L'évolution de la Radio à travers les deux guerres mondiales

TPE 2011-2012 par Elyes et Arthur - Condorcet

La radio comme moyen de télécommunication

La Révolution des ondes

Lorsqu'on étudie l'histoire des sciences, on est souvent amené à se demander pourquoi une invention a été créée, quelles ont été les conditions absoluement nécessaires à sa conception à un moment donné. Selon Patrice Flichy, chaque invention majeure est le fruit d'un certain nombre d'avancées scientifiques, mêlées à un mouvement social1. La radio n'est pas reste : son invention peut s'expliquer à la fois comme étant une nécessité sociale, mais également comme résultant de la révolution scientifique de l'électromagnétisme et d'expériences réalisées sur les ondes par de nombreux inventeurs à la fin du siècle. Quels sont les facteurs sociaux, les découvertes et les expériences qui ont mené à l'invention de la radio à la fin du XIXe siècle ?

La radio, une nécessité historique

Télégraphe optique, moyen de télécommunication majeur du XIXe siècle
Figure 1 : Télégraphe optique, moyen de télécommunication majeur du XIXe siècle

De tout temps, les hommes ont éprouvé un besoin de communiquer. Ils utilisèrent d'abord les gestes, la parole et l'écriture. Pour pouvoir aller plus loin dans les communications, ils élaborèrent divers systèmes au cours du temps : les messagers, le courrier postal, les pigeons voyageurs, etc. Ces systèmes étaient souvent trop lents, ou pas assez fiables. À la fin du XVIIIe siècle, alors que la France traverse un des moments les plus importants de son histoire, un besoin de faire passer rapidement l'information à l'intérieur du pays se fait ressentir. C'est ainsi qu'est élaboré par l'inventeur français Claude Chappe le télégraphe optique, ou sémaphore. Il consiste en une tour très haute, avec deux leviers au sommet, qui, bien dirigés, permettent d'écrire des symboles et de faire ainsi passer des messages à d'autres tours du même type2. Ce système sera utilisé jusqu'au milieu du siècle suivant, où il sera en partie remplacé par le télégraphe électrique.

Télégraphe électrique, basé sur le système de codage de Morse
Figure 2 : Télégraphe électrique, basé sur le système de codage de Morse

Ce moyen de télécommunication, élaboré grâce aux découvertes en électricité de l'époque, permet une communication beaucoup plus rapide, supprime les contraintes dues aux conditions atmosphériques (le sémaphore ne pouvant être utilisé pendant des brouillards ou de fortes pluies), et permet une diffusion plus ciblée de l'information. La frontière de l'océan est enfin supprimée, et les communications se font désormais quasi-instantanément à travers le monde. L'invention du téléphone par Bell en 1877, permet enfin de transmettre la voix sur de longues distances.

Toutefois, malgré une grande amélioration des moyens de communication, la contrainte du fil est toujours présente. Les cables coûtent cher, peuvent être coupés facilement, et, surtout, ne peuvent pas être réliés avec des objets mobiles comme des bâteaux ou des voitures3. C'est ainsi qu'apparaît à la fois accidentellement et de façon nécessaire, à la fin des années 1880, la télégraphie sans fil, ou TSF, qui deviendra plus tard la radio.

La révolution de l'électromagnétisme

Expérience d'Œrsted : les aiguilles d'une boussole sont déviées au passage d'un courant
Figure 3 : Expérience d'Œrsted : les aiguilles d'une boussole sont déviées au passage d'un courant

L'invention de la TSF a été rendue possible en partie grâce aux nombreuses découvertes et experiences physiques qui se sont opérées durant le XIXe siècle. Une nouvelle branche de l'électricité apparaît en effet au début du siècle et prend une importance particulière dans la communauté scientifique : l'électromagnétisme, c'est-à-dire l'étude des liaisons entre l'électricité et le magnétisme. On doit l'apparition de cette science à un physicien danois du nom d'Oersted. Il découvre lors d'une expérience devant ses élèves en avril 1820 qu'un fil transportant du courant est capable de faire varier les aiguilles d'une boussole. Il existe donc une relation entre électricité (courant) et magnétisme (boussole).

James Maxwell, fondateur de la théorie de l'électromagnétisme
Figure 4 : James Maxwell, fondateur de la théorie de l'électromagnétisme

Les physiciens français Ampère et Arago suivent de près ces expériences. Ampère donne une première explication à ce phénomène, par la création d'un champ magnétique autour d'un courant électrique, et fournit les premiers fondements mathématiques de cette nouvelle science. Arago découvre qu'en mettant un fil de courant en présence de fer, celui-ci se comporte comme un aimant : il invente ainsi, avec l'aide d'Ampère, l'électroaimant. Quelques années plus tard, en 1831, Faraday, physicien et chimiste britannique, découvre qu'un aimant peut agir sur un circuit électrique, et créer du courant. Il forge ainsi en 1831 la théorie de l'induction électromagnétique, qui consiste en la transformation d'énergie mécanique en énergie électrique.

Un des apports les plus importants dans la théorie de l'électromagnétisme reste celui de James Clerk Maxwell, physicien et mathématicien écossais. Il parvient en effet à unifier sous la forme de vingt équations les relations entre l'électricité et le magnétisme, et prouve en 1864 l'existence des ondes électromagnétiques, ouvrant ainsi la voie à l'émission d'ondes radios. Il ne se livrera toutefois à aucune expérience.

La TSF, une invention progressive aux multiples auteurs

Système de transmission de Hertz : un émetteur à étincelle produit des ondes électromagnétiques, récupérées plus loin sous la forme d'une étincelle dans une boucle de cuivre
Figure 5 : Système de transmission de Hertz : un émetteur à étincelle produit des ondes électromagnétiques, récupérées plus loin sous la forme d'une étincelle dans une boucle de cuivre

La première transmission d'ondes électromagnétiques est due au physicien allemand Heinrich Hertz. Dans une volonté de vérifier expérimentalement les prédictions de Maxwell, notamment l'existence d'ondes électriques, il réalise en 1888 un émetteur, constitué d'un éclateur à étincelle alimenté par une bobine, et un détecteur, consistant en une simple boucle de fil de cuivre ouverte, dont les extrêmités sont très proches4. Lorsque l'éclateur fonctionne, il constate qu'une toute petite étincelle apparaît entre les deux extrémités du détecteur, situées à quelques mètres. L'existence de ce que l'on appellera plus tard les « ondes hertziennes » est démontrée. Toutefois, ce concept n'a, en l'état, encore aucune application pratique possible.

Récepteur de Branly : en présence d'un champ électromagnétique, la limaille devient conductrice. Un courant électrique apparaît alors dans le circuit et l'aiguille du galvanomètre est déviée
Figure 6 : Récepteur de Branly : en présence d'un champ électromagnétique, la limaille devient conductrice. Un courant électrique apparaît alors dans le circuit et l'aiguille du galvanomètre est déviée

Deux ans plus tard, le français Edouard Branly, lors de ses études sur la conductibilité5, constate qu'un tube de verre contenant de la limaille de fer devient conducteur en présence d'ondes électromagnétiques. Il s'agit du premier récepteur réellement utilisable, bien qu'il faille encore tapoter dessus entre chaque réception pour lui enlever sa conductibilité. Ce problème sera réglé par le physicien anglais Sir Oliver Lodge en 1894 qui, dans ses améliorations du récepteur, parvient à enlever la conductibilité de la limaille automatiquement. En 1895, lors de ses études sur la détection des orages, l'ingénieur de la Marine Impériale Russe Alexandre Popov a l'idée de raccorder le fil d'un paratonnerre, relié à la terre, à un récepteur de Branly-Lodge. Il invente ainsi l'antenne-terre, qui permet d'accroître fortement les distances. Malgré un grand intérêt de tous ces physiciens dans l'étude des ondes et de leur émission-réception, aucun n'imaginait réellement utiliser ce système pour transmettre de l'information. Les distances paraissaient trop grandes à franchir, et beaucoup ne voyaient dans ce nouveau système qu'un intérêt pédagogique.

Guglielmo Marconi, principal inventeur de la TSF
Figure 7 : Guglielmo Marconi, principal inventeur de la TSF

De son côté, depuis les années 1890, le jeune étudiant Italien Guglielmo Marconi suit avec beaucoup d'intérêt les expériences de ses contemporains. Il assiste à l'université de Bologne à des cours et expériences sur les ondes, qu'il voit déjà comme un moyen pour transmettre de l'information. Il a 21 ans lorsqu'il transmet des signaux morses pour la première fois, à une quarantaine de mètres de distance, en utilisant l'émetteur de Hertz, le récepteur de Branly-Lodge, et l'antenne de Popov6. La TSF est née. Il se lance alors sur le projet d'augmenter les distances, et en fera une obsession technique. Il atteint les cent mètre à la fin de l'année 1895. Entrevoyant l'immense potentialité de ce qu'il vient d'inventer, il part en Angleterre en 1896, où il dépose un brevet7. Après avoir atteint les cinq, dix, quinze kilomètres, il parvient à effectuer sa première liaison à travers la Manche (46 km) en 1899, et atteint une distance de plus de 3000 km à travers l'Atlantique deux ans plus tard8.

La TSF commence à se faire connaître partout dans le monde. En France, c'est l'ingénieur Eugène Ducretet qui établira les premières liaisons, d'abord du Panthéon jusqu'à son laboratoire (400 m), puis jusqu'à la Tour Eiffel (4 km). La voix est transmise sur les ondes pour la première fois en 1900 grâce au Canadien Reginald Fessenden9. Ce Canadien vient en effet d'inventer la modulation d'amplitude10 et s'en sert le 23 décembre pour transmettre sur les ondes hautes fréquences ce message, le tout premier de l'histoire de la radio à son collaborateur : « Un, deux, trois, quatre ! Neige-t-il, où vous êtes M. Thiessen? S'il en est ainsi, rappelez-moi par téléphone. ». M. Thiessen ne tarde pas à le rappeler pour lui confirmer ce qu'il venait d'entendre sur son récepteur.

Toutefois, la qualité est encore assez mauvaise, ce qui rend la TSF moins efficace que le télégraphe électrique. Plusieurs ingénieurs et physiciens tenteront de combler cette lacune. L'ingénieur Serbe Nicolas Tesla améliore la qualité de reception en réglant la longueur d'onde du détecteur sur celle de l'émetteur. De même pour le militaire français Gustave Ferrié, général dans l'armée de terre et dans la Marine Nationale, qui invente en 1900 le détecteur électrolytique, plus performant que le récepteur de Lodge. En 1904, John Fleming dépose le brevet d'une lampe à deux électrodes détectant les ondes électromagnétiques. Cette lampe, ancêtre de la diode, est une révolution dans le domaine de la physique, et constitue le point de départ de l'électronique11. Lee de Forest l'améliore deux ans plus tard en y ajoutant une troisième électrode, et invente ainsi la triode, ou « audion » qui permet d'amplifier l'intensité du signal. On voit donc bien que la TSF n'est pas le fruit d'un seul homme, mais bien une combinaison d'avancées scientifiques et techniques, dont on entrevoit très vite les possibilités en terme de télécommunication.

Ainsi, la radio est née de la rencontre entre une nécessité historique, le besoin d'un nouveau moyen de communiquer, sans utiliser de fil, et une révolution d'un point de vue physique : la découverte des ondes électromagnétiques. Grâce à de nombreux scientifiques, mais également à des hommes qui en ont vu les potentialités pratiques, la TSF apparaît au milieu des années 1890, et, après plusieurs améliorations, est prête à être utilisée au début XXe siècle.


  1. Patrice Flichy, Une histoire de la communication moderne : espace public et vie privée, La Découverte, 2004, p. 9-11.
  2. Pour plus d'informations : Ibid, chapitre 1.
  3. Antoine Sabbagh, La Radio, Rendez-vous sur les ondes, Découvertes Gallimard, 1995, page 13.
  4. Bernard Pouzols, Quand la radio s'appelait TSF, Baschet, 1982, p. 19.
  5. Ibid, p. 20.
  6. Bernard Pouzols, op. cit., p. 20.
  7. Antoine Sabbagh, op. cit., p. 16
  8. Bernard Pouzols, op. cit., p. 20.
  9. « Reginald Fessenden », in Le musée québecois de la radio, http://www.museedelaradio.ca/index.php/histoire-de-la-radio/inventeurs/reginald-fessenden, page consultée le 24/02/2012.
  10. Voir l'intermède physique du chapitre suivant.
  11. UCL Department of electronic & electrical engineering, « Sir John Ambrose Fleming », http://www.ee.ucl.ac.uk/about/history/fleming, page consultée le 24/02/2012.