COLLINS F.A., The boy's book of experiments, 1927
John Henry Pepper, John Tyndall et les démonstrations du "Wheatstone Telephonic Concert" (1854-1874)
Après avoir travaillé pendant dix ans sur la transmission des sons dans les solides, Charles Wheatstone se détourne vers d'autres questions, en particulier le télégraphe naissant et la Lyre enchantée, qui avait été son premier succès en 1821 tombe dans l'oubli. Son concept va être repris en 1854 par John Henry Pepper, le jeune directeur du Royal Polytechnic Institute.
La Polytechnic Institution a été créé en 1838 sur Regent Street et bénéficiait depuis 1841 du parrainage du Prince Albert, le mari de la Reine Victoria. La mission de l'institut était résumée par la formule "Education of the Eye", que l'historienne Brenda Weeden a repris comme titre du livre qu'elle lui a consacré : au moment où l'Angleterre conaissait sa phase exceptionnelle de développement industriel et scientifique, il s'agissait d'offrir au public un lieu où comprendre cet essor. L'institut disposait de salles d'exposition, permettant des démonstrations pédagogiques. Des conférences, agrémentées de projections à la lanterne magique, et des événements étaient organisés et connurent rapidement un succès important. Les activités les plus populaires étaient la cloche de plongée sous-marine et l'atelier de photographie.
John Henry Pepper
Lorsqu'il devient directeur de l'Institution en 1854, John Henry Pepper, chimiste de formation, a à peine trente-trois et il n'a pas encore acquis la réputation internationale de show man, spécialiste des illusions, qui'il obtiendra notamment grâce à son fameux fantôme de Pepper (appellé plus volontiers aujourd'hui miroir de Pepper), qu'il proposera en 1862. Il se fit connaître par des leçons de minéralogie assez spectaculaires et par une grande capacité de communication avec la presse.
Le concert téléphonique de Wheatstone
L'événement que Pepper organise le samedi 23 décembre 1854 est emblématique de cette capacité de communication. Le programme est annoncé dans la presse (The Times, The Sun, Daily News,..) : outre une conférence de Pepper sur le "concert téléphonique de Wheatstone", il inclut un diorama sur les Voyages de Sindbad, illustré par des effets de fantasmagirue, des vues sur la guerre de Crimée, une conférence sur le fusil Lancaster; des conférences sur l'électricité, un entrainment vocal aux chants patriotiques écossais, un spectacle de marionnettes, etc. Les professeurs Wheatstone et Faraday étaient présents lors de la représentation inaugurale.
The Sun, 22 December 1854
Le spectacle est annoncé, avec quelques variantes de programmation, jusqu'en juillet 1855. Le 10 mai 1855 la Reine Victoria et la famille royale honorent de leur présence l'Institution et on droit à la démonstration du concert téléphonique de Wheatstone. En dépit du fait que le spectacle a été produit pendant plusieurs mois, on dispose de peu de témoignages directs sur le déroulement du concert téléphonique. Le plus immédiat est celui du Morning Post du 25 décembre 1854 :
"Le second objet présenté était d'une nature bien plus paisible et agréable : il s'agissait de l'application pratique du «concert téléphonique» — ou télégraphe, pour ainsi dire — du professeur Wheatstone, permettant de transmettre des notes de musique sur de grandes distances. On peut donc s'attendre à voir bientôt les concerts promenades de Jullien donnés simultanément à Londres, Manchester, Norwich et dans d'autres grandes villes éloignées du royaume. M. Pepper a introduit ce concert par une brève explication sur les propriétés du son et la rapidité avec laquelle il se propage dans l'air ainsi qu'à travers divers matériaux conducteurs, tels que le verre, le fer, l'argent, le rotin, différentes essences de bois, etc. Il a ensuite attiré l'attention de l'assistance sur quatre harpes disposées sur scène, précisant que le dos de chaque instrument faisait office de table d'harmonie reliée, par des tiges de bois, à une salle située en contrebas où se trouvaient des musiciens jouant de la clarinette, du piano, du violon et de la contrebasse. Tant que la liaison était établie, chaque musicien pouvait être entendu distinctement ; en revanche, dès qu'elle était interrompue, la musique devenait totalement inaudible dans la salle où se trouvait le public. À un signal donné, la harpe reliée au clarinettiste a émis une musique exquise, bientôt relayée et soutenue par les autres musiciens. M. Pepper interrompait périodiquement la liaison en soulevant légèrement les harpes pour les dégager des tiges sur lesquelles elles reposaient, ce qui faisait cesser instantanément tout son pour le public ; toutefois, en remettant les instruments en place, on constatait que la musique se poursuivait, les musiciens en sous-sol ignorant tout des mouvements effectués à l'étage. Ces expériences ont suscité une grande satisfaction et présentent un intérêt majeur pour tous les passionnés de science, car elles promettent d'aboutir à des résultats aussi importants, voire plus encore, que ceux obtenus grâce au télégraphe électrique."
Le témoignage de l'Abbé Moigno
Le grand vulgarisateur scientifiqu en France, l'Abbé Moigno, grand admirateur de Wheatstone, est en visite à Londres en mars 1855 et donne dans sa revue Cosmos un récit assez similaire, avec quelques détails complémentaires, notamment une déclaration de Wheatstone selon qui plusieurs personnes auraient été tellement impressionnées qu'elles se seraient trouvées mal durant le concert. Moigno suggère de compléter le spectacle par une représentation graphique des harmonies obtenues, probbalement inspirée par les expériences de Chladni.
L'Abbé Moigno recommandait également à Paul Desains, Professeur de physique à l'Université de Paris, de répéter ce type d'expériences "très instructives et très belles". Le témoignage de Moigno sera repris dans quelques quotidiens français (dont le Journal des débats politiques et littéraires par l'entremise d'un article du Léon Foucault, le physicien qui s'est rendu célèbre quatre ans plus tôt par son expérience du pendule au Panthéon). Nous ignorons si Desains a suivi la suggestion de l'abbé vulgarisateur, mais elle a été reprise par M. Nimier, professeur de physique au lycée de Saint-Brieux (Gazette nationale, 11 juillet 1855).
Le témoignage de James Wylde
En 1861, James Wylde, ancien lecturer au Royal Polytechnic, publie The Magic of Science. A Manual of Easy and Instructive Experiments. Ayant collaboré avec Pepper, il apporte des éléments complémentaires au compte-rendu du spectacle-expérience.
"Pendant que les musiciens jouaient en dessous, le son était conduit par les tiges jusqu'aux harpes, qui le diffusaient. Ainsi, à la grande surprise d'un étranger, on pouvait entendre le son du piano, du violon, du violoncelle et du cornet à bouquin, provenant de la harpe. C'était une énigme pour les non-initiés. (...) En fait, au lieu de ces harpes, des boîtes vides auraient tout aussi bien pu produire ce son. En touchant la harpe à l'aide d'une tige, la musique s'arrêtait instantanément.
Nous avons tenté de reproduire la voix humaine en faisant chanter quatre chanteurs, la bouche presque collée à la table d'harmonie d'un piano. Cela produisait un effet étrange mais plaisant à l'étage, car le public entendait un « quatuor » provenant d'une harpe ; ou, si vous préférez, quatre voix humaines sortant d'un morceau de bois. Cette expérience réussissait souvent un peu trop bien ; car, du fait de l'apparence grotesque des chanteurs, têtes collées les unes aux autres, se heurtant parfois, le concert s'achevait fréquemment sur des éclats de rire, dont chaque salve se propageait à l'étage et était présentée au public, à son insu, comme une nouvelle preuve des propriétés conductrices du bois pour le son.
Depuis, nous avons mené diverses expériences et réussi à faire circuler le son d'une pièce à l'autre, même en suivant des courbes et des virages, sur un même étage. Cependant, le résultat n'est pas aussi concluant que lorsque les tiges sont verticales. L'illustration (...) montre la propagation du son du petit salon au séjour d'une maison, avec une tige reposant sur la table d'harmonie d'un piano et se terminant par une harpe à son autre extrémité, afin de diffuser le son."
Illustration de John Winckle, The Magic of Science, 1861
Pepper continue la promotion du concert téléphonique
Pepper a continué à faire référence au concert téléphonique dans ses livres et conférences. Dans son ouvrage pédagogique The boy's playbook of science (1860, 1866, 1869, 1875, 1881), le concert téléphonique est brièvement évqué dans le cadre d'une section consacrée aux phénomènes ondulatoires, mais a droit à une pleine page de frontispice.
La transmission des vibrations d'un endroit à un autre est également remarquablement mise en évidence dans le Concert Téléphonique du Professeur Wheatstone (voir illustration). Dans ce concert, les instruments de musique, comme à l'Institut polytechnique, sont placés par l'auteur au sous-sol, et les vibrations sont transmises uniquement par des tiges de bois aux tables d'harmonie situées au-dessus, de sorte que la musique se propage comme du gaz ou de l'eau.
Dans le chapitre "Acoustique" de son Cyclopaedic science simplified (1869, 1885), Pepper revient sur les circonstances de la démonstration du concert téléphonique des années 1854-1855, le soutien de Wheatstone lui-même au projet, les difficultés financières engendrées par une telle démonstration et propose une alternative, un "miniature telephonic concert"
À l'École polytechnique, Sir Charles Wheatstone a eu l'amabilité de superviser l'installation des tiges traversant les différents appartements, du sous-sol à la salle de conférence. Il eut ensuite le plaisir de constater combien ses magnifiques expériences avec quatre instruments et les tables d'harmonie de quatre harpes, appelées «concert téléphonique», furent appréciées par Sa Majesté, par le regretté Prince Consort, par S.A.R. le Prince de Galles, et par les jeunes membres de la Famille royale.
Les efforts déployés par l'auteur pour diffuser la science de haut niveau au public à l'École polytechnique de l'époque ne furent pas couronnés de succès financier, et il y perdit tout son patrimoine personnel en tentant d'atteindre cet objectif, en tant que seul propriétaire de l'établissement. Fort de son expérience, il se voit contraint d'adopter une autre approche, et l'institution a prospéré et est aujourd'hui très prospère. L'auteur espère, avec la bénédiction divine, qu'elle le restera longtemps.
Une illustration très parlante des expériences de Wheatstone sur la transmission des vibrations par des conducteurs solides peut être réalisée en construisant une série de boîtes (A, Fig. 459) emboîtées les unes dans les autres, la dernière contenant une boîte à musique reposant sur quelques plis de feutrine. Cette dernière, pendant qu'elle joue, est enfermée dans les autres boîtes, et le son s'éteint progressivement ; il est cependant immédiatement ramené dans la pièce en faisant passer une longue tige de bois à travers les trous percés dans les boîtes, et, bien sûr, superposées les unes aux autres. Dès que l'extrémité de la tige touche la boîte à musique, la main ressent instantanément les vibrations, et le son est alors partiellement audible, devenant assez fort lorsque la table d'harmonie d'un violon, ou, mieux encore, celle d'un luth-harpe (B, Fig. 459), est pressée légèrement sur l'extrémité de la tige de bois.
Continuation des démonstrations dans les années 1860
Après l'interruption des démonstrations du concert téléphonique à l'Institut polytechnique de juillet 1855, des démonstrations ont été faites dans d'autres villes du Royaume-Uni : à Glasgow en novembre et décembre 1855, à l'initiative du professeur N.J. Holmes, puis en janvier-février 1857 à l'initiative du Dr. Wylde. Elles reprennent à Londres en mai 1863 dans le cadre des conférences du Professeur Tyndall sur le son. En septembre 1864 Pepper relance au Royal Polytechnic une conférence avec une programmation où le concert téléphonique voisine la tête parlante d'Albert le Grand, une machine à parler et des illusions de fantômes et l'Invisble Girl. Cette programmation dure jusqu'en mars 1865. On retrouve ensuite Pepper à Norwich, Bath, Cassell, Bristol. La conférence de Bristol, le 3 octobre 1865, semble être la dernière que Pepper ait donné au Royaume-Uni sur le sujet.
Le 28 avril 1863 puis le 26 décembre 1865, dans le cadre de ses conférences sur le son (qui seront publiées en 1867) le Professeur John Tyndall effectue la démonstration avec un piano en sous-sol et un violon, une guitare puis une harpe dans la salle où se trouve le public. Dans son livre, Tyndall cite Wheatstone mais pas Pepper et il n'utilise pas l'expression "telephonic concert". L'expression "Wheatstone's telephonic concert" apparaît dans l'article que Illustrated London News, 9 May 1863 consacre à la premère des deux conférences mais pas dans celui du Morning Post, 29 december 1865 consacré à la seconde. L'expression a probablement bien été forgée par Pepper, dans un esprit de marketing, alors que Tyndall a une démarche plus strictement scientifique.
Le concert téléphonique de Wheatstone aux Etats-Unis et au Canada
Le concert téléphonique de Wheatstone n'a été connu que relativement tardivement aux Etats-Unis; On n'en trouve la première mention qu'en 1868 dans une recension du livre Sound du Professeur Tyndall, publiée par The American Journal of Science and Arts.
Le 30 mars 1870, une première démonstration est faite à Philadelphie, à la Irving Literature Association, dans le cadre d'une conférence sur l'acoustique donnée par le Dr. J. Solis Cohen et le Professeur Elsberg de New York. Au début de l'événement, le Professeur Elsberg dialogue avec la tête parlante d'un Oracle. Celui prédit, entre autres choses, l'avenir des arts :
"QUESTIONNEUR
Et quoi d'autre ? À propos des arts ?
ORACLE
Le pinceau galvanique peindra le rêve de l'artiste,
Et la forme sculptée sera ciselée par la vapeur ;
Tandis que la musique, toujours en tête,
Trouvera dans chaque foyer une place ;
Et de même que l'eau, le gaz et le chauffage remplissent leurs chambres,
Peuvent être ouverts par un robinet, ou fermés à volonté.
QUESTIONNEUR
Comment ?
ORACLE
Comme les fils télégraphiques, depuis une station centrale principale,
Transmettent la même communication à mille points,
Ainsi les baguettes téléphoniques transmettront le doux son en toute sécurité,
Et dans mille foyers la même musique jouera.
Une deuxième démonstration a lieu le 19 mai 1871 au Teatchers' Institute de Philiadelphie, à l'initiative du professeur Houston.
Il faut cependant attendre l'arrivée de Pepper aux Etats-Unis, en octobre 1873 pour que le concert téléphonique soit connu dans les autres villes des Etats-Unis. Pepper s'établi à New York City et achète une ferme à New Heaven dans le Connecticut,, mais les annonces de la presse américaine attestent de ses nombreux déplacements pour présenter des conférences sur la "romance du son et de la lumière". Cette tournée commence le 30 octobe à Hartford, dans le Connecticut. La programmation varie incut des démonstrations du fantôme de Pepper, de la statue d'ivoire de Pygmalion, du squelette dansant et d'un photo-drome. Pepper sera par la suite à Washington, Wilmington, West Chester, Reading, Yonkers, Harrisburg, Buffalo, Montréal, Cleveland, Chicago, Milwaukee, Minneapolis, Des Moines, Rockford, Boston, Nebraska City, St Joseph (Missouri), St Louis (Missouri),.... Le "Wheatstone telephonic concert" est annoncé jusqu'en mars 1874, lors des conférences à Chicago, puis disparaît des annonces. Les conférences continuent jusqu'en avril 1876, mais les illusions d'optique sont de plus de plus valorisées et la présence de l'acoustique s'estompe. Pepper rentre à Londres en avril 1878 et part pour l'australie l'année suivante. Il ne semble pas qu'il soit revenu à la démonstration du concert téléphonique de Wheatstone, qui l'aura occupé pendant vingt ans.
Pepper a-t-il influencé les travaux d'Elisha Gray ?
Une hypothèse qu'il serait intéressant d'explorer est celle d'une possible influence du concert téléphonique de Wheatstone sur les premiers travaux d'Elisha Gray sur le télégraphe musical, que dès juillet 1874 il désigne comme téléphone. Gray a pu avoir l'occasion s'assister à l'une des démonstrations faites par Pepper à Chicago en mars 1874. Gray aurait-il transposé le modèle du domaine de la transmission mécanique au domaine de la transmission électrique ? Toujours est-il que Gray raconte dans Electricity and Magnetism (ca1900) que c'est durant l'hiver 1873-1874 qu'il a commencé à travailler sur le téléphone. Sa première utilisation du terme telephone (qui n'était pas utilisé aux Etats-Unis en dehors des conférences de Pepper date de juillet 1874, comme l'atteste un article du New York Times du 10 juillet 1874.
Bibliographie
-
"Polytechnic Institution", Morning Post, 25 December 1854
-
PEPPER J.H., The boy's playbook of science; including the various manipulations and arrangements of chemical and philosophical apparatus required for the successful performance of scientific experiments, Routledge, Warne and Routledge, London, 1860.
-
WINCKLE, J., The Magic of Science, A manual of easy scientific experiments, Richard Griffin and Company, London, 1861
-
PEPPER, J.H., Cyclopaedic science simplified, F. Warne and Co., London, 1869.
-
TYNDALL J., Sounds, A Course of Eight Lectures Delivered at the Royal Institution of Great Britain Longmans, Green & Co, London, 1867 ; Appleton, New York, 1867
-
Le son, traduction par l'abbé Moigno, Gauthier-Villars, 1869.
-
-
WEEDEN, B., The Education of the Eye. History of the Royal Polytechnic Institution 1838-1881, University of Westminster Press, 2008.
Le "concert téléphonique de Wheatstone" in J.H. PEPPER, The Boy Playbook of Science, 1860
"Polytechnic Institution", Morning Post,
25 December 1854
F. MOIGNO, "Nouvelles et faits divers (10 mars 1855), Cosmos, T.VI, 16 mars 1855, pp.282-284
Illustration de John Winckle, The magic of Science, 1861
A, A. boîtes extérieures renfermant
B, la boîte musicale
O, tige passant par le trou D, reposant sur la
boîte à musique. X, violon servant à diffuser le son.
FIG. 459. Le Concert Téléphonique Miniature. B, une tige passe à travers les boîtes A et touche la boîte à musique à une extrémité, tandis que l'autre extrémité est pressée contre la table d'harmonie d'un instrument.
John Tyndall au début des années 60, Maull & Polyblank carte-de-visite albumen
Source : National Portrait Gallery, London.
Be-Hive, London, 3 September 1864
.jpg)
Extrait de "Dr J. Solis Cohen's Lecture on 'acoustivs"", The American israelite, 15 April 1870
Hartford Courant, 30 octobre 1873
The Inter-Ocean, Chicago, 13 March 1874
André Lange, 10 août 2026