Cohéreur

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Tube de Branly (portant le no. 78) pour la détection radio.
Cohéreur. Tube à limaille.
L’effet du tube à limaille.
Ce récepteur d'ondes hertziennes a permis de réaliser les premières liaisons radios à grande distance en radiotélégraphie par Guglielmo Marconi en 1901.
Récepteur Popov à tube à limaille.
Appareil de télégraphie morse utilisé au début
Sur le phare du Stiff en 1902. Récepteur enregistreur cohéreur à tube à limaille avec une portée radiotélégraphique de 80 kilomètres.
Poste récepteur marine tube limaille
Cohéreur. Tube à limaille.

Le cohéreur, connu sous le nom de radioconducteur, est un élément des premiers récepteurs radio à changement d'état qui, historiquement dès le début du XXe siècle, permit la réception des ondes radioélectriques, des signaux des stations de T.S.F. marines, et à des stations expérimentales de s'initier à la radioélectricité et joua un rôle important à des fins scientifiques. Le récepteur cohéreur enregistreur à tube de limaille a permis de réaliser les premières liaisons radios à grande distance en radiotélégraphie.

Historique[modifier | modifier le code]

Radioconducteur fabriqué sur les indications d'Edouard Branly.

En 1890, Édouard Branly, professeur à l'Institut catholique de Paris, s'intéresse à l'effet des ondes électromagnétiques de Hertz sur les conducteurs divisés. Utilisant une bobine de Ruhmkorff pour engendrer des étincelles électriques génératrices de champs électromagnétiques transitoires, il découvre que la résistance au courant électrique du fer divisé peut chuter dans de grandes proportions, entre quelques dizaines d'ohms et quelques centaines de kiloohms, sous l'effet de ces ondes électromagnétiques. Bien que très sensible aux chocs, cette conduction se maintient dans le temps. En découvrant ce qu'il appelle la radioconduction, il ouvre la voie au développement de détecteurs d'ondes beaucoup plus sensibles que les boucles de Hertz. L'instrument principal qu'il a utilisé dans ses expériences consiste en un tube isolant (verre, ébonite…) de quelques millimètres de diamètre rempli de limaille de fer sur une épaisseur de quelques millimètres. Deux électrodes de laiton en forme de piston compriment légèrement la limaille avec une pression réglable. D'autres auteurs donneront au tube de limaille de Branly le nom de cohéreur, dispositif que l'on peut considérer comme un interrupteur (imparfait) fonctionnant en tout ou rien sous l'effet d'ondes électromagnétiques transitoires.

Le tube à limaille en tant que résistance électrique variable avait déjà été étudié par le physicien italien Temistocle Calzecchi-Onesti vers le milieu des années 1880 (Il Nuovo Cimento, 1884, 1885, 1886). Vers 1894 le physicien anglais Oliver Lodge, professeur à l'Université de Liverpool, perfectionna le radioconducteur de Branly en y adjoignant un dispositif pour décohérer la limaille et lui rendre sa sensibilité. Il put ainsi effectuer des transmissions sur quelques dizaines de mètres. Ce détecteur d'ondes hertziennes a permis à Guglielmo Marconi de réaliser des liaisons à grande distance en radiotélégraphie.

En 1902 : depuis le phare du Stiff, essais par Camille Tissot de la station Ouessant TSF faite d'un émetteur à Bobine de Ruhmkorff et d'un récepteur radio à cohéreur avec une portée radiotélégraphiques de 80 kilomètres avec une flotte de 14 navires en mer et avec Brest.

Le cohéreur a été remplacé par le détecteur électrolytique et par le détecteur magnétique.

Principe du récepteur[modifier | modifier le code]

Image de droite: Récepteur cohéreur enregistreur à tube de limaille (de Édouard Branly) 1902. Ce récepteur d'ondes hertziennes a permis de réaliser les premières liaisons radios à grande distance en radiotélégraphie.

Principe du récepteur enregistreur cohéreur[1].

Un tube de verre A, dans lequel on fait le vide, contient entre deux tampons métalliques quelques fragments de limaille (comme le fer, l'aluminium, le nickel, etc., ) ; il est relié par un circuit inductance-condensateur accordable disposé par conséquent de telle sorte que les alternatifs HF, qui vont de l'antenne au sol, le traversent. À l'état de non excitation le tube est très résistant, électriquement parlant, et que, si le système est excité par une onde hertzienne, cette résistance diminue brusquement dans de fortes proportions mais que cette diminution persiste après la fin du signal qui l'a causée. En un mot, le cohéreur à limaille n’est pas auto-décohérent.

Le tube A est en série dans-le circuit d'un élément de pile de 1,5 V et dans le circuit d'un relais sensible (généralement un relais magnétique) R. Une onde arrive, le tube devient conducteur, la palette du relais en R va former un contact établissant un second circuit. Ce circuit contient le Morse inscripteur E et un électro-aimant F, dit frappeur ; cet électro-aimant mis en action attire sa palette, qui porte une sphère B, laquelle vient frapper légèrement le tube à limaille et le décohère par choc. Dès lors, revenu à son état primitif, le cohéreur est de nouveau apte à recueillir une autre onde, qui s'inscrira à la suite de la première sur la bande du Morse.

En pratique, il en est tout autrement : la réception avec cohéreur nécessite un appareil fort compliqué, condensateurs ou résistances d'absorption des étincelles de rupture, shunts divers, réglages sensibles des relais, protection contre les ondes autres que celles que recueille l'antenne (l'appareil entier est enfermé dans une caisse métallique), etc. De plus la stabilité du dispositif est relative : il exige un coefficient de sécurité fort élevé et des courants intenses, et il n'est pas à l'abri des brouillages car si on veut utiliser des appareils de syntonie, la faiblesse des ondes recueillies est alors telle que le cohéreur 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 phénomène de conduction, appelé « effet Branly ». Il n'est ainsi pas encore bien compris à ce jour. Édouard Branly avait montré qu'elle ne pouvait pas être causée de manière prépondérante par un phénomène de percolation[2]. Des expériences ont néanmoins montré que la conductance augmentait grâce à la formation de chaînes rendues conductrices par adhérence entre les grains. Ces adhérences sont causées par l'échauffement de très petits points de contact à la suite de très petites étincelles[3]. Une expérience dérivée, consistant à appliquer directement un courant aux bornes du tube, suggère qu'au delà d'un certain courant, les points de contact entre les grains s'échauffent jusqu'à fondre, créant des microsoudures conductrices et très fragiles[2].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Le Cohéreur du livre : Abel, Gody, T.S.F. Traité pratique pour le montage des principaux appareils de réception, Gautron, Amboise 1910
  2. a et b Eric Falcon Bernard Castaing, L'effet Branly livre ses secrets, Pour la Science n°340, février 2006
  3. Guy Giraud, Roland Faure, Du cohéreur à la science des milieux granulaires, Revue d'histoire des sciences, 1993 46-1 pp. 97-103

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • (fr) Manuel élémentaire de Télégraphie Sans Fil (1914) Poids de 21 Mo.
  • (fr) Joseph Roussel (secrétaire général de la Société française d’étude de télégraphie et de téléphonie sans fil), Le premier livre de l’amateur de TSF, Librairie Vuibert, Paris,
  • (fr) P. Hémardinquer, Le Poste de l'Amateur de T.S.F, Etienne Chiron Paris,
  • Le Cohéreur du livre "un manuel de la télégraphie sans fil" (1913) par J. Erskine-Murray. D.Sc.

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]

Palettes[modifier | modifier le code]