Comment les aviateurs communiquaient avec la terre ?
Au déclenchement de la Première Guerre mondiale, l’aviation est une arme encore jeune, dont le rôle va profondément bouleverser la conduite des opérations. Contrairement à l’imagerie populaire des as du combat aérien, la mission primordiale des avions en 1914-1915 réside dans la reconnaissance et le réglage des tirs d’artillerie. À l’heure où le front se fige dans les tranchées et où les canons tirent à l’aveugle derrière les lignes, l’aviateur devient « l’œil » du commandement.
Cependant, voir l’ennemi ne suffit pas : encore faut-il pouvoir transmettre ses observations en temps réel aux batteries au sol. Cet article, écrit par le vulgarisateur scientifique allemand Hanns Günther au cœur du conflit, détaille la course technologique que se livrent alors les nations. La radio (T.S.F.) étant encore trop lourde et dangereuse pour les appareils de l’époque, les ingénieurs rivalisent d’ingéniosité à travers des systèmes optiques (signaux de suie ou projecteurs de lumière) et des dispositifs de messages lestés.
Nous vous proposons ci-dessous la traduction intégrale de ce document d’époque, qui témoigne de l’ingénierie militaire au début de la guerre.
Le rôle crucial de l’aviation de reconnaissance et d’artillerie
Lorsque l’on étudie les lettres dans lesquelles nos aviateurs décrivent leur activité sur le terrain, on constate que leur tâche principale ne consiste pas, comme on le croit souvent, à lancer des bombes et à combattre les avions ennemis, mais qu’on utilise principalement l’avion comme moyen de reconnaissance et d’observation. Au service de reconnaissance s’ajoute, comme branche spécialisée, l’observation d’artillerie, qui consiste en une sorte de direction de tir des propres canons depuis l’avion. L’aviateur qui tourne au-dessus de la position ennemie a pour mission d’indiquer si les projectiles de la batterie qui tire – et qui est aujourd’hui presque toujours dissimulée à l’abri des regards – atteignent leur but ou non. Et si ce n’est pas le cas, s’ils tombent trop en avant ou en arrière, à droite ou à gauche de la cible, afin que le commandant de la batterie puisse corriger la position des pièces.
La solution de cette tâche extrêmement importante suppose la possibilité d’une transmission de messages de l’avion vers la Terre. L’aviateur doit pouvoir parler avec le commandant de la batterie pour lui communiquer ses observations. Cette possibilité est également d’une importance capitale pour les vols de reconnaissance, car l’avion peut ainsi transmettre des rapports urgents avant même d’être revenu de son vol. C’est pour ces raisons que l’on a accordé très tôt une attention particulière à la transmission de messages depuis les avions, et de nombreux essais ont été entrepris pour trouver les meilleures méthodes.
La télégraphie et la téléphonie sans fil, qui rendent de très bons services pour la transmission de messages depuis les ballons captifs, sont d’emblée exclues pour les avions. Mais la radiotélégraphie elle-même, qui semble être un moyen idéal pour cet usage, ne peut pas non plus être utilisée, du moins pour le moment, car l’installation des fils récepteurs et émetteurs (les antennes) pose de grandes difficultés. Un fil pendant, qui est la forme la plus simple d’antenne d’avion, constitue un grand danger pour l’appareil à plus d’un titre, même si le fil est équipé de fusibles ou de dispositifs de sectionnement automatiques. Et si l’on utilise les surfaces de sustentation (les ailes) comme antennes, une solution qui n’est utilisable que pour les biplans et qui nécessite une métallisation des surfaces, la portée de la station devient si faible que l’installation d’appareils lourds et coûteux n’en vaut pas la peine.
Les signaux acoustiques, tels que les cris, les sifflets et autres, ne peuvent être utilisés que dans de rares cas, car ils ne sont audibles qu’à de très courtes distances. En revanche, on a fait de très bonnes expériences avec les signaux optiques, de sorte que la transmission de messages par voie optique s’est rapidement imposée.
Le système français : Les signaux par nuages de suie (Appareil James Means)
Fig. 1 -Appareil pour la production de signaux par nuages de suie. Image à l’origine en noir et blanc améliorée par intelligence artificielle – Source : Illustrierte Chronik des Krieges
La fameuse « boule rouge », qui est en réalité une bombe fumigène peinte en rouge avec laquelle nos aviateurs ont l’habitude de signaler les positions ennemies d’après les journaux, est un signal optique. De cette manière simple, on ne peut toutefois transmettre que des messages préalablement convenus. Si l’on doit transmettre d’un cas à l’autre des messages variables, il faut recourir à d’autres méthodes. On rapporte que les aviateurs français utilisent des nuages de fumée ou de suie pour former des signaux. Il s’agit d’un appareil inventé il y a environ deux ans par un certain James Means à Boston, qui fonctionne de la manière suivante : sur le fuselage de l’avion est fixé un récipient d’environ 20 litres rempli de suie de lampe (Fig. 1), dont l’extrémité inférieure, se terminant en pointe, débouche dans le tuyau d’échappement B du moteur. Entre ce tuyau et le récipient se trouve un tiroir coulissant C qui ferme l’appareil lorsqu’il n’est pas utilisé. Si l’on tire sur le fil G, dont l’extrémité libre repose dans la main du pilote ou de l’observateur, le tiroir cède à la traction et le récipient s’ouvre. Par conséquent, une certaine quantité de suie tombe dans le tuyau d’échappement, d’où elle est immédiatement expulsée sous la forme d’un nuage noir dense derrière l’avion. La taille de ce nuage varie selon que l’on maintient le tiroir ouvert plus ou moins longtemps, la fermeture étant assurée par le ressort D dès que l’on relâche le fil. On peut ainsi produire de grands et de petits nuages de suie, et obtenir avec eux les éléments de l’alphabet Morse, dont les lettres se composent de points et de traits.
Si l’on imagine maintenant que l’avion se déplace rapidement, les nuages de suie apparaissent en quelque sorte comme les bandes de papier d’un appareil Morse imprimées dans l’espace aérien, et l’on comprend que l’on puisse transmettre de cette manière n’importe quel message, en langage clair ou chiffré. La seule question est de savoir ce qu’il en est de la visibilité des signaux et si les nuages restent formés assez longtemps pour pouvoir être lus avec certitude. Cette question a reçu une réponse affirmative lors d’essais menés à la fin de l’année dernière en France. On a constaté que les signaux étaient encore nettement visibles à une distance de 10 kilomètres, et que les nuages se maintenaient très bien pendant deux minutes, même par temps venteux, de sorte qu’on peut encore les lire alors que l’aviateur a disparu de l’horizon depuis longtemps. Le ministère de la Guerre français a acheté ce procédé et a fait équiper un certain nombre d’avions militaires des dispositifs nécessaires. D’après les rapports disponibles, le système semble également faire ses preuves dans la pratique. On lui attribue comme avantage particulier le fait que l’émission de signaux ne peut pas être perturbée par l’ennemi pendant que l’avion est en l’air, et qu’elle offre une possibilité qui fait défaut par exemple dans la radiotélégraphie. Comme inconvénients, il faut mentionner que le procédé échoue la nuit et qu’il ne sert qu’à transmettre des messages de l’avion vers la Terre, tandis qu’on ne peut pas parler de la Terre vers l’avion.
Le projecteur de signalisation optique Donath
Fonctionnement et puissance lumineuse du miroir Donath
Fig. 2 -Miroir de signalisation Donath avec sa batterie d’accumulation. Image à l’origine en noir et blanc améliorée par intelligence artificielle – Source : Illsutrierte Chronik des Krieges
Chez nous, l’invention de Means ne semble pas encore être utilisée, selon toute apparence. La raison en est probablement que nous possédons, avec le miroir de signalisation Donath, inventé par le professeur allemand Donath, un moyen bien supérieur pour les communications entre l’avion et la Terre. Cet appareil se présente sous la forme d’un petit projecteur avec lequel on peut émettre des éclats lumineux longs ou courts. Une lampe Osram à filament de carbone, disposée au foyer d’un miroir parabolique, sert de source lumineuse ; son système de filaments est chauffé par le courant à une température très élevée, presque jusqu’au point de fusion (2800°C). En raison de cette température élevée de la source émettrice, l’intensité lumineuse augmente fortement – malgré la petite taille de l’appareil – pour atteindre environ 10 000 bougies 1(ndlr : ancienne unité d’intensité lumineuse). Il est vrai que la forte sollicitation du filament entraîne sa pulvérisation rapide, de sorte que la durée de vie de la lampe se limite à seulement 40 ou 50 heures. Comme il suffit cependant que la lampe puisse émettre quelques milliers de caractères, elle est tout à fait capable de le faire avec le filament mentionné sans autre difficulté, et cette circonstance ne joue aucun rôle particulier. Si le filament grille, la lampe est simplement remplacée ; des lampes de rechange sont emportées à cet effet.
Fig. 3 – « Bombe à message » pour le largage des messages depuis l’avion. Dès que la bombe percute le sol, un dispositif incendiaire s’allume révélant l’emplacement au récepteur par sa flamme;
Image à l’origine en noir et blanc colorisée par intelligence artificielle – Source : Illsustrierte Chronik des Krieges
Le courant de fonctionnement de la lampe est fourni par une batterie d’accumulateurs à 7 éléments, qui constitue un chef-d’œuvre dans son genre et a été conçue spécialement pour cet usage – avec son boîtier métallique, elle ne pèse que 4 kg, comme l’illustre la Fig. 2. Il est particulièrement important que la batterie soit construite de manière à éviter toute fuite d’acide, bien qu’elle soit munie de trous pour l’échappement des gaz, même si on la renverse la tête en bas. Toutes les connexions de contact sont étanches à l’eau et antidéflagrantes selon un système spécial. L’appareil de signalisation proprement dit, relié à la batterie par un câble flexible, pèse 1 kg. Le poids total de l’installation est donc si faible que l’avion n’en subit pratiquement aucune charge.
Si un message doit être transmis, l’emplacement qui émet le signal est visé précisément à l’aide d’une lunette de visée fixée au-dessus du miroir (voir Fig. 4). Cela est nécessaire car la divergence du miroir n’est que de 2 à 3 degrés.
Une visibilité exceptionnelle, de nuit comme en plein soleil
Fig. 4- Station de réception Donath. Image à l’origine en noir et blanc colorisée par intelligence artificielle – Source : Illustrierte Chronik des Krieges
Fig. 5 – L’aviateur communique ses observations à une station au sol à l’aide d’un miroir de signalisation Donath – Image à l’origine en noir et blanc colorisée par intelligence artificielle – Source : Illustrierte Chronik des Krieges
Si l’on appuie ensuite sur un bouton de signalisation placé sur une poignée, la petite lampe s’allume, et une brève pression produit un éclat lumineux court, tandis qu’une pression plus longue produit un éclat long. Ces éléments permettent, là encore, de composer des lettres et des mots selon l’alphabet Morse, afin de pouvoir communiquer confortablement avec la station au sol. Bien entendu, ce système permet également de transmettre des messages de la Terre vers l’avion sans aucune difficulté. Il suffit pour cela que la station au sol, qui est judicieusement installée de manière à pouvoir être facilement repérée depuis l’avion (voir Fig. 5), soit également équipée d’une batterie et d’un miroir.
La portée de cet appareil a été testée lors de nombreux essais menés sur l’aérodrome de Johannisthal. Il s’est avéré que le miroir fait ses preuves non seulement la nuit et au crépuscule, mais aussi en plein jour, sous le soleil le plus éclatant. Ce fait surprenant s’explique par la température élevée du filament de la lampe, qui se rapproche de la température du soleil, de sorte que la source lumineuse apparaît comme un morceau de soleil détaché, incandescent et pourtant distinct. Immédiatement à côté du soleil, les signaux sont nettement perceptibles à l’œil nu jusqu’à une distance de 8 km. La nuit et en utilisant de bonnes jumelles, la portée visuelle s’élève jusqu’à 16 km. Le miroir de signalisation Donath est donc supérieur à tous égards à l’appareil à suie. Il offre notamment la possibilité de signaler également de nuit, devant soi.
Si l’on doit transmettre non seulement des messages, mais aussi des croquis des positions ennemies, du terrain survolé, etc., les signaux optiques ne suffisent naturellement pas. Dans ce cas, il faut recourir au moyen de communication le plus ancien entre l’avion et la Terre : le largage de messages. Dans ce domaine, on a également réalisé de grands progrès ces derniers temps. Alors qu’autrefois les messages étaient placés dans des enveloppes ordinaires ou de petits étuis métalliques, un procédé qui entraînait souvent des pertes par temps de vent, la nuit ou sur un terrain accidenté, on utilise aujourd’hui pour le largage des messages des appareils spéciaux munis d’un dispositif incendiaire s’allumant lors de l’impact au sol. De cette manière, l’endroit où le message est tombé se signale de jour comme de nuit, dans n’importe quel terrain, de sorte que la récupération s’effectue rapidement, même si le largage a lieu à quelques centaines de mètres de la station réceptrice.
Comme le montre la Fig. 3, un tel appareil ressemble extérieurement à un projectile. Il se compose d’un cylindre creux en bois T, fermé à sa pointe O et à son couvercle D. La cavité de T reçoit le message à transmettre. Le couvercle D, dans lequel est logée la composition incendiaire, a la forme d’une petite lanterne avec quatre fenêtres ouvertes fenêtres à travers lesquelles la flamme peut facilement jaillir. La pointe O est coulée en plomb afin que l’appareil tombe toujours la pointe la première vers le sol. Lors de l’impact, la tige St qui traverse la masse de plomb est enfoncée ; celle-ci repousse à son tour le crochet de verrouillage S, libérant le ressort R qui propulse le percuteur n rapidement vers le haut. Au-dessus du percuteur se trouve une amorce qui explose lors de l’impact du boulon. Cela allume une mèche Z et, par suite, la composition incendiaire, qui brûle en produisant une flamme visible de loin et un fort dégagement de fumée.
Ce dispositif a été inventé l’année dernière par l’ingénieur français M. Fugairon, et les essais menés à Brest auraient donné des résultats satisfaisants. On ignore si cette construction a été adoptée depuis. En tout cas, l’utilisation de ce procédé implique que l’avion rejoigne la position des propres troupes, et doit donc faire demi-tour. Si l’on n’a que des messages textuels à transmettre, les signaux optiques sont donc décidément préférables. Pour la transmission de dessins ou de croquis, les « bombes à messages » (ou briefbomben) constituent pour l’instant le seul moyen utilisable, de sorte qu’il faut bien en accepter les inconvénients.
L’œil de l’historien : Analyse et portée de ce témoignage
Ce texte est un témoignage précieux sur l’état de la science militaire au début du conflit. On y découvre une comparaison étonnamment objective entre les innovations françaises et allemandes. L’auteur détaille ainsi le système de nuages de suie de l’Américain James Means (utilisé par la France) et la « bombe à message » de l’ingénieur français Fugairon, tout en défendant la supériorité du projecteur lumineux (héliographe) du professeur allemand Donath.
À peine un ou deux ans après la publication de cet article, la miniaturisation de la T.S.F. (Télégraphie Sans Fil) rendra la plupart de ces systèmes visuels obsolètes. Ce document fige donc un moment précis de l’histoire technologique : celui où le ciel et la terre cherchaient encore leur langage au milieu de la fureur des combats.
- La « bougie » est une ancienne unité de mesure de l’intensité lumineuse, remplacée aujourd’hui par le candela. ↩︎