essai tenté sur la cire. Sourires. Grimaces. L'ingénieur examine le disque à la loupe. Le chef d'orchestre retourne à son pupitre et transmet les observations à ses musiciens. Elles ont pour résultat (suivant la méthode empirique, la seule probante jusqu'ici dans ce genre d'expériences) d'approcher ou d'éloigner du microphone tel ou tel instrument. On recommence l'exécution. Si elle se déroule sans incident, elle donnera l'épreuve définitive, qui passera directement sans nouveau contrôle auditif, à l'usine de fabrication des disques.

Passons maintenant à l'usine pour assister à la naissance du disque. Avec précaution, la cire enregistrée a été transportée du lieu d'enregistrement à l'usine de fabrication des disques. Elle va maintenant servir à l'établissement d'un moulage métallique qui permettra de procéder au tirage des disques en matière plastique. Comme il faut pouvoir remplacer un moule endommagé, l'opération est assez compliquée.

Tout d'abord, et grâce à l'électrolyse, on tire de la cire (positive) un disque de cuivre (négatif) appelé original. Puis on plonge à son tour cet original dans un bain électrolytique. Il donne une réplique (positive) de la cire, et prend le nom de mère. On le joue avec un phonographe. La mère va servir à tirer de nouvelles épreuves métalliques (shells ou matrices) qui garniront le fond des presses où seront modelés les disques (positifs) destinés au commerce.

Donc, si une matrice est mise hors d'usage, on pourra, grâce à la mère, tirer d'autres matrices. Si la mère est rayée, l'original permettra de reconstituer une autre mère.

Donc, un ouvrier s'est emparé d'une cire tout juste arrivée du studio, et la saupoudre d'un fin graphite, tamisé à la soie. Ainsi rendue conductrice de l'électricité, la cire, enchâssée dans un cadre de bois à long manche qui la fait ressembler à un banjo, est placée dans une des longues cuves électrolytiques de l'atelier de galvanoplastie. Pendant quinze heures environ, elle y baignera, avec d'autres cires, tout doucement balancées, afin que la couche de cuivre qui formera l'original soit parfaitement homogène. Des lueurs bleues et vertes s'entrecroisent dans le bain électrolytique à mesure que se forme, à la surface de la cire, la mince pellicule de cuivre. Celle-ci est alors séparée de son moule. Une ouvrière en argente la surface, pour permettre de détacher sans effort la nouvelle plaque de cuivre (la mère) qui va se former à la surface de l'original, lorsque celui-ci aura été plongé dans un nouveau bain électrolytique. Voici enfin le dernier bain de sulfate double de nickel où baigne la mère, pour former le dernier moulage qui sera donc une pellicule de nickel. Epais d'un demi-millimètre, le shell est trop fragile pour supporter le poids de la presse. On le soude donc à un disque de cuivre très épais et préalablement plané. Le voilà prêt pour le moulage du disque lui-même.

La matière plastique qui entre dans sa fabrication est assez complexe. Les premiers disques étaient fabriqués avec de la cire vierge. Trop malléable, ce produit a été remplacé par des mélanges qui varient suivant les fabricants. Ils comportent généralement de la gomme laque, des matières inertes (craie, sable fin, terre brûlée, etc.) et un produit colorant (noir animal, ou de fumée).

Une firme célèbre, pour éviter le plus possible le grattement de l'aiguille sur le disque, a imaginé d'étendre sur la matière plastique qui constitue le corps du disque, une couche de bonne gomme laque. Celle-ci, qui seule subit l'impression, est isolée de la matière plastique centrale par une feuille de papier. On a même essayé, pour alléger le disque, de remplacer la lourde matière plastique intérieure par une feuille de carton. Un procédé courant est aujourd'hui celui du cello-disque, souple et incassable qui peut encore faire des progrès.

Les mélanges, qui comprennent parfois du mica et une poussière de vieux disques, sont malaxés à chaud par de solides rouleaux. Ceux-ci rendent la pâte en longues bandes laminées qui seront automatiquement divisées en tablettes. Plus loin, dans ce même atelier où tournent les roues poussives, une bande de toile charrie les cercles de papier qui serviront sur le disque à isoler la gomme laque. En effet la bande de toile disparaît, elle émerge à nouveau portant les cercles de papier, enduits cette fois d'une matière luisante et gluante. Elle disparaît encore, et les papiers réapparaissent saupoudrés de la poussière de gomme laque qui, en se solidifiant à la chaleur du moule, formera la surface du disque.

L'atelier de moulage : cinquante moules ouvrent et ferment leurs mâchoires, tels des moules à gaufres. Un homme, le torse nu, s'apprête à mouler un disque. A côté de sa presse s'entassent, sur une table métallique chauffante, des tablettes de matière plastique. A proximité de la main, des étiquettes et les cercles de papier enduits de gomme laque. Devant l'homme, le moule, béant, laisse apercevoir les shells au fond de ses mâchoires. Des tubulures métalliques flexibles, qui font circuler tour à tour, dans les plateaux, de la vapeur à 160° et de l'eau froide, s'échappent des deux parties du moule. Une presse hydraulique formera sur lui ensuite une pression de vingt tonnes.

Les mains prestes disposent sur le plateau inférieur du moulé : l'étiquette du disque, un papier laqué (laque en dessous), la matière plastique (laque en dessus), enfin une deuxième étiquette. Ce papier et cette étiquette seront impressionnés par le plateau inférieur. Ayant fermé le moule, l'ouvrier l'engage sous la presse. A ce moment, la circulation de vapeur fait place à une circulation d'eau froide. Trente secondes on ouvre le moule. Le disque est prêt : sept cents à huit cents par jour et par homme. Le disque passe enfin aux mains d'une ouvrière, qui rapidement polit sa tranche, aux mains d'une autre qui le revêt, pour sa sortie dans le monde, d'une robuste chemise de papier.

(André Cœuroy et G. Clarence, Larousse mensuel illustré, août 1931)