Une brève histoire du disque #1

La préhistoire: le début de l'enregistrement sonore

Si les premiers disques sont apparus à la fin des années 1880 sous l'impulsion de l'homme que l'on pourrait considérer comme le premier ingénieur du son, Emile Berliner, les prémices de l'enregistrement sonore datent de 1857 avec le dépôt du brevet du phonautographe d'Édouard-Léon Scott de Martinville, un parisien d'origine écossaise. Le phonographe de Thomas Edison arrive en 1877, et le gramophone d'Emile Berliner qui va permettre la lecture du format mythique du 78 tours vers 1889. Il faudra attendre le milieu du XXème siècle pour que le disque microsillons qui tourne toujours sur nos platines voit le jour. Vous pourrez retrouver au fil des semaines, une suite d'articles sur des personnalités hors normes qui ont marqué l'histoire passionnante de l'enregistrement sonore jusqu'au disque vinyle d'aujourd'hui. Et pour ouvrir cette série, il était naturel de commencer par le premier inventeur à avoir réussi à enregistrer le son de la voix humaine. S'il s'agit de la préhistoire en matière d'enregistrement sonore, les choses vont s'accélerer ensuite!

Une affaire d'inventeurs

Même si on avait déjà réfléchi à la question depuis longtemps, il aura fallu attendre les connaissances du XIXème siècle pour qu'un premier appareil soit capable d'enregistrer du son. Celui-ci est l'oeuvre d'un français, Edouard-Léon Scott de Martinville. Il travaillait comme correcteur-typographe à l'imprimerie des Comptes rendus de l’Académie des Sciences,  et il se prit de trouver un moyen de remplacer la sténographie, cet "art de se servir de signes conventionnels pour écrire d’une manière aussi rapide que la parole" et de ses techniques qu'il jugeait imparfaites. Mais son invention, le phonautographe, va finalement surtout servir à l'étude scientifique des sons: s'il avait réussi à enregistrer, il n'avait pas trouver le moyen de lire cet enregistrement, ni de reconnaitre formellement les mots enregistrés.
Sa machine se compose d’un pavillon relié à un diaphragme qui recueille les vibrations acoustiques. Celles-ci sont ensuite transmises à un stylet qui les grave sur une feuille de papier enduite de noir de fumée, enroulée autour d’un cylindre tournant. Il s'agit alors d'une représentation "à plat", un dessin, d'une onde sonore. La lecture n'en sera pas possible, avant ... le XXIème siècle, lorsqu'une équipe de chercheurs a pu en 2005, grâce à des techniques numériques (!) restituer le son de la voix de Scott de Martinville lui-même, en train de chanter un émouvant "Au clair de la lune". À ce jour, il n'existe pas d'enregistrement connu plus ancien. Une minute de silence (hehe) s'impose.  Tendez l'oreille, le bruit de fond est important.

Edouard-Léon Scott de Martinville, inventeur du phonautographe

Il est à la fois incroyable et très touchant d'imaginer Edouard-Léon Scott de Martinville, le 9 avril 1860, alors âgé de 43 ans, assis devant sa machine et son pavillon imposant, en train d'enregistrer pour la première fois une voix humaine, et de choisir de le faire en chantant une comptine pour enfant - avec une émotion certaine qui s'entend dans le son de sa voix. Il est d'autant plus émouvant que cet enregistrement n'était pas destiné à être entendu un jour, et que c'est la technologie du XXIème siècle qui nous permet d'écouter, peut-être indiscrètement, ce moment probablement très personnel pour Scott de Martinville.

Phonautograph

Le phonautographe, une machine pour enregistrer les sons

Tout y est! Le recueil de l'onde sonore par le pavillon, la membrane et le stylus, qui constituent l'appareil de transduction qui transforme une information acoustique en une information graphique, retranscrite sur un cylindre que l'on tourne à la main grâce à une manivelle et qui est recouvert du papier enduit de noir de fumée. Scott de Martinville n'a pas cherché à écouter les sons qui étaient ainsi dessinés, il tentait de perfectionner la sténographie, et pensait tenir là une machine qui, si l'on découvrait un moyen d'en lire les écritures comme pour un livre, pourrait être infiniment plus pratique et fiable.

Il s'est appuyé sur des travaux déjà existants sur la représentation des vibrations, mais comme il le note dans un ouvrage datant de 1878, seulement un an après le dépôt de brevet de Thomas Edison et dans lequel il se défend d'avoir effectuer des travaux qui auront été "empruntés", dit-il, par l'inventeur Nord-Américain, il fut le premier à enregistrer des sons transmis par l'air: « Comme précédents, j’avais devant moi [...] le procédé de Wertheim pour écrire les vibrations d’un diapason ; le tour électro-magnétique décrit par Pouillet pour le même objet. J’ai fait un pas de plus :
j’écris non les seules vibrations du corps qui vibre primitivement, mais celles transmises médiatement, c’est-à-dire par l’air ambiant »

Phonautographie : l'ancêtre du sillon du vinyle d'aujourd'hui.
Phonautographie de la voix humaine, telle que présentée sur le brevet de 1857. Il s'agit là de l'ancêtre du sillon que l'on retrouve sur les disques vinyles d'aujourd'hui.

Son invention est accueillie favorablement par ses contemporains, qui y voient un moyen d'étude tout à fait intéressant et novateur des phénomènes vibratoires. Les sons transmis par l'air vont pouvoir être étudiés, notamment les timbres jusqu'alors mystérieux et qui sont propres à chaque instrument, ou à la voix. Mais Scott de Martinville imaginait une autre utilisation à sa machine, et il entreprit de créer un "dictionnaire" phonautographique, qui aurait permis de reconstituer les mots. Il propose plusieurs planches sur lesquelles il effectue ces traductions, mais celles-ci n'emportent pas la conviction.

On peut voir sur la planche ci-dessous, une représentation de fréquences fondamentales dont l'amplitude varie avec l'intensité de la voix qu'il grade de "basse" à "très intense". On observe également les périodes plus longues des sons graves et plus courtes pour les sons aigus. Encore plus intéressant, et qui est l'élément finalement reconnu comme une avancée significative par les scientifiques contemporains qui utiliseront le phonautographe, la représentation de la superposition de deux fréquences, une grave et une aigu, nommée sur cette planche "timbre des parois membranaires"

Traduction d'une phonautographie
Traduction d'une écriture phonautographique: il s'agit là d'un extrait d'Othello.

Nous avons là, une voie ouverte vers l'enregistrement et la reproduction sonore. Le phénomène vibratoire transmis par l'air qu'est le son, est enregistré et représenté de manière précise, dans toute sa complexité. Le sillon que l'on peut observer sur un disque vinyle est une représentation en 3 dimensions de ces mêmes ondes qui se superposent et qui sont "photographiées" en 1857 par Edouard-Léon Scott de Martinville. C'est ainsi que toute l'information sonore d'un enregistrement est contenue dans un seul sillon: les fréquences basses sont représentées par des ondes "lentes" et les fréquences plus aigus par des ondes plus "rapides" qui s'y superposent. On comprend déjà ici qu'un contenu fréquentiel bas et intense (de volume élevé), occupera une place importante sur un disque vinyle. Mais ne sautons pas les années, beaucoup de chemin reste à faire!

Durant les années qui suivirent, le phonautographe est commercialisé avec l'aide de Rudolf Koenig, un fabricant d'instrument de laboratoire, dans un but d'études et d'expériences scientifiques. La vision qu'en avait eu son inventeur ne va pas être se concrétiser, et il ne sera jamais utilisé en tant que "dictaphone". Il faut avouer que si ses traductions écrites étaient consistantes concernant la prosodie, il était  impossible à Scott de Martinville de reconnaitre tel ou tel mot sur un phonautogramme. Son invention est toutefois largement promue par ce fabricant, qui fait même un parallèle entre l'état de la science l'acoustique au moment où elle voit le jour, et l'astronomie avant l'invention de la lunette! 

En 1862, à l'exposition Universelle de Londres, on peut découvrir un album de receuil de phonautogrammes, et l'invention est largement remarquée. La vie de cet instrument est longue, et pendant plus de vingt ans, il reste la seule machine capable de représenter les sons transmis par l'air. On retrouve encore le phonautographe aux expositions universelles de Paris en 1867, et celle de Philadelphie en 1876. C'est l'année suivante, en 1877 que Thomas Edison dépose le brevet de son phonographe. Même si cela n'est pas mentionné par l'inventeur américain, il est possible que le phonautographe ait été une inspiration. Scott de Martinville cherchera à faire valoir l'antériorité de son invention lorsque celle d'Edison deviendra célèbre, mais Edison aura réalisé ce qu'il n'avait pas été possible jusqu'à présent: restituer le son enregistré.

Ainsi l'instrument de Scott de Martinville est tout à fait remarquable, puisqu'il s'agit du premier transducteur d'ondes sonores transmises par l'air, et qu'il ouvre un vaste champ d'expérimentations qui vont faire avancer la science de l'acoustique pendant toute la seconde moitié du XIXème siècle. La suite de l'aventure nous mènera à rencontrer un autre parisien, quelques années plus tard, Charles Cros, qui travaillera aussi sur un appareil enregistreur...