Phonographe

Les instruments de musique mécaniques, tels que limonaires, orgues de barbarie, pianos mécaniques et boîtes à musique préfigurent sur quelques aspects le principe du phonographe, en étant les précurseurs, permettant aux particuliers d’écouter un ouvrage musical directement chez eux sans devoir assister à un concert.

L'écrivain Savinien Cyrano de Bergerac imagine dans Histoire comique des États et Empires de la Lune (1657) des boîtes parlantes que les Séléniens utilisent à la place des livres.

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Au Clair de la Lune
Édouard-Léon Scott de Martinville a enregistré la séquence « Au clair de la lune » en 1860, dans ce qui semble être le plus ancien enregistrement d'une voix actuellement connu[5] - [6].
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En 1857, le Français Édouard-Léon Scott de Martinville fixe un stylet sur une membrane élastique pour enregistrer la voix humaine : grâce à cette invention — baptisée le « phonautographe » —, la toute première voix enregistrée le 9 avril 1860 serait la voix de l'inventeur chantant la comptine pour enfants Au clair de la lune. Cet appareil ne pouvait qu'enregistrer le son. Il ne pouvait pas le lire[7].

Touche-à-tout, poète et inventeur dans les domaines du téléphone, du télégraphe et de la photographie couleur, Charles Cros imagine en 1877 un moyen d'enregistrer les sons sur un support enduit de noir de fumée[8].

Phonographe d'Edison, version commerciale.

Edison et sa version de laboratoire du phonographe à cylindres.

L'appareillage est le suivant : une membrane vibrante, armée d'un stylet que l'on déplace à la surface d'une couche de noir de fumée, réagit aux fréquences sonores et laisse par l'intermédiaire du stylet un tracé variable qui aurait permis de reproduire les mêmes vibrations sur une membrane semblable par le procédé inverse[9]. Charles Cros baptise son invention le « paléophone » (du grec palaios, ancien, et phonè la voix). Son dispositif est décrit dans un mémoire qu'il adresse le 18 avril 1877 à l'Académie des sciences[9]. En octobre 1877, dans La Semaine du Clerge, l'abbé Lenoir publie (sous le pseudonyme de « Le Blanc ») une description de cet appareil dans laquelle figure pour la première fois le mot « phonographe »[10]. L'écrivain Alphonse Allais affirme, notamment dans un de ses textes parus dans la revue Le Chat noir, avoir assisté à une séance de restitution des sons enregistrés par un phonographe fabriqué par Charles Cros en la présence de l'inventeur, qui deviendra son ami.

Parallèlement, l'ingénieur américain Thomas Edison, au cours de ses recherches sur le télégraphe, entend les petits bruits d'une pointe de répétiteur parcourant une feuille de papier, qui lui donnent l’idée de la technique à employer pour enregistrer puis diffuser le son. Par ailleurs, le téléphone a déjà permis la mise au point du diaphragme capable de restituer le son de la voix et le tube acoustique celle du conduit qui guide le son. Edison dépose le brevet du phonographe le 19 décembre 1877, après un essai public le 7 décembre 1877[11]. Il commercialise cette machine qui utilise des cylindres phonographiques, d'étain, puis de cire. La rotation est assurée en continu par une manivelle et régulée par un lourd volant. L'appareil d'Edison est un succès commercial à l'origine de l'industrie du disque. Edison étudie la motorisation électrique de la machine dès les années 1890.

Gramophone Kämmer et Reinhardt, vers 1890.

L'ingénieur américain d'origine allemande Émile Berliner dépose en 1887 le brevet d'un procédé où la gravure Edison à profondeur variable sur un cylindre est remplacée par une gravure à largeur variable sur un disque. Il nomme son appareil le gramophone, sans doute l'inversion approximative du mot phonogram (du grec phone, « son » et gramma, « lettre, caractère »), peut-être inspiré de telegram[12].

Le moteur entraînant le cylindre ou le plateau est constitué d'un ressort semblable en plus grande dimension à celui d'une horloge, pendule ou montre, d'un jouet mécanique ou d'une boîte à musique, formé par un long ruban d'acier enroulé en force dans un boîtier cylindrique. L'opérateur actionne une manivelle durant les quelques tours nécessaires, jusqu'à une certaine résistance correspondant à l'enroulement complet maximal. La mise en rotation ou l'arrêt s'effectuent en basculant un levier muni d'un ergot caoutchouté qui maintient ou libère le plateau par friction.

Le plateau étant libre, la lame du ressort se détend, lui assurant sa rotation. La vitesse est régulée par un système à double masselotte en forme de coquille, semblable aux systèmes de compteurs de vitesse des voitures : plus la vitesse est importante, plus les masselottes s'écartent par force centrifuge (principe du régulateur à boules). Pour contrôler cette vitesse, et même la choisir ou l'ajuster à 78, voire 80 ou 90 tours par minute, un levier actionnant une butée circulaire limite plus ou moins l'écartement de ces masselottes, assurant sa régulation de manière constante durant tout le disque. Il était recommandé, avant toute inutilisation prolongée, de ne pas laisser le ressort sous tension sous peine de perdre de son efficacité. Il fallait le détendre en faisant tourner le plateau à vide jusqu'à l'arrêt.

Le tourne-disque apparaît dans les années 1920 et sa motorisation électrique commence[2].

Phonographe Pathé, ses cylindres et son pavillon.

La tête de lecture est constituée d'une boîte plate munie d'un orifice porte-saphir, puis porte-aiguille, où l'on introduit le stylet que l'on fixe par une vis moletée. Ce stylet est alors solidaire de part et d'autre d'une membrane circulaire métallique ou en mica appelée diaphragme, amplifiant les oscillations de l'aiguille sous l'effet des sinuosités modulaires du sillon, correspondant aux fréquences acoustiques de l'enregistrement. Le principe sera d'ailleurs identique pour les pick-up et platines tourne-disques, excepté que l'oscillation de la pointe sera captée dans le bras puis amplifiée électroniquement.

La membrane du diaphragme étant relativement petite (correspondant à la taille d'un tweeter), celle-ci ne restitue correctement que des sons aigus. La reproduction correcte des fréquences basses est aidée par les qualités acoustiques du boîtier (en bois) et, pour les phonographes de salon, par le meuble ou le buffet en bois qui contiennent le mécanisme. Plus le volume du pavillon ou de la caisse de résonance est grand, meilleures sont l'amplification et les basses, le bois constituant par ailleurs un excellent matériau pour une bonne amplification acoustique (comme pour les instruments à cordes ou les grandes orgues). La réduction du volume sonore est obtenue par une sourdine fermant des volets.

L'aiguille doit être régulièrement changée après une à quatre écoutes de disques, sous peine de détérioration des enregistrements, et notamment d'une distorsion progressive des aigus. De petites boîtes contenant une centaine d'aiguilles en acier, sont alors vendues chez tous les disquaires, possédant selon leur forme, épaisseur et taille, divers niveaux de puissance allant de pianissimo à forte. Jugées meilleures au niveau du rendu sonore, des aiguilles en bois résistant sont disponibles aussi, qui peuvent être retaillées facilement.

Lors de ses premiers cylindres puis des premières galettes, la marque Pathé choisit d'opter jusqu'aux années 1925 environ (pour ses disques « saphirs ») pour une gravure en profondeur de la modulation, comme sur les appareils Edison. Elle nécessite une pointe diamant possédant à son extrémité une petite boule en tungstène très résistante. Mais comme ce procédé est suspecté d'user davantage les disques, les autres marques adoptent dès le départ la gravure longitudinale, du type gramophone, en utilisant une aiguille d'acier. Lors de l'exposition universelle de Paris en 1900, Pathé reçoit un grand prix pour son phonographe « le Gaulois ». Le corps de ce dernier est en fonte. Le son est enregistré sur des rouleaux de cire. Le phonographe dispose d'une tête d'écriture et d'une tête de lecture monophonique. Il a un pavillon en cristal.

Utilisateur du Kinétophone muni d’écouteurs acoustiques (identiques au stéthoscope inventé depuis le milieu du XIX^e siècle) qui propagent le son du phonographe à cylindre situé avec l’image à l’intérieur du coffre (1895).

Couple kinétoscope et phonographe à cylindres de cire, appelé Kinétophone.

Certains phonographes, puis gramophones, préfigurant le casque, sont équipés de plusieurs tuyaux en caoutchouc partant de la caisse de résonance que l'on place sur chaque oreille. Cet équipement est celui qu'utilise en 1895 pour la première fois William Kennedy Laurie Dickson, le bras droit d'Edison, en couplant l'image animée et le phonographe, dans l'appareil dénommé Kinétophone, à visionnement individuel, dont la commercialisation est un échec. Cependant, l'exploitation à partir de 1893 de l'appareil muet, le kinétoscope, est un énorme succès, qui accélère dans le monde entier les recherches sur l'image animée. Cela incite notamment la famille Lumière à étudier un appareil similaire mais assurant la projection sur grand écran des images en mouvement.[13] Ce procédé a été repris lors de l'Exposition universelle 1900 pour le premier cinéma parlant public[14].

• Gramophone
• Platine tourne-disques
• Enregistrement sonore
• Phonographie
• Dictaphone

• (en) Pekka Gronow (fi) et Ilpo Saunio (fi), International History of the Recording Industry, A&C Black, 1999, 416 p. (ISBN 978-0-304-70590-0, présentation en ligne), p. 416
  édition illustrée, réimprimée, révisée
• Daniel Lesueur, L'histoire du disque et de l'enregistrement sonore, Chatou New York, NY, Carnot Carnot USA Books, coll. « Entertainment », 2004, 196 p. (ISBN 978-2-84855-081-7, OCLC 419820861).
• Ludovic Tournès, Musique! du phonographe au MP3, 1877-2011, Paris, Éd. Autrement, coll. « Mémoires » (n^o 159), 2011, 188 p. (ISBN 978-2-7467-3002-1, OCLC 1000073212).

• Phono.org, la Page du Phonographe et du Gramophone
• Collection suisse de gramophones et phonographes
• L'histoire de l'industrie Suisse du phonographe