LA ROUE A MIROIRS 
DE LAZARE WEILLER (1889) 
ET SES APPLICATIONS
A L'EPOQUE DE LA TELEVISION 
MECANIQUE (1906-1932)


    Lazare Weiller (1858-1928)

   
La roue à miroirs, proposé en 1889 par  Lazare Weiller constitue, à l'égal du disque de Nipkow (1884),  une innovation essentielle, un système de balayage des images qui allait permettre l'essor de la télévision mécanique, avant l'arrivée, dans les années 1930 des systèmes électroniques. 

    L'unique contribution de Weiller à l'histoire de la télévision tient en un seil article, "De la vision à distance par l'électricité", Le Génie civil, T.XV, 1889. Sa biographie, toujours méconnue des historiens de la télévision, mérite cependant d'être détaillée : inventeur, Weiller fut aussi un grand industriel, un homme politique influent et un essayiste de renom.

Une proposition théorique

    Weiller part du constat du phénomène de la persistance rétinienne et du fait que l'oeil n'a pas besoin pour reconnaître un objet de percevoir l'ensemble des rayons de lumière diffusés par celui-ci : un modèle lui suffit pour identifier l'image, comme l'illustrent les principes de la mosaïque, de la gravure et de la tapisserie. Il est intéressant de constater que Weiller utilise l'exemple du modèle de la tapisserie des Gobelins huit ans avant l'inventeur polonais Jan Szczepanik, propose en 1897 un Telekstrokop issu de ses trvauax sur la transmission de modèles pour les tapisseries Jacquard.

    L'originalité du système de Weiller consiste dans le fait que l'analyse de l'image n'est pas faite par un disque perforé, comme dans le système de Nipkow, mais par une roue de 360 miroirs argentés. En application des théories de Lissajou, Weiller suppose qu'il est possible de disposer une série de miroirs de manière telle que le déplacement de chacun d'eux ramène sur une même droite tous les rayons provenant d'un objet éclairé. Ce système d'analyse de l'image, combiné avec un système de cellules au sélénium et un téléphone à gaz, permet de transmettre un signal qui pourra être recomposé à l'arrivée par une seconde roue de miroirs. L'article de Weiller propose donc un système complet.

   



La roue de miroirs (dans une version simplifiée à 12 faces) dans l'article de Weiller
"De la vision à distance par l'électricité", (1889).

    On a parfois émis l'hypothèse que Lazare Weiller s'était inspiré des travaux du gallois Llewelyn B. Atkinson, qui, dès 1882, aurait construit un appareil à tambour de miroirs, lorsqu'il était étudiant au King's College de Londres. Cet appareil a été exposé à la Television Society en 1929 et Atkinson a bien publié un article "Telectroscope" en mai 1882. Un article qu'il publie en décembre 1889 atteste de ce qu'il avait connaissance de la proposition de Weiller à travers une travers une traduction de l'article de H.W., "Sur la vision à distance par l’électricité par L. Weiller", La Lumière électrique, 34, 16 nov. 1889, parue dans The Telegraphic Journal du 29 novembre 1889. 

Atkinson a donc pu construire son appareil sur base de l'hypothèse développée par Weiller. Mais par ailleurs Weiller était étudiant à Oxford dans la première moitié des années 1880 et il a pu avoir connaissance sur place des travaux d'Atkinson. Sauf à découvrir de nouveaux documents, la question de la priorité est donc, à ce stade, indécidable.


  Une réception au départ discrète

   L'impact de l'article de Weiller sur les recherches en matière de télévision n'a pas été immédiat. Dans son article Weiller reconnaît qu'il ne fait que proposer une hypothèse de travail et qu'il n'a pas construit le phoroscope qu'il décrit. D'après la note biographique publiée en 1973 par son fils, le célèbre aviateur Paul-Louis Weiller, une communication aurait été faite à l'Académie des Sciences, mais nous n'en avons pas retrouvé trace dans les Comptes-Rendus des Séances hebdomadaires. Une recension de l'article a été faite par un certain H.W. dans Lumière électrique ("Sur la vision à distance par l’électricité par L. Weiller", La Lumière électrique, 34, 16 nov. 1889.) Une traduction en anglais de cet article paraît  dans The Telegraphic Journal le 29 novembre 1889. 

   Il semble que la proposition de Weiller ait d'abord suscité le scepticisme. Dans son article, "La photographie des objets à très grande distance par l'intermédiaire du courant électrique", Revue générale des sciences pures et appliquées, Paris, 30 janvier 1891, le chercheur français Marcel Brillouin, comparant les méthodes proposées par Nipkow, Sutton
et Weiller écrit tout net que "Le disque à trous en spirale de M. Nipkow ne permet ni finesse ni éclat; et le cylindre à 360 miroirs de M. Weiller, qui permet à peu près l'un et l'autre, est d'une construction presque impraticable, si l'on veut de la fidélité."

   Constantin Perskyi ne mentionne pas les propositions de Weiller dans sa communication sur l'état de la question de la "télévision au moyen de l'électricité" au Congrès de l'Electricité de l'Exposition universelle de Paris (1900), pourtant inauguré par le physicien Eleuthère Mascart (1837-1908), avec qui Weiller avait travaillé.

   Les biographies de Weiller ne signalent pas un intérêt ultérieur de l'inventeur dans son phoroscope, alors qu'il est un des principaux protagonistes du développement du téléphone en France. On ne peut que glaner quelques allusions. Ainsi dans son article "La photographie des couleurs", Revue des deux mondes (mars-avril 1894), il évoque la figure de Charles Cros, poète et inventeur du phonographe en nous fournissant cette information inédite : "Il s'attacha à la transmission des images à distance". 

    Dans son article "La suppression des distances", paru dans la Revue des deux mondes en juillet-août 1898, qui constitue un remarquable état des lieux du développement international des télécommunications, Weiller se contente d'écrire qu'il "n'est pas téméraire de penser que le problème de la transmission des sons, comme celui de la transmission de la vision à distance seront bientôt résolus et que la voix ainsi que l'image pourra se reproduire instantanément au delà des mers, comme les signaux de la télégraphie."

La roue de miroirs du Major Benedikt Schöffler



La roue à miroir du Major Benedikt Schöffler (1898)

    En 1898, le Major de l'Armée impériale et royale autrichienne Benedikt Schöffler décrit dans sa Die Phototelegraphie und das elektrische Fernsehen un appareil de transmission des images utilisant une roue à miroir de plus de trois mètres de diamètre ! Il avait introduit un demande de brevet pour cet appareil auprès du Patent Office en 1898. Schöffler ne mentionne pas l'article de Weiller, dont il n'a peut-être pas eu connaissance. Rien n'indique qu'il ait construit l'appareil qu'il décrit. Son appareil est généralement ignoré dans les histoires de la télévision, mais était néanmoins cité par Perskyi dans sa communication sur la télévision au Congrès d'électricité de Paris (1900).

L'utilisation du "tambour de miroirs", de Georges Rignoux à John Logie Baird

   Le premier appareil de télévision utilisant une roue à miroir est le téléphote du français Georges Rignoux, proposé en 1906-1908. Cet appareil est considéré par A. Abramson comme le premier appareil de télévision opérationnel, Rignoux ayant réussi à transmettre des images de lettres de l'alphabet. L'appareil eu un certain retentissement et fit même la une du Scientific American Supplement du 22 mai 1915. Une des photos publiées sur la couverture de ce magazine permet très clairement de voir une roue de miroirs. L'article de R. Arapu qui décrit l'appareil utilise l'expression de "revolving mirrors".

La roue de miroir du récepteur du téléphote de Georges Rignoux.
Scientific American Supplement, 22 May 1915.

     La roue à miroirs a été utilisée par le chercheur russe Rosing vers 1907 et par les divers chercheurs russes qui ont travaillé sur la télévision mécanique. On peut voir au Musée polytechnique de Moscou une importante collection d'appareils des années 1920 recourant à la roue de miroirs.



Schéma de l'appareil de Rosing (v. 1907) tel que rapporté par
René Barthélemy dans son article "L'émission en télévision", 
L'Onde électrique
, 1930.

    Dans les années 20, le système de roue à miroirs est utilisé dans les systèmes d'Alexanderson (General Electric Co, 1926), qui l'appelle "mirror drum". Cette image de "tambour" ("drum"), plutôt que "roue", qui était utilsée par Weiller va s'imposer, y compris en français, où l'on utilise à présent l'appellation de "miroir de Weiller".



Le projecteur expérimental d'Alexanderson (1926), Wireless World, 20 April 1927.

 

On retrouve également les "tambours de miroirs" dans le système du physicien de Leipzig August Karolus (1893-1972),  présenté en septembre 1928  à la Funkhaustellung de Berlin, à peine trois semaines après la mort de Weiller, par  la Telefunken Gesellschaft. 


"Roue Weiller" du récepteur de l'appareil de Karolus présenté à la Funkaustellung de Berlin de septembre 1928 (Source Télévision, n°2, janvier 1929).

On peut en voir des photographies dans l'ouvrage de BURNS (1998, p.261) et dans l'article de F PICHLER,  "Mechanisches Fernsehen. Fernsehempfang in der vorelektronischen Zeit".





Schéma de l'émetteur et du récepteur de l'appareil de Karolus-Telefunken faisant apparaître les roues de miroir (mirror drums). Graphiques extraits de A. DINSDALE, First principles of Television, Chapman, London, 1932.

Arthur Korn le décrit dans son ouvrage Elektrisches Fernsehen (1930) sous le nom de Weillersches Spiegelrad mais le considère comme beaucoup plus coûteux que le système des disques de Nipkow.

Le français René Barthélemy utilise un tambour de miroirs dans l'appareil qu'il construit en 1930 et avec lequel il réalise à Malakoff. Lors de la première démonstration de télévision en France, réalisée à Montrouge le 14 avril 1931, René Barthélemy utilise le tambour de Weiller pour les diffusions en direct mais préfère le disque de Nipkow pour la diffusion en télécinéma. Le tambour de miroirs de l'appareil de Barthélemy est aujourd'hui conservé au Conservatoire national des Arts et Métiers. (Photographies dans M. AMOUDRY, René Barthélemy ou la grande aventure de la télévision française, PUG, Grenoble, 1931).



Schéma simplifié du système de télévision de René Barthélemy, L'Illustration, 28 mars 1931. (Coll. A. Lange)

Comme l'a indiqué Russell Burns dans sa biographie de J.L. Baird (R.W. BURNS, John Logie Baird, IEEE, 2000, p.188-189), le moment le plus significatif de l'histoire du tambour à miroirs se situe cependant en avril 1931 lorsque l'associé de Baird, Wilson, convainquit celui-ci d'abandonner le disque de Nipkow, avec lequel les premières démonstrations avaient été faites depuis 1926, pour utiliser un tambour 30 miroirs. Baird était assez sceptique sur ce système, qu'il jugeait très fragile et, de fait, lors des premiers essais, les miroirs tombèrent. Mais le tambour de 30 miroirs permettait une meilleure qualité d'images, en 30 lignes, que le disque de Nipkow. La première démonstration de Baird recourant au tambour à miroirs eût lieu le 8 mai 1931. Un nouveau tambour fut construit en 1932 dans un cinéma de Derby. On en voit une photographie dans l'ouvrage de Burns (p. 217). 

L'article de Baird "Television in 1932", publié dans le BBC Yearbook de 1933, atteste de son ralliement au tambour de miroirs (revolving mirrors).

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Schéma de l'appareil de Baird (1932)

Les transmissions en trente lignes de la BBC qui ont commencé le 22 août 1932 donc été réalisées avec une caméra à tambour de miroirs. On peut voir une photographie de cette caméra sur le site de Don McLean. Les enregistrements de ces émissions sur disque 78 tours, lorsqu'ils sont postérieurs à 1932, que l'on peut voir sur le site de Don McLean, constituent aujourd'hui une trace vivante de la justesse des thèses de Lazare Weiller.

Une amélioration importante du tambour de miroirs fut le dispositif proposé par Mihàly et Straub. Plutôt que d'être tournés vers l'extérieur les miroirs étaient disposés vers le centre de la roue. Un miroir central, situé au milieu du cercle et monté sur un moteur, capte les rayons transmis par les miroirs du cercle.

Le tambour à miroirs devait cependant disparaître avec la télévision mécanique. Les systèmes électroniques de balayage, et en particulier l'ionoscope de Zworykin, rendaient obsolète un système contemporain de la Tour Eiffel.

 

Liens

Lazare Weiller, météore de l'histoire de la télévision

Le site de la Experimental Television Society  animée par Peter Yanczer, propose une page très intéressante sur les "mirror drums", mais qui fait l'impasse sur leurs origines.


Histoire de la télévision       © A. Lange

Dernière mise à jour : 25 février 2003