Le phonographe est un appareil destiné à reproduire du son et des œuvres musicales par des procédés purement mécaniques. C'est le premier appareil de reproduction sonore destiné au public amateur.

Ce terme ne concerne théoriquement que les appareils mécaniques à cylindres, ceux mécaniques à plateau pour disques qui leur ont succédé s'appelant gramophones, même si le grand public conserva pour ceux-ci populairement la même appellation de phonographe, voire « phono ».

Le procédé, né au XIX siècle, fut progressivement remplacé au siècle suivant par le gramophone, puis l'électrophone ou le pick-up ou platine tourne-disques, conjointement au magnétophone, qui furent ensuite eux-mêmes éclipsés par les techniques de reproduction sonores permises par la numérisation.

Étymologiquement, le mot « phonographe » dérive du grec ancien : φωνή (phonè) : la voix ; γράφειν (graphein) : écrire.

Historique

Précurseurs

Les instruments de musique mécanique, tels que orgues de barbarie, limonaires, pianos mécaniques et boîtes à musique préfigurent sur quelques aspects le principe du phonographe, en étant les précurseurs, permettant jusqu'ici aux particuliers, de pouvoir écouter une œuvre directement chez eux sans devoir assister à un concert.

L'auteur Savinien Cyrano de Bergerac imagine dans Histoire comique des États et Empires de la Lune des boîtes parlantes que les séléniens utilisent à la place des livres.

L'Anglais Thomas Young imagine, pour étudier les phénomènes sonores, d'utiliser la pointe d'un stylet, rendu solidaire d'un corps capable de vibrer, en la faisant glisser sur la surface d'un cylindre tournant.

Fichier audio 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. Des difficultés à utiliser ces médias ? modifier

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.

Invention et développement

Gravure sur sillon en 1877 par Charles Cros

Touche-à-tout, poète et inventeur dans les domaines du téléphone, du télégraphe et de la photographie couleur, Charles Cros trouve tout d'abord un autre moyen d'enregistrer les traces de la voix sur un support enduit de noir de fumée, mais ne savait comment les relire.

Son but est le suivant : Obtenir le tracé du va-et-vient d’une membrane vibrante réagissant en oscillant de manière sensible aux fréquences sonores et se servir de ce tracé pour reproduire le même va-et-vient, avec ses relations intrinsèques de durées et d’intensités, sur la même membrane ou sur une autre, appropriée à rendre les sons et bruits qui résultent de cette série de mouvements.

Cependant, l'écrivain Alphonse Allais, dans un de ses textes parus dans la revue Le Chat noir, affirme avoir assisté à une séance de restitution des sons enregistrés par un phonographe fabriqué par Charles Cros en la présence de l'inventeur son ami.

L'année 1877 sera décisive pour l'émergence du procédé. À Paris, Charles Cros utilise un stylet pour graver des sillons sur un cylindre rotatif et constate que « si l'on fait passer le stylet dans les sillons qu'il a creusés, la membrane à laquelle il est rattaché reproduit les paroles, chants et musiques » précédemment gravées. Baptisé le "paléophone" (du grec palaios, ancien, et phonè la voix) , le dispositif est décrit dans un mémoire qu'il adresse le 18 avril 1877 à l'Académie des sciences.

Brevet du phonographe à cylindre par 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 de connaître le diaphragme restituant le son de la voix et le phonet acoustique qui le concentre.

Il perfectionne l'appareil de Charles Cros pour le rendre plus pratique et de meilleure sonorité, et dépose le brevet du phonographe le 19 décembre 1877 après un essai public le 7 décembre 1877.

Gramophone à disque par Émile Berliner

L'ingénieur allemand Émile Berliner dépose en 1887 le brevet d'un procédé qui remplace l'enregistrement gravé en profondeur sur cylindre rotatif par l'enregistrement gravé en profondeur sur disque rotatif. Il inclut ce nouveau dispositif dans le procédé, et baptise le nouvel appareil qui en résulte le gramophone (voir suite de l'historique sur l'article correspondant).

L'avantage du cylindre selon Charles Cros restait toutefois une qualité constante du son gravé à la même vitesse tout au long du morceau.

Description

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

Phonographe Pathé et ses cylindres.

Son dispositif est entièrement mécanique pour la rotation du disque comme pour la reproduction du son,

La rotation est assurée par un ressort que l'on remonte et tend au préalable de l'écoute d'un disque, en actionnant une clé ou manivelle de quelques tours, et la vitesse assurée par un régulateur (à l'analogue d'une clé de boite à musique)

L'écoute s'effectue par la tête de lecture, pesant de 100 à 200 grammes, constituée d'une membrane vibrant par l'intermédiaire d'une grosse pointe appelée saphir sous l'impulsion des sinuosités du sillon, et amplifiée par un entonnoir appelé pavillon.

Enregistrement par gravure puis restitution

Il permet d'enregistrer des sons grâce à un stylet composé d'une aiguille interchangeable fixée sur un diaphragme de mica. Ce stylet grave les sonorités sur un cylindre d'étain, puis par la suite de cire, celle-ci donnant des enregistrements de meilleure qualité.

Dès que l'enregistrement est terminé, la gravure peut être lue par le stylet. L'aiguille, faisant vibrer le diaphragme, transforme le sillon gravé en sons. Afin de permettre la diffusion de ces premiers enregistrements, un mécanisme de recopie sur cylindre de bakélite est mis au point : la qualité est meilleure et surtout le cylindre ne craint plus ni les déformations ni la chaleur. C'est ce type de cylindre que l'on peut observer sur la photo ci-contre.

Fonctionnement

Rotation du cylindre ou du plateau

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 boitier 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" progressivement à l'intérieur du cylindre moteur lié au plateau, lui assurant sa rotation. La vitesse est régulée par un système à double masselotte en forme de coquille, semblable aux système 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 quelle que soit la détente plus ou moins importante du ressort.

Il arrivait fréquemment qu'en cas de remontage insuffisant, le ressort n'ait plus suffisamment de force pour entraîner l'ensemble plateau + inertie du poids de la tête, et qu'après un ralentissement progressif, le disque s'arrête en cours d'audition.

Il était même recommandé avant toute inutilisation prolongée, de ne pas laisser le ressort sous tension en le laissant se détendre complètement afin de le laisser au repos, en terminant de faire tourner le plateau à vide jusqu'à l'arrêt.

Lecture et pointe

Nota : Les phonographes utilisant des pointes saphir et les aiguilles n'ayant fonctionné que sur les gramophones, celles-ci devraient théoriquement figurer sur l'article correspondant, mais le système de lecture restant en partie commun aux phonographes reste indiqué sur cet article.

La tête de lecture est constituée d'un cylindre plat muni d'un orifice porte-saphir, puis porte-aiguille, où l'on introduit l'aiguille que l'on fixe par une vis moletée. Cette aiguille devient 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 directement amplifiée électriquement).

La membrane du diaphragme étant relativement petite (correspondant à la taille d'un "twitter"), celle-ci ne restituait à la base que des sons aigus. L'amplification était assurée par un pavillon, genre de grand cornet en entonnoir, analogue à celui d'une trompette ou porte-voix, permettant de relativement mieux restituer les médiums-basses et la résonance notamment, la restitution des basses "profondes" restant toutefois beaucoup plus limitée qu'avec l'amplification électrique d'un pick-up. Par la suite sur les mallettes transportables, cette amplification était effectuée directement dans le boitier, et pour les phonographes de salon, dans un meuble ou buffet.

Plus le volume du pavillon ou de la caisse de résonance était grand, meilleures étaient l'amplification et les basses, le bois constituant par ailleurs un excellent matériau pour une bonne amplification acoustique. La réduction du volume était souvent obtenue par une "sourdine" fermant des volets.

L'aiguille devait être régulièrement changée après 1 à 4 écoutes de morceaux et faces, car elle s'usait en s'émoussant au cours des utilisations par frottement sur le disque, amenant en cas de non remplacement à une distorsion progressive des aiguës, risquant également une usure du disque prématurée.

Des petites boites contenant une centaine d'aiguilles en acier, étaient vendues chez tous les disquaires, possédant selon leur forme épaisseur et taille, divers niveaux de puissance allant de "pianissimo" à "forte". Jugées meilleures en sonorité, les aiguilles en bois résistant existèrent aussi. On pouvait les retailler facilement soi-même, celles-ci s'usant beaucoup plus vite à chaque écoute.

Lors des premiers cylindres puis galettes, la marque Pathé choisit d'opter au départ et jusqu'aux années 1925 environ, pour des disques "saphirs", dont la modulation était gravée en profondeur, et utilisait pour cela une pointe diamant possédant à son extrémité une petite boule en tungstène très résistante. Mais estimée comme usant davantage les disques, les autres marques adoptèrent dès le départ la gravure longitudinale, en utilisant une aiguille.

Certains phonographes, puis gramophones, en préambule du casque, étaient équipés de plusieurs tuyaux en caoutchouc partant de la caisse de résonance, que l'on plaçait sur chaque oreille.

Dans le but de faire danser les foules dans les salles ou lieux publics, une fausse stéréo avait été créée sur quelques modèles, possédant 2 têtes avec un décalage d'une demi-spirale de sillon, et 2 pavillons séparés correspondants, créant également ainsi un léger écho.

Des gramophones "jouets" de taille plus petite, utilisant des galettes de taille réduite furent aussi créés pour les enfants.

Évolution

Phonographes à cylindres

Les premiers cylindres tournaient à la vitesse de 160, puis 120 tours par minute, et étaient remontés par une grande clé.

Lors de l'exposition universelle de Paris en 1900, la société 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. Il a un pavillon en cristal. Particularité de ce modèle : il pourra être vendu à crédit ; ce qui favorise la démocratisation de ces machines.

Les phonographes plus récents, prenant alors l'appellation de "gramophones", mais conservant populairement le nom "phonographes" ou "phonos", voient la disparition du cylindre au profit du disque sous forme de galette. La cire fragile sera remplacée par de la bakélite noire, sur des disques de taille allant de 15 à 40 cm, 30 cm en majorité.

Les phonographes, puis gramophones dits « à pavillon » permettent un volume sonore plus important (sur les phonographes à cylindre, on collait souvent son oreille au pavillon pour bien entendre). On trouve ces phonographes dans les habitations, mais aussi les lieux publics comme les cafés.

Gramophones à disques sur plateau

Les appareils à disques sur plateau qui firent suite aux phonographes à cylindres, prirent l'appellation de "gramophones".

Toutefois, comme ces appareils restèrent sous forme de boîtiers lisant des supports par procédés entièrement mécaniques, ils conservèrent populairement auprès de la majorité du public cette même appellation de "phonographes".

Voir donc la suite de l'évolution sur :

Conseils d'utilisation des gramophones et des disques

Plusieurs sites internet orientent l'utilisateur néophyte pour l'entretien ou la réparation de ses appareils ou disques.

Musées - Expositions

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, 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

Galerie

Publicité pour le phonographe

Phonographe d'Edison

Cylindre de cire pour phonographe

Le brevet d'invention du phonographe

détail de la tête de lecture

Phonographe à cylindre - Coll. Muséum de Lille

爱迪生圆筒式留声机 约 1899 年

汤玛斯·爱迪生与他所发明的早期留声机

留声机（Phonograph）亦称唱机，是一种使唱片发出声音的机器。

其声音保存在以声学方法在唱片（圆盘）平面上刻出的弧形刻槽内。

留声机于1888年由美国发明家伯利那（E.Berliner，1851-1929）首先演示，唱片后来逐渐取代了筒式留声机，因为唱片能比较方便地大量复制，放音时间也比大多数筒形录音介质长。