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Phonographe d'Edison, 1877 (Musée des sciences de Madrid).

Le phonographe est un appareil destiné d'abord à graver, puis à reproduire du son (paroles ou musiques) par un procédé purement mécanique.
Ce terme désigne les appareils utilisant un cylindre ou des cylindres amovibles et les appareils mécaniques à plateau utilisant des disques amovibles. Le phonographe a été le premier appareil de reproduction sonore destiné au public et qui a servi autant dans les salons privés que dans des cafés en tant qu' instrument de musique à monnayeur. Il a servi également à transporter des informations ou des directives parlées et aussi comme moyen d'apprentissage des langues.
Le mot " phonographe " a été formé à partir du grec ancien : φωνή / phonḗ, " voix ", et γράφω / gramophone, mais pour le grand public, l'appellation gráphô, " écrire ". Le procédé originel du phonographe, né dans les dernières décennies du , est remplacé par le phonographe, raccourcie en phono, désignera longtemps ce type d'appareils. D'autres appellations voient le jour au fil des années et des avancées technologiques (dont la stéréophonie au milieu du ) : tourne-disque, platine tourne-disques, électrophone, pick-up, conjointement au magnétophone, appareils qui sont ensuite eux-mêmes éclipsés par les techniques de reproduction sonores nées de la numérisation.
Ce type d'appareils est de retour au pour le " scratch vinyle " des DJ. Il est dans le même esprit utilisé comme média intermédiaire pour la production de disques numérisés de Rock 'n' roll après l'émergence du son électronique, et pour la restitution des vieux " 78 tours ".

Précurseurs

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.

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 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.

Invention et développement

Paléophone de Charles Cros

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.

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. 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 à l' Académie des sciences. 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 ". 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.

Phonographe à cylindre de Thomas Edison

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 , après un essai public le . 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.

Gramophone à disque d'Émile Berliner

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 (du grec phone, " son " et gramma, " lettre, caractère "), peut-être inspiré de .

Le phonographe permet d' enregistrer des sons grâce à un stylet (une aiguille interchangeable) fixée sur un diaphragme de mica. Le diaphragme vibre plus ou moins fort selon la puissance des sons qui lui parviennent et la fréquence de ses vibrations varie selon les graves et les aigus de la parole ou de la musique enregistrées. L'aiguille, solidaire du diaphragme, vibre à l'unisson et creuse plus ou moins profondément un sillon sur le cylindre d'étain (puis de cire) en rotation. Une vis sans fin déplace progressivement l'ensemble aiguille-diaphragme le long du cylindre. Afin de permettre la diffusion commerciale des enregistrements, un processus de recopie sur des cylindres moulés de bakélite (matériau dur) est mis au point : le cylindre obtenu est plus solide et ne craint pas la chaleur.

Le dispositif du phonographe commercialisé par Edison est entièrement mécanique aussi bien pour la rotation du disque ou du cylindre que pour la reproduction du son :

la rotation est activée par un ressort que l'on tend au préalable en tournant une clé ou une manivelle, et la stabilité de la vitesse est assurée par un régulateur ;

l'écoute s'effectue par la tête de lecture, pesant de , constituée d'une membrane vibrant par l'intermédiaire d'une grosse pointe qui réagit aux différences de profondeur du sillon hélicoïdal au long duquel elle se déplace, qui correspondent aux différences de natures des sons (graves ou aigus, faibles ou forts). Les vibrations, très peu audibles dans les phonographes expérimentaux, sont transmises et amplifiées par un pavillon métallique (parfois, de cristal), dans les appareils destinés à la vente.

Détails du fonctionnement

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.

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 ), 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. Ce procédé a été repris lors de l' Exposition universelle 1900 pour le premier cinéma parlant public.

Musées et expositions en France

De nombreux musées du phonographe, souvent étendus aux gramophones, pick-up, postes à lampes, voire magnétophones, juke-box, et même télévisions et tous appareils de reproduction du son, existent dans toute la France, parfois même associés aux musées des musiques mécaniques, ainsi qu'aux festivals correspondants, tels que ceux de Beaumont, Vichy ou Dijon (orgues de Barbarie, pianos mécaniques, boîtes à musique, etc.).

Ils sont souvent issus de collectionneurs ayant conservé et/ou restauré minutieusement chacun de ces appareils.

C'est le cas par exemple du Musée de la Radio (fermé depuis 2007 pour rénovation), situé à Radio France, ainsi que le " Phono Museum ", récemment installé 53 boulevard Rochechouart à Paris,.

Le site " phonorama " est dédié aux passionnés des phonographes et gramophones et à leurs inventeurs.

La vente ou l'achat des phonographes ou gramophones s'effectue très souvent chez les brocanteurs, antiquaires, salles de ventes aux enchères, ou auprès de spécialistes.

Notes et références

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Le phonographe est un appareil destiné d'abord à graver, puis à reproduire du son (paroles ou musiques) par un procédé purement mécanique. Ce terme désigne les appareils utilisant un cylindre ou des cylindres amovibles et les appareils mécaniques à plateau utilisant des disques amovibles.

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Le Phonographe à feuille d'étain - tinfoil phonograph

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Histoire du gramophone et de son évolution

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Histoire du gramophone et de son évolution

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Une invention révolutionnaire

Le gramophone, inventé et breveté par l'allemand Émile Berliner en 1887 (créateur de la Berliner Gram-o-phone Company), peut être considéré comme une évolution technologique du phonographe breveté dix ans plus tôt par le célèbre Thomas Edison. Cependant, il se distingue de ce dernier par deux innovations majeures : le disque remplace le cylindre en temps que support d'enregistrement, et le procédé de gravure se fait désormais latéralement, consistant en un va-et-vient du stylet graveur dans le plan du disque, contrairement au phonographe d'Edison utilisant un procédé de gravure verticale du cylindre.

Pour mener à bien son projet, il semblerait qu'Émile Berliner, se soit appuyé sur une idée de Charles Cros, déposée à l'Académie des sciences de Paris en avril 1877, quelques mois avant le dépôt du brevet du phonographe par Edison. Cette idée était basée sur l'inversion du phonautographe breveté en 1857 par le Français Édouard-Léon Scott de Martinville qui réalisa les premiers enregistrements sonores graphiques, donc latéraux. Notons toutefois que bien qu'Émile Berliner soit l'inventeur du gramophone et la raison de l'adoption du procédé de gravure latérale, il existe un disque enregistré de la même façon, œuvre de Charles Summer Tainter fabriqué en 1881 et déposé la même année à la Smithsonian Institution.

Au cours de ces nombreuses expériences, Berliner teste plusieurs matériaux pour graver ses disques. Après avoir testé des plaques de verre enduites de noir de fumée qu'il juge insatisfaisantes, il utilise de petits disques de zinc laqué, fait à base de gutta-percha, une gomme issue du latex naturel. Ainsi commence la commercialisation des disques Berliner 5 pouces (12,5cm de diamètre). Les disques Berliner 7 pouces (17,5cm) issus d'une matière semblable à l'ébonite apparaissent ensuite aux Etats-Unis en 1895, suivis des disques 10 pouces (25cm de diamètre) en 1901 puis des 12 pouces (30cm) en 1903.

Un succès fulgurant

Une fois mis sur le marché, le gramophone connaît un succès immédiat. Le grand public, qui à ce moment-là découvre à peine le phonographe d'Edison, n'a pas encore réellement pris d'habitudes concernant le matériel d'écoute ou la façon d'écouter de la musique. Les deux appareils et les compagnies les représentant se livrent alors une bataille intense pour devenir la référence et imposer leurs produits dans l'esprit des consommateurs. Bien que le phonographe à cylindre connaisse un succès honorable les premières années, le gramophone remporte la bataille des supports, ce qui signifie très vite sa victoire totale. En effet, la praticité du disque est alors très appréciée des premiers acheteurs, Berliner ayant semble-t-il eu la bonne idée de penser à la discothèque du consommateur.

Dès la fin du XIXème siècle, plusieurs marques de gramophones ou de phonographes à disques - nom hybride donné aux appareils utilisant des disques sans pour autant nommer leur produit gramophone - voient le jour en Amérique du Nord et en Europe. Une forte concurrence en découle, et en plus des appareils, ces fabricants se doivent de trouver des artistes pour assurer une variété de disques et ne pas lasser l'auditeur. C'est ainsi que ces compagnies deviennent peu à peu des labels musicaux et produisent les disques de leurs artistes, qu'ils soient classiques ou populaires. S'en suit alors une période d'innovations technologiques qui pose les bases de l'industrie musicale : la durée des chansons de 4 à 5 minutes et le " play-back only " (lecture seulement).

Au cours des trente années suivantes, le succès du gramophone ne faiblit pas et de nombreuses variations du produit voient le jour. Vers 1910, les phono-valises font leur apparition. Gramophone inséré dans une valise, ce procédé se révèle à la fois pratique et innovant, l'amplification acoustique étant assurée par une cavité conique située à l'intérieur du boîtier. Cette évolution assure une meilleure diffusion du son, et une aisance de transport non négligeable et contribue à la percée du gramophone dans les foyers occidentaux. Viennent ensuite le gramophone à moteur, qui propose un son de meilleur qualité, mais aussi le gramophone miniature, transportable facilement, ou encore le gramophone meuble de grande taille, puissant et esthétique. Quelles que soient leurs préférences, les audiophiles de l'époque en auront pour tous les goûts !

Gramophone et héritage

Toutes les bonnes choses ayant une fin, le gramophone disparaît progressivement au cours des années 1940 à 1960 au profit de l' électrophone, son évolution technologique qui amène encore l'industrie musicale à un autre niveau. En plus de se présenter sous le format standard de tourne-disques, l'électrophone connaît des déclinaisons sous toutes les formes possibles afin de s'adapter à tous les publics. On peut citer par exemple le jukebox, meuble électrophone à grande quantité de disques, très populaire dans les bars, ou encore le mange-disque, petit électrophone basique destiné aux enfants.

S'il fallait conclure, nous pourrions dire que le gramophone a véritablement révolutionné le domaine de l'enregistrement, de la reproduction et de la diffusion du son. Ayant connu un succès immense dans le monde entier pendant près d'un siècle, il a permis le développement de l'industrie musicale telle que nous la connaissons aujourd'hui. Pouvant enregistrer jusqu'à 5 minutes de son sur un même disque, plus du double que les premiers phonographes, le gramophone de Berliner est à l'origine des formats musicaux standards toujours utilisés de nos jours. Mieux encore, son support, le disque, survécu au déclin du gramophone et évolua tout au long du XXème siècle, restant le support référence jusqu'à l'avènement d'Internet et de la musique dématérialisée.

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