Gustave Ferrié (1868-1932), officier du génie sorti de l’École polytechnique, a conduit pendant plus de 30 ans la mise en place de la télégraphie sans fil (TSF) dans l’armée française. Chargé en 1899 de doter l’armée d’un matériel radiotélégraphique conçu en France, il a organisé la station de la tour Eiffel à partir de 1903, développé les postes de campagne, puis dirigé techniquement la radiotélégraphie militaire pendant la Première Guerre mondiale. Nommé général en 1919, membre de l’Académie des sciences en 1922, il a aussi joué un rôle central dans la diffusion internationale de l’heure et la mesure des longitudes par radio.

Gustave-Auguste Ferrié naît le 19 novembre 1868 à Saint-Michel-de-Maurienne, en Savoie. Son père, Pierre Ferrié, originaire de Limoux (Aude), est un conducteur des Ponts et Chaussées venu en Savoie après l’annexion de 1860. Il travaille alors pour une compagnie britannique chargée de construire et d’exploiter le chemin de fer du Mont-Cenis, une ligne provisoire à trois rails qui franchit le col à plus de 2 000 m d’altitude, entre Saint-Michel et Suse. Sa mère, Antoinette Manecy, est issue d’une famille de maîtres de poste de Saint-Jean-de-Maurienne.

En 1873, la famille s’installe à Marseille, où le père est nommé adjoint au directeur des travaux d’un chemin de fer souterrain. Elle passe ensuite par Digne avant de se fixer à Draguignan. Gustave Ferrié étudie au lycée de Marseille, au lycée de Digne et au collège de Draguignan. En 1884, il obtient dans ce dernier établissement plusieurs premiers prix et le prix Claude-Gay, une médaille d’or fondée par un ancien élève devenu membre de l’Académie des sciences. Il prépare ensuite le concours de l’École polytechnique au lycée Thiers de Marseille.

Il entre à Polytechnique en 1887, à 18 ans et demi, classé 106^e sur 220. Il en sort 133^e et choisit le génie, l’arme qui a alors la charge de la télégraphie optique et électrique. Nommé sous-lieutenant le 1er octobre 1889, il suit l’École d’application de Fontainebleau, dont il sort 18^e sur 30. Lieutenant en second le 1^er octobre 1891, il est affecté au 4^e régiment du génie à Grenoble.

La télégraphie militaire avant la TSF

Au début de 1893, son colonel l’envoie suivre un stage de trois mois à l’École de télégraphie militaire du Mont-Valérien, rattachée au Dépôt central de la télégraphie militaire (DCTM), installé aux Invalides. La télégraphie occupe alors une place réduite dans l’armée. En temps de paix, quelques sapeurs entretiennent les réseaux optiques et électriques des places fortes ; en temps de guerre, le service doit être assuré par du personnel mobilisé de l’administration des Postes et Télégraphes. La doctrine de l’état-major privilégie la télégraphie optique, jugée plus mobile. Entre la division et la ligne de combat, la liaison repose sur les estafettes, les coureurs et les signaux à vue.

Après son stage, Ferrié est affecté au 7^e bataillon du 4^e génie à Besançon. Il y est officier de peloton dans une compagnie de pontonniers, instructeur télégraphiste et chef du réseau optique du camp retranché. Il retourne au Mont-Valérien comme instructeur en 1895, puis en prend le commandement en 1897. L’enseignement y porte encore surtout sur la télégraphie optique. Selon la notice de l’Académie, Ferrié considère alors que cette technique a atteint ses limites en campagne, et que la télégraphie électrique reste pénalisée par le poids du matériel et la lenteur de pose des lignes.

C’est au Mont-Valérien qu’il découvre les travaux sur les ondes électromagnétiques, à travers les conférences du commandant Boulanger, chef du DCTM, consacrées à l’électricité et à ses applications militaires. Promu capitaine le 6 avril 1897, Ferrié quitte pourtant la télégraphie pour la chefferie du génie d’Albertville. Il dirige des travaux de routes et de casernements pour les troupes alpines près du col du Petit-Saint-Bernard. En octobre 1898, à la demande de Boulanger, il est rappelé au DCTM à Paris. Il a trente ans.

Il épousera Pierrette Pernelle, fille d’un photographe de Belfort. Le couple n’aura pas d’enfant.

Le contexte technique : la naissance de la TSF

Lorsque Ferrié revient à Paris, la télégraphie sans fil a moins de trois ans d’existence pratique. Elle repose sur une succession de travaux théoriques et expérimentaux menés depuis le milieu du XIX^e siècle. James Clerk Maxwell a établi dans les années 1860 que les ondes électromagnétiques devaient se propager à la vitesse de la lumière. Heinrich Hertz a produit et détecté ces ondes en laboratoire en 1888, à l’aide d’un oscillateur à étincelles et d’un résonateur.

En 1890, le physicien français Édouard Branly observe qu’un tube rempli de limaille métallique, normalement très résistant, devient conducteur sous l’effet du rayonnement d’une étincelle proche. Un choc sur le tube lui rend sa résistance. Le Britannique Oliver Lodge baptise ce dispositif « cohéreur » et lui adjoint un trembleur qui le « décohère » automatiquement après chaque signal. Le cohéreur devient le premier détecteur pratique des ondes hertziennes. D’autres chercheurs, dont le Russe Alexandre Popov, travaillent dans la même direction.

En 1896, l’Italien Guglielmo Marconi associe à l’émetteur à étincelles et au cohéreur une antenne verticale reliée à la terre. Il parvient à transmettre des signaux Morse sur plusieurs kilomètres, puis sur des distances croissantes. Installé en Grande-Bretagne, il fonde une compagnie qui exploite ses brevets. En 1897, des essais en Italie, à La Spezia, portent la liaison à plusieurs dizaines de kilomètres.

En France, le constructeur Eugène Ducretet établit le 5 novembre 1898 une liaison en Morse entre le 3^e étage de la tour Eiffel et le Panthéon, distant d’environ 4 km. Dans la Marine, le lieutenant de vaisseau Camille Tissot conduit des essais à partir de 1898. L’armée de terre, elle, ne dispose encore d’aucun matériel.

Les systèmes de l’époque fonctionnent par « ondes amorties » : chaque étincelle produit un bref train d’oscillations qui s’éteint rapidement. Ces émissions occupent une large bande de fréquences, ce qui rend difficile le fonctionnement simultané de plusieurs postes proches. Le réglage des émetteurs et des récepteurs sur une même longueur d’onde, appelé alors « syntonisation », est l’un des principaux problèmes techniques des années 1900.

Les premiers travaux (1898-1902)

La commission Marconi et la commande de Freycinet

À son arrivée au DCTM, en octobre 1898, Ferrié est désigné pour représenter le ministre de la Guerre au sein d’une commission interministérielle. Celle-ci, présidée par un représentant de la Marine, doit suivre les essais que la compagnie Marconi prévoit entre les côtes française et anglaise. En février et mars 1899, des liaisons sont établies entre Wimereux, près de Boulogne-sur-Mer, et le phare de South Foreland, près de Douvres, à une quarantaine de kilomètres.

Pour suivre ces essais, Ferrié fabrique lui-même, avec l’atelier du DCTM, le matériel de laboratoire nécessaire : générateurs d’étincelles, cohéreurs, circuits de réception. Le président de la commission signale son travail au ministre de la Guerre, Charles de Freycinet, lui-même membre de l’Académie des sciences. Freycinet le reçoit et lui demande s’il est possible de réaliser en France, sans recours à une société étrangère, un matériel de TSF pour l’armée. Ferrié répond par l’affirmative. Il écrira plus tard que sa carrière technique et scientifique fut « de ce jour définitivement fixée ». Le ministre lui accorde un délai d’un an.

Les moyens sont limités. Selon la notice de l’Académie, le service de la télégraphie militaire dispose d’environ 500 000 francs par an pour l’entretien et la construction de l’ensemble des lignes et du matériel en France et en Algérie, dont un millier de francs à peine pour les expériences du DCTM. Les locaux de recherche se résument à trois baraques en planches, au Champ-de-Mars, à Villeneuve-Saint-Georges et à Palaiseau. L’équipe compte 6 hommes, menuisiers et mécaniciens, dont aucun n’est électricien.

Les premiers appareils français

En octobre 1899, Ferrié publie avec le commandant Boulanger La Télégraphie sans fil et les ondes électriques, premier ouvrage de langue française sur le sujet. Il connaîtra 7 éditions successives. La conclusion de la première édition reste prudente : la TSF y est présentée comme une ressource utile lorsque les autres moyens de communication font défaut, sans prétendre remplacer la télégraphie optique ou électrique.

Les premiers appareils français sont prêts 6 mois avant l’échéance fixée par Freycinet. Des liaisons sont établies entre le Mont-Valérien et les Invalides, puis vers les casernes de Rueil et le château de Saint-Germain-en-Laye. Des postes sont ensuite installés dans les forts de Bicêtre, de Villeneuve-Saint-Georges et de Palaiseau pour des essais à plus grande distance.

Ferrié travaille alors en lien avec l’ingénieur André Blondel, du service des Phares, auteur d’une théorie du rayonnement des antennes. Ses mesures confirment que la longueur d’onde propre d’une antenne verticale reliée à la terre vaut quatre fois sa longueur, comme un tuyau sonore fermé à une extrémité. Il établit que le couplage par induction convient mieux à l’émission, et le couplage par dérivation à la réception. Il montre aussi l’importance de la hauteur des antennes, de la qualité de la prise de terre et de la conductivité du sol, et met au point un « contrepoids » électrique pour remplacer une mauvaise prise de terre.

Une autre expérience retient l’attention de l’état-major. Ferrié montre qu’un fil nu posé à même le sol peut transmettre des signaux Morse sans pertes notables si l’on y injecte des oscillations de haute fréquence, reçues à l’autre bout par un cohéreur. Le procédé permettrait de remplacer le câble isolé de campagne, lourd et coûteux. Des crédits sont accordés, mais les progrès de la TSF rendent bientôt ces essais sans objet.

Le détecteur électrolytique

Le cohéreur présente deux défauts : sa sensibilité est limitée et il enregistre indistinctement les signaux utiles et les perturbations atmosphériques, ce qui produit souvent des télégrammes inintelligibles. Ferrié cherche un détecteur plus sensible. Il présente le principe d’un détecteur électrolytique au Congrès international d’électricité réuni à Paris en août 1900, dans le cadre de l’Exposition universelle. Le dispositif est perfectionné et généralisé dans les postes militaires vers 1903.

Le principe est le suivant : une électrode en pointe très fine, généralement en platine, plonge dans une solution acide face à une électrode plus large. Une faible tension continue polarise la cellule, qui ne laisse alors passer presque aucun courant. Le passage des oscillations reçues par l’antenne réduit momentanément cette polarisation et laisse passer un courant. Un écouteur téléphonique placé dans le circuit restitue le son de l’étincelle de l’émetteur. L’opérateur lit les signaux Morse à l’oreille et distingue, par leur timbre, les signaux utiles des parasites.

La paternité de ce type de détecteur fait l’objet de revendications concurrentes. L’Américain Reginald Fessenden en dépose un brevet aux États-Unis en 1903, et l’Allemand Schlömilch le décrit la même année. Selon la notice de l’Académie, le détecteur n’est adopté presque partout qu’après que l’Allemagne et les États-Unis en ont produit des modèles fabriqués en série. En France, il est construit notamment par la maison Ducretet et Roger sous le nom de « système Ferrié ».

Les essais de 1901-1902

D’avril à juin 1901, Marconi conduit de nouveaux essais entre Biot, près d’Antibes, et Calvi, en Corse, sur 175 km. Ferrié siège à nouveau dans la commission de contrôle. Les essais montrent que deux radiogrammes peuvent être émis et reçus simultanément sur une même antenne, à 14 mots par minute. Mais Ferrié capte toutes les communications avec un récepteur non accordé installé au cap Ferrat, à 50 km de Biot. Il démontre ainsi que l’accord annoncé par Marconi reste approximatif.

L’armée lui confie alors quelques voitures-postes de la télégraphie militaire, transformées en stations mobiles. Leurs antennes sont portées par des ballons captifs manœuvrés par les aérostiers de Chalais-Meudon. Ferrié atteint ainsi 100 km au-dessus des terres. Ces stations participent aux grandes manœuvres de 1901. Des essais en ballon libre montrent que l’intensité reçue diminue avec l’altitude, ce qui confirme une hypothèse de Blondel sur la concentration des ondes près de la surface du sol et de la mer.

À partir de juillet 1901, avec le service des Phares, Ferrié étudie le remplacement des bobines d’induction alimentées par accumulateurs par des transformateurs fonctionnant sur courant alternatif. Les essais, menés entre le phare de Belle-Île et Lorient puis sur des distances croissantes jusqu’en 1903, atteignent 300 km entre les phares de Penmarc’h et de la Coubre.

La mission de la Martinique

Le 8 mai 1902, l’éruption de la montagne Pelée détruit Saint-Pierre et rompt le câble sous-marin qui relie la Martinique à la Guadeloupe. Le 12 septembre 1902, le ministère des Colonies demande l’aide de la télégraphie militaire. Ferrié est rattaché à la mission du minéralogiste Alfred Lacroix. Il réunit en moins de deux semaines le personnel et le matériel à Bordeaux, puis installe deux stations, à Beauséjour (Martinique) et à La Verdure (Guadeloupe). Le premier radiogramme passe le 4 décembre 1902. La liaison fonctionne jusqu’au rétablissement du câble, fin 1903.

La tour Eiffel, station centrale (1903-1914)

Le ministère de la Guerre veut une liaison sûre entre Paris et les places fortes de l’Est, que ni le télégraphe électrique ni la télégraphie optique ne garantissent en toutes circonstances. Il faut pour cela des portées supérieures à 400 km. Des essais menés entre Villeneuve-Saint-Georges et Chablis, puis entre Paris et Verdun ou Belfort, atteignent ces distances, mais avec des antennes portées par des ballons captifs, dont la tenue dépend de la météo.

Ferrié propose alors d’utiliser la tour Eiffel, haute de 300 m, comme support d’antenne. La masse métallique de l’édifice fait craindre des pertes d’énergie importantes, et d’autres ingénieurs y avaient renoncé. La concession de Gustave Eiffel doit prendre fin au 1^er janvier 1910, date à laquelle la tour revient à la Ville de Paris et peut être démolie. Eiffel, qui cherche à démontrer l’utilité scientifique de son ouvrage, accepte le 15 décembre 1903 de financer les essais préliminaires à hauteur de 40 000 francs. Le ministre de la Guerre donne son accord et la Ville de Paris délivre les autorisations.

Ferrié installe ses appareils dans des baraques en bois au pied du pilier sud, sur un Champ-de-Mars encore en friche. Avec une simple bobine d’induction alimentée par accumulateurs et un fil d’antenne accroché au 3^e étage, les signaux atteignent les forts de l’Est et les stations côtières de l’Atlantique. Les crédits pour un poste central sont accordés. En 1904, les liaisons sont établies avec l’est de la France, à environ 400 km, puis avec la base navale de Bizerte, en Tunisie.

L’intérêt militaire de la station est reconnu. La concession de Gustave Eiffel est prolongée de 70 ans à compter du 1er janvier 1910. La radiotélégraphie est ainsi l’un des arguments qui ont conduit à conserver la tour.

La montée en puissance

Lors des essais sur les côtes atlantiques, Ferrié a conçu un transformateur à résonance qui permet de charger les condensateurs de l’émetteur à partir du courant alternatif. Installé à la tour Eiffel et alimenté par le secteur électrique de la rive gauche, il fournit environ 3 kW dans l’antenne. La portée de nuit approche 1 000 km. Ferrié étend ce montage aux postes des places de l’Est, qui peuvent alors communiquer avec Paris par tous les temps sans ballons captifs. Ce perfectionnement est achevé en 1904.

Après la crise de Tanger, en 1905-1906, les crédits militaires augmentent. La station de la tour est portée à 8 kW. Avant le départ de Ferrié pour le Maroc, début 1908, elle atteint 10 kW ; elle émet sur une longueur d’onde de 1 600 m et porte la nuit à 2 500 km. À son retour, Ferrié fait construire sur ses plans une station souterraine sous le Champ-de-Mars, à environ 150 m du pilier est, mise en service en 1909. L’antenne est agrandie et la puissance portée à 40 ch. La portée atteint alors 2 500 kilomètres de jour et dépasse 6 000 km la nuit. En 1911, six câbles de 425 m partent du sommet de la tour vers ce poste.

Les signaux horaires

En 1908, à la demande du Bureau des longitudes, de l’Académie des sciences et du ministère de la Marine, le ministère de la Guerre décide d’organiser à la tour Eiffel un service de signaux horaires placé sous la direction de Ferrié. L’objectif est double : unifier l’heure et faciliter la détermination des longitudes, en mer comme à terre. Pour calculer une longitude, il faut comparer l’heure locale, obtenue par observation astronomique, à l’heure du premier méridien au même instant. La radio permet de transmettre cette heure de référence presque instantanément.

L’US Navy diffuse des signaux horaires par radio depuis janvier 1905, avec une précision d’environ une seconde et une portée de quelques centaines de kilomètres. En Allemagne, des comparaisons d’horloges par TSF ont été faites en 1906 entre Potsdam et le Brocken, sur 183 km, avec un enregistrement au cohéreur.

Ferrié s’associe à deux spécialistes de la mesure du temps, l’ingénieur hydrographe Driencourt et Claude, qui ont mis au point en 1906 une méthode de comparaison des horloges par téléphone dite « des coïncidences », ou vernier acoustique. Ils l’adaptent à la radio. Une horloge de l’Observatoire de Paris commande électriquement l’émetteur. Deux types de signaux sont prévus. Les signaux « rythmés », destinés aux astronomes et aux géodésiens, sont des séries de battements brefs et régulièrement espacés ; ils permettent des comparaisons au centième de seconde à plusieurs milliers de kilomètres. Les signaux horaires ordinaires, destinés aux marins, aux explorateurs et aux météorologistes, donnent l’heure au quart de seconde.

La crue de la Seine de janvier 1910 inonde le poste souterrain et retarde l’inauguration du service. Les premiers signaux horaires officiels sont émis le 23 mai 1910. Ils sont diffusés deux fois par jour. Ils ne connaîtront plus d’interruption, y compris pendant la guerre.

Des longitudes à l’heure internationale

Le dispositif sert aussitôt à mesurer des différences de longitude : Paris-Brest en novembre 1910, Paris-Bizerte (1 450 km) en avril et mai 1911, avec des signaux émis alternativement par les deux postes pour éliminer l’effet du temps de propagation, puis Paris-Bruxelles et Paris-Alger en mars 1912. En 1911, les observatoires de province reçoivent les signaux scientifiques de la tour et renvoient leurs résultats à l’Observatoire de Paris, qui affine ainsi l’heure de référence.

Le Bureau des longitudes, qui a élu Ferrié correspondant en 1911, propose d’étendre ce schéma au plan international. La Conférence internationale de l’heure se réunit à Paris les délégués de 16 pays, du 15 au 23 octobre 1912. Elle est présidée par l’astronome Guillaume Bigourdan ; Ferrié en est le secrétaire général. Elle décide la création d’un Bureau international de l’heure (BIH), installé provisoirement à Paris. Une seconde session, en octobre 1913, réunit 32 États. Elle crée une Association internationale de l’heure et fixe définitivement le BIH à Paris. Le Bureau ne fonctionnera pleinement qu’après la guerre, à partir de 1919, à l’Observatoire de Paris.

En 1913, les États-Unis proposent de mesurer directement par radio la différence de longitude entre Paris et Washington. Ferrié se rend à Arlington en mars 1913 avec Driencourt et le lieutenant de vaisseau Gignon ; le physicien Henri Abraham les rejoint avec un enregistreur photographique. Les battements trop brefs de la tour Eiffel étant inaudibles en Amérique, les signaux sont remplacés par des traits d’une demi-seconde. Les opérations définitives se déroulent du 19 novembre 1913 au 26 février 1914. La différence est établie à 05 h 17 min 36,653 s, à trois millièmes de seconde près, soit environ 1/10 de seconde de moins que la valeur admise jusque-là. Une campagne mondiale de longitudes, commencée en juin 1914 par la mesure Paris-Poulkovo, est interrompue par la guerre.

Ces travaux valent à Ferrié le prix Kastner-Boursault de l’Académie des sciences pour ses recherches sur la TSF, puis, en 1912, le prix Wilde pour l’organisation des signaux horaires.

Le système de radiotélégraphie militaire (1904-1914)

Entre 1904 et 1914, Ferrié construit autour de la tour Eiffel un système complet : des stations fixes, des postes mobiles, du matériel normalisé, un personnel formé et des procédures d’exploitation. À la mobilisation, ce dispositif reste modeste en volume, mais il est opérationnel.

Le système repose sur la technologie des ondes amorties. L’émetteur est un circuit oscillant dont le condensateur se décharge à travers un éclateur à étincelles ; chaque décharge produit un train d’ondes rayonné par l’antenne. Le manipulateur Morse découpe ces émissions en points et en traits. Ferrié fait évoluer la source d’énergie, de la bobine d’induction sur accumulateurs au transformateur à résonance alimenté en courant alternatif, ce qui accroît la puissance disponible.

L’antenne est verticale, reliée à une bonne prise de terre ou à un contrepoids. Ses travaux ont établi le lien entre sa hauteur, sa longueur d’onde propre et la portée. Pour les postes de campagne, les antennes sont d’abord hissées par des ballons captifs, puis portées par des mâts démontables.

À la réception, le détecteur électrolytique, puis les détecteurs à cristal, permettent une lecture au son dans un écouteur. Des condensateurs et des bobines réglables servent à accorder le récepteur. En 1909, Ferrié conçoit un appareil de mesure à double aiguille croisée sur un cadran unique, qui permet de déterminer simultanément deux grandeurs des circuits de haute fréquence, dont la longueur d’onde.

La sélectivité reste le point faible des ondes amorties. Ferrié sait qu’un accord rigoureux exigerait des ondes « entretenues », d’amplitude constante. Mais les générateurs connus, comme l’arc de Poulsen (1903), exigent des installations fixes et lourdes. Il se limite donc à des règles empiriques : écart minimal de longueur d’onde et distance minimale entre stations pour éviter les brouillages. Lors d’essais menés du 5 au 22 novembre 1907 en Méditerranée à bord du cuirassé République, deux navires communiquent sans être gênés par un troisième émettant à pleine puissance, situé à une distance de l’ordre du vingtième de la leur, sur une longueur d’onde différente d’environ un trentième. La même année, il fournit à la Marine un matériel atteignant de nuit plus de 1 000 km avec environ 3 kW et une antenne de moins de 40 m.

L’architecture du réseau

À la veille de la guerre, l’ensemble s’organise en plusieurs échelons.

Les postes automobiles se déplacent à 20 à 30 km/h, sont prêts à émettre moins de trois quarts d’heure après leur arrivée et peuvent repartir une demi-heure après en avoir reçu l’ordre.

L’épreuve du Maroc (1908)

La première utilisation de la TSF militaire française en opérations a lieu au Maroc. De janvier à août 1908, Ferrié est chef du service télégraphique du corps expéditionnaire du général d’Amade, engagé dans la Chaouia. Il a constitué en quelques jours un détachement de postes automobiles. La radio assure les liaisons en attendant l’installation d’un réseau télégraphique et téléphonique par fil. Grâce à l’augmentation de puissance de la tour Eiffel, les communications deviennent régulières entre Paris et Casablanca. Ferrié y gagne ses galons de chef de bataillon, une citation et la médaille coloniale avec agrafe « Casablanca ».

Dirigeables, avions et colonies

À partir de 1909, l’usage de la TSF s’étend. Ferrié étudie l’installation de postes à bord des dirigeables militaires, en évitant que les étincelles n’enflamment l’hydrogène qui s’échappe de l’enveloppe. Lors des grandes manœuvres de Picardie, en 1910, il embarque sur le dirigeable Clément-Bayard équipé d’un poste qui maintient la liaison avec Paris pendant toute la durée des opérations. Des essais d’émission depuis des avions suivent, en vue du réglage des tirs d’artillerie.

Ferrié pose aussi les bases d’un réseau radiotélégraphique colonial. Il conseille les colonies sur le choix des matériels, les types d’installation et la formation du personnel militaire chargé de l’exploitation. Il participe à l’installation des premiers postes du Sénégal et de la Guinée et effectue en 1910 des missions à Dakar et en Tunisie. Il se rend également en Russie, alliée de la France, où il est reçu par le tsar et établit un projet de station à Bobrouïsk destinée à communiquer avec la tour Eiffel.

Formation et doctrine

Le système repose aussi sur les hommes. L’École de télégraphie militaire du Mont-Valérien, devenue permanente, se transforme en bataillon de sapeurs-télégraphistes, ancêtre du 8^e régiment du génie. En 1911, l’École supérieure d’électricité ouvre sous la direction de Ferrié une section de radiotélégraphie qui associe enseignement théorique et travaux pratiques dans les postes. Ferrié représente la France à la conférence radiotélégraphique internationale de Londres en 1912.

La notice de l’Académie décrit un personnel peu nombreux, très expérimenté et soumis à une stricte discipline technique. Elle souligne aussi les limites du dispositif : à l’été 1914, l’état-major compte d’abord sur la télégraphie optique et électrique, et considère la TSF comme un appoint en cas de rupture des lignes. Seuls le GQG et les quartiers généraux d’armée disposent organiquement de postes automobiles. Le matériel est conçu pour une guerre de mouvement brève, non pour un front stabilisé.

La Première Guerre mondiale (1914-1918)

Le 2 août 1914, Ferrié, récemment promu lieutenant-colonel, est mobilisé sur place et chargé de mettre la radiotélégraphie militaire sur le pied de guerre. Il en reçoit la direction technique et sera promu colonel pendant le conflit.

Dès les premières semaines, la TSF sert à transmettre les renseignements de la cavalerie et à relier les quartiers généraux d’armée, notamment pendant la retraite qui précède la bataille de la Marne, puis pendant la « course à la mer ». Elle sert aussi à l’écoute. Dès 1911, le commandant François Cartier, chef de la section du chiffre, avait proposé d’utiliser la tour Eiffel et les postes des places fortes pour écouter les émissions allemandes. Fermée au public pendant la première année de guerre, la tour devient une station d’interception. Les radiogrammes captés sont transmis aux services du chiffre pour être déchiffrés.

Pendant cette période, Ferrié fait installer un poste de secours dans les souterrains du métro parisien. Il fait aussi construire à Lyon, sur le site de La Doua, une grande station destinée à doubler la tour Eiffel. Le commandant Péri en assure le montage en 6 semaines, avec le matériel destiné au futur poste de Saïgon. La station fonctionne d’abord avec un émetteur à étincelles de 100 kW, remplacé ensuite par des arcs de Poulsen de 200 kW produisant des ondes entretenues. Selon la notice de l’Académie, sa portée est le double de celle de la tour Eiffel ; Lyon peut communiquer avec Saïgon et Shanghai.

L’équipe de Ferrié

La mobilisation disperse une grande partie des collaborateurs de Ferrié. Il obtient le rappel d’ingénieurs radioélectriciens, dont beaucoup avaient servi sous ses ordres pendant leur service militaire, et réunit une section d’études composée de scientifiques. On y trouve notamment le physicien Henri Abraham, Eugène Bloch, Paul Brenot, ainsi que Lucien Lévy, placé en 1916 à la tête du laboratoire de radiotélégraphie militaire de la tour Eiffel. Abraham et Bloch y conçoivent le multivibrateur, un circuit oscillant à deux lampes. Cette organisation devient en 1917 l’Établissement central du matériel de la radiotélégraphie militaire (ECMR).

En octobre 1914, Ferrié et Driencourt ont aussi l’idée de repérer les canons ennemis par le son, en mesurant les différences d’heure d’arrivée d’un même coup à plusieurs microphones. Les premiers essais ont lieu en novembre 1914 sur le front de la 5^e armée. Absorbé par la TSF, Ferrié laisse Driencourt poursuivre ; un service de repérage par le son est créé le 15 février 1915.

La lampe TM

La principale innovation technique de la période est la lampe à trois électrodes, ou triode. Le problème de départ est celui des ondes amorties : sur un secteur étroit, les postes d’avions, d’artillerie et d’infanterie se brouillent mutuellement, malgré la variété des longueurs d’onde et des tonalités. Des ondes entretenues permettraient un accord précis, mais elles ne sont alors produites que par des installations lourdes, arcs ou alternateurs à haute fréquence.

Un Français informé des travaux américains signale à Ferrié, au début de la guerre, que l’audion de Lee de Forest peut fonctionner comme générateur d’oscillations entretenues de faible puissance. Ferrié ne dispose que de deux exemplaires. Il les essaie au poste de la tour Eiffel avec le commandant Brenot et l’adjudant Laüt, puis confie au lieutenant Henri Abraham, physicien qu’il a connu lors de la mesure Paris-Washington, la mise au point d’un modèle robuste, utilisable à la fois comme détecteur, amplificateur et générateur.

Abraham, détaché à Lyon pour aider le commandant Péri à construire la grande station, s’adresse à l’usine de lampes d’éclairage Grammont. Les premiers essais déçoivent tant que le chef de fabrication, Jacques Biguet, est mobilisé ; Ferrié obtient son retour à l’usine. Abraham et Biguet attribuent les défauts de l’audion à un vide insuffisant et parviennent à éliminer les gaz contenus dans les électrodes. Les lampes obtenues sont identiques, interchangeables et conservent leur vide. En décembre 1914, Abraham envoie à Ferrié les premières d’entre elles.

Les historiens de la lampe, notamment Robert Champeix (1980), décrivent ensuite deux modèles successifs. Une première version, dite « lampe Abraham », est fabriquée de février à octobre 1915, mais se révèle fragile au transport. Péri et Biguet mettent alors au point une version à électrodes cylindriques horizontales et culot à quatre broches. Elle entre en production en novembre 1915 sous le nom de TM, pour « télégraphie militaire ». Le brevet, déposé par Péri et Biguet le 23 octobre 1915 et délivré en 1919, donnera lieu à des contestations. Les travaux de Ferrié et d’Abraham sont proposés pour le prix Nobel de physique en 1916.

La fabrication s’étend à l’usine de la Compagnie des lampes à Ivry-sur-Seine. Les estimations de la production de guerre varient fortement selon les sources, de 1,1 million d’unités à davantage. La lampe TM devient le tube standard des armées alliées. Les Britanniques en produisent une copie, le type R. Les forces américaines arrivées en France utilisent largement les lampes et le matériel radio français.

La triode permet d’amplifier les signaux reçus et de générer des ondes entretenues avec des équipements légers. Ferrié répartit les études entre les spécialistes réunis autour de lui : Abraham, Beauvais, Bloch, Brillouin, Gutton, Latour, Laüt, Lévy, entre autres, mettent au point les amplificateurs à haute et basse fréquence destinés aux tranchées, aux avions, aux états-majors et à la Marine. Les prototypes sont réalisés aux ateliers dirigés par Teilleux, essayés, puis confiés à l’industrie ; à la sortie d’usine, chaque appareil est vérifié par la radiotélégraphie militaire avant d’être monté sur voiture ou mis en coffre.

L’année 1915 est consacrée aux prototypes des premiers postes de campagne à ondes entretenues et une bonne partie de 1916 à leur fabrication. Au début de 1917, la France peut en livrer des milliers à ses unités et à ses alliés. Un écart de quelques mètres de longueur d’onde suffit alors à faire fonctionner deux postes dans un même local sans gêne mutuelle. Dès 1915, des récepteurs à lampes amplificatrices permettent aussi de recevoir la TSF à bord des avions malgré le bruit. Le 21 octobre 1915, la tour Eiffel reçoit une transmission radiotéléphonique émise depuis Arlington, aux États-Unis.

Les postes du front

La stabilisation du front change les besoins. Le téléphone de campagne couvre la plupart des liaisons tant que les lignes tiennent, mais les bombardements les coupent souvent au moment critique. La TSF doit combler ces lacunes. Ferrié reçoit des commandes de postes de toutes catégories : postes d’avions, postes automobiles et hippomobiles, postes fixes, postes portables à dos d’homme ou de mulet.

Le besoin le plus urgent est le réglage des tirs d’artillerie par avion. Les postes doivent être légers et pouvoir fonctionner nombreux sur un petit secteur sans se brouiller. Avec les ondes amorties, la solution passe par des éclateurs tournants produisant des tonalités musicales différentes, des écarts suffisants de longueur d’onde et des récepteurs adaptés. Ferrié écrira que le nombre d’avions opérant simultanément a pu atteindre 4 par kilomètre de front. Un service de radiotélégraphie aérienne est créé en 1916.

Pour l’infanterie, la multiplication des postes à étincelles atteint vite ses limites. Les ondes entretenues produites par les lampes permettent d’augmenter le nombre de postes en service sur un même secteur.

La télégraphie par le sol

Ferrié développe aussi la télégraphie par le sol (TPS). Avant la guerre, il avait envisagé d’utiliser le sol comme conducteur entre les forts de l’Est, mais l’affaiblissement des signaux rendait le projet impraticable. Les amplificateurs à lampes lèvent cet obstacle. Le procédé exploite la conduction du courant dans le terrain entre deux prises de terre, constituées de piquets métalliques reliés par un court fil isolé. L’émetteur est essentiellement un vibreur alimenté par pile ; le récepteur, un amplificateur à triodes. Des milliers de petits postes TPS relient les postes de commandement des bataillons, régiments et divisions sur 1 à 3 km de profondeur, lorsque le téléphone et la TSF font défaut. La France en produit près de 10 000 pour les armées alliées.

Les lampes amplificatrices transforment la radiogoniométrie. Selon la notice de l’Académie, la précision d’un relèvement variait entre 15 et 5 degrés avec les ondes amorties ; avec la triode, elle atteint l’ordre du degré jusqu’à quelques centaines de kilomètres. Aux armées, des postes goniométriques à petits cadres mobiles localisent les émetteurs allemands ; leurs déplacements renseignent le grand quartier général sur les mouvements des divisions auxquelles ils appartiennent. À l’intérieur du territoire, d’autres stations travaillent avec les postes d’écoute des bruits aériens pour détecter les incursions d’aéronefs. Pour la Marine, elles suivent la route des sous-marins allemands ou donnent leur position aux navires alliés par temps de brume.

Radiogoniométrie et interception

Avant 1914, Ferrié avait mené les premiers essais de radiogoniométrie, la technique qui détermine la direction d’arrivée d’une onde. Pendant la guerre, un réseau de stations goniométriques permet de localiser les émetteurs ennemis. Ferrié met en place en 1916 un réseau reliant la tour Eiffel à des stations de province pour suivre les dirigeables Zeppelin. Le même texte rapporte que, lors du raid du 19 octobre 1917, les dirigeables sont suivis dès la Belgique, que des stations françaises brouillent leurs communications et que certaines se font passer pour des émetteurs allemands pour leur transmettre de fausses corrections de route. Il présente cet épisode comme un des premiers exemples de contre-mesure électronique active.

L’interception alimente le travail des services du chiffre. La station allemande de Nauen émet à grande vitesse, pour rendre ses signaux illisibles à l’oreille ; les amplificateurs permettent de les enregistrer sur disques de phonographe et de les déchiffrer. Les mêmes lampes améliorent les appareils d’écoute des bruits souterrains, comme le creusement de mines. En 1918, le cryptologue Georges Painvin déchiffre des messages allemands chiffrés selon le système ADFGVX, dont celui qui sera appelé le « radiogramme de la Victoire ». Des sources institutionnelles attribuent aussi aux écoutes de la tour Eiffel l’interception de messages relatifs à l’espionne Mata Hari, arrêtée en 1917.

L’Inspection et la coopération alliée

En mars 1918, Ferrié est nommé à la tête de l’Inspection des télégraphies militaires, sur l’intervention du général Henri Mordacq, chef du cabinet militaire de Clemenceau. Il est le principal interlocuteur technique des Alliés en matière de radio. Il prépare aussi la sauvegarde des liaisons avec l’outre-mer en cas de coupure des câbles sous-marins : des projets de grandes stations en Algérie, au Sénégal, au Congo, à Madagascar et au Tonkin sont établis, et les travaux commencent dès 1917.

Lorsque les États-Unis entrent en guerre, ils ont besoin en France d’une station très puissante pour communiquer avec leur territoire. Ferrié en établit les plans et les caractéristiques techniques, approuvés par les spécialistes américains. La station, construite à la Croix-d’Hins, près de Bordeaux, et baptisée La Fayette, doit compter deux générateurs à arc Poulsen de 1 000 kW chacun et une antenne portée par 8 pylônes de 250 mètres. La Marine américaine fabrique et monte les machines et les pylônes ; Ferrié est chargé des fondations, des bâtiments, de l’antenne et des prises de terre. Les travaux, commencés en 1918, ne s’achèvent qu’après l’armistice.

L’après-guerre (1919-1932)

Ferrié est promu général de brigade entre l’armistice et la signature de la paix, en 1919, à 51 ans. Le ministre de la Guerre crée pour lui le poste d’inspecteur général des services de la télégraphie militaire et des troupes de transmissions. Il a sous ses ordres la direction du matériel et le 8^e régiment du génie, qui a compté environ 40 000 hommes pendant la guerre ; ce régiment est ensuite dédoublé en une brigade des troupes de transmissions (8^e et 18^e régiments du génie, puis 28^e). Pour maintenir après la démobilisation le groupe de chercheurs formé pendant le conflit, il crée le Laboratoire national de radioélectricité.

Le 30 mars 1923, il devient commandant supérieur des troupes et services de transmissions. Le commandement direct des troupes passe au général Fracque ; Ferrié inspecte les réseaux militaires de télégraphie et de radiotélégraphie des frontières, l’instruction en matière de transmissions en France, au Maroc, en Algérie, en Tunisie et au Levant, ainsi que le personnel de la télégraphie militaire relevant des PTT. Il demande en 1923 à ne pas être promu général de division avant des camarades plus âgés. Il l’est le 20 mars 1925.

En 1928, Paul Painlevé, ministre de la Guerre, envisage pour lui un maintien en activité sans limite d’âge, faveur réservée aux maréchaux et aux généraux ayant commandé une armée devant l’ennemi. La loi du 6 avril 1930, adoptée à l’unanimité et sans débat par les deux chambres, l’y autorise ; elle est signée par André Maginot, devenu ministre de la Guerre. En mai 1930, Ferrié reçoit le rang et les prérogatives de commandant de corps d’armée. Le 19 novembre 1930, à 62 ans, il est placé hors cadres tout en conservant ses fonctions. Il préside depuis 1929 le comité d’études et d’expériences physiques du ministère de la Guerre.

Il s’attache à conserver la cohésion du groupe de spécialistes réuni pendant la guerre. Ses travaux portent sur les ondes courtes, les lampes amplificatrices, de nouveaux types de récepteurs et la télémécanique, c’est-à-dire le guidage à distance d’un avion ou d’une vedette par radio. Il suit aussi l’achèvement du réseau radiotélégraphique reliant la France à ses principales colonies.

La station La Fayette de la Croix-d’Hins, à environ 25 kilomètres au sud-ouest de Bordeaux, est achevée en août 1920 et inaugurée le 18 décembre 1920 en présence de Ferrié. Après sa mise au point, il la remet à l’administration des PTT, qui l’exploite. Elle est alors présentée comme capable d’atteindre tous les points du globe.

La radiodiffusion

La tour Eiffel diffuse des données météorologiques peu après l’armistice. Fin 1921, Ferrié lance depuis le poste militaire de la tour des émissions destinées au public. Les essais commencent en novembre 1921, avec de la musique et des bulletins météorologiques. Une première grande émission publique a lieu en décembre 1921. Le service est ouvert officiellement le 6 février 1922 et, la même année, une émission quotidienne est programmée l’après-midi. Radio Tour Eiffel émettra jusqu’en juin 1940. En 1922 également, l’École supérieure d’électricité met en service son propre poste d’émission, qui deviendra Radio-PTT. Ferrié est ainsi considéré comme l’un des initiateurs de la radiodiffusion en France.

Le Bureau international de l’heure commence à fonctionner en 1919 à l’Observatoire de Paris. Ferrié est le premier secrétaire général du Comité national français de géodésie et de géophysique, de 1920 à 1926. Il préside la Commission internationale des longitudes par TSF et siège à la Commission internationale de l’heure.

À ce titre, il conduit l’Opération internationale des longitudes de 1926. Le projet de 1914 est simplifié grâce aux progrès de la guerre : 3 grandes stations, Lyon ou Bordeaux, Annapolis et Honolulu, permettent de fermer un circuit de signaux horaires autour de la Terre. Des points fondamentaux, Alger, San Francisco, Shanghai et un point en Nouvelle-Zélande, doivent servir de base à la correction d’autres positions. La répétition périodique des mesures doit permettre de vérifier, au dixième de seconde d’arc, d’éventuels déplacements des continents.

Le Bureau des longitudes fait approuver le programme en 1919. En 1922, à Rome, l’Union géodésique et géophysique internationale et l’Union astronomique internationale créent une commission mixte des longitudes par TSF, que Ferrié préside jusqu’à sa mort. Des essais montrent que les erreurs dues à la radio sont négligeables devant celles des instruments astronomiques. Après les congrès de Madrid (1924) et de Cambridge (1925), l’opération se déroule en octobre et novembre 1926 : 42 stations astronomiques y participent, et 9 stations radio émettent chaque jour 35 séries de signaux scientifiques. Une seconde opération est préparée pour 1933 ; elle sera exécutée après sa mort selon le programme qu’il avait établi.

Il s’intéresse aussi à la mesure de la vitesse apparente de propagation des ondes, aux échos radio retardés de plusieurs secondes, qu’il attribue à des phénomènes dans la haute atmosphère, et à l’emploi d’une cellule photoélectrique amplifiée par des triodes pour remplacer l’œil de l’astronome dans l’observation des passages d’étoiles. Il participe à la préparation de la mission française d’observation de l’éclipse totale de Soleil de 1929 à Poulo Condore, en Indochine, et à l’Année polaire internationale de 1932-1933.

Pesanteur et mesure du temps

Ferrié applique aussi les amplificateurs à lampes à la géodésie. La mesure relative de la pesanteur se faisait avec le pendule Desforges du Service géographique de l’armée, par la méthode des coïncidences, en 6 à 8 heures. Ferrié fait enregistrer automatiquement, sur une même bande, les battements d’une horloge et les passages du pendule à la verticale. Le dispositif est essayé en 1922. En 1924, une cellule photoélectrique remplace le contact électrostatique : la mesure prend une demi-heure, et l’écart avec la méthode classique reste inférieur à 1/200 000^e.

L’enregistrement des horloges de l’Observatoire de Paris révèle des irrégularités de plus d’un centième de seconde d’une seconde à l’autre, dues aux contacts mécaniques. Avec Jouaust et Mesny, Ferrié les remplace par une cellule photoélectrique ; il faut pour cela une lampe à grille supplémentaire, la tétrode, afin d’amplifier des courants très faibles. Il conçoit ensuite un pendule « auto-entretenu », dont les oscillations sont entretenues et enregistrées sans autre contact que son point de suspension. Installé au Bureau international de l’heure avec Jouaust et Gale, il bat 61 fois en 60 secondes pendant l’émission des signaux scientifiques. L’espacement de ces signaux devient constant à moins d’un millième de seconde.

La météorologie

Avant 1914 déjà, la tour Eiffel diffusait après les signaux horaires un bulletin préparé par le Bureau central météorologique. Après l’armistice, Ferrié fait radiotélégraphier trois fois par jour les observations de 15 stations françaises ; l’Espagne, la Belgique, l’Italie puis le Royaume-Uni suivent. En 1920 et 1921, la commission internationale de télégraphie météorologique remplace le télégraphe par la radio pour l’échange des observations. Ferrié défend l’attribution de longueurs d’onde à la météorologie à la conférence radiotélégraphique de Washington (1927). Après la conférence de Copenhague (1929), la tour Eiffel est chargée de diffuser trois fois par jour les observations d’environ 350 stations, de l’Islande au Cap-Vert. Le 23 octobre 1930, il est nommé président d’une commission chargée de coordonner les services météorologiques de la métropole et de l’outre-mer.

Il encourage enfin l’étude des parasites atmosphériques et des anomalies de propagation, confiée notamment à Jouaust (Laboratoire national de radioélectricité), Robert Bureau (Office national météorologique) et Nicolas Stoyko (Bureau international de l’heure). Il avait observé que les relèvements goniométriques nocturnes pouvaient s’écarter de 90 degrés des azimuts réels, et rattachait ces écarts à l’ionisation de la haute atmosphère.

Les organisations internationales

En juillet 1919, le Conseil international de recherches, réuni à Bruxelles, crée plusieurs unions scientifiques, dont l’Union radio-scientifique internationale (URSI), alors appelée Union internationale de radiotélégraphie scientifique. Ferrié en est le premier président, de 1919 à sa mort en 1932. Il préside sa première assemblée générale, à Bruxelles, du 24 au 28 juillet 1922. Lorsque le Conseil international de recherches devient en 1931 le Conseil international des unions scientifiques, il est élu premier vice-président. Il participe aux réunions internationales de Rome (1922), Madrid (1924), Prague (1927), Leyde (1928) et Stockholm (1930).

En France, il préside la Société astronomique de France de 1925 à 1927 et reçoit son prix Jules-Janssen en 1927.

Il meurt le 16 février 1932

Début juin 1931, à Copenhague, à la fin du congrès de l’Union radio-scientifique internationale, Ferrié est pris de fortes douleurs abdominales, qu’il attribue à une intoxication alimentaire. Il reprend ensuite ses activités. Au début de 1932, il se rend à Genève, comme président du comité d’experts en radioélectricité de la Société des Nations, pour contrôler la station de radio de l’organisation avant sa mise en service, puis inspecte les troupes de transmissions à Marseille et à Montpellier. Il prépare une tournée en Syrie, puis un voyage aux États-Unis pour le congrès de l’Union astronomique internationale.

À son retour à Paris, il souffre d’une nouvelle crise, qu’il croit d’abord liée au paludisme. Le diagnostic d’appendicite s’impose et il est transféré à l’hôpital militaire du Val-de-Grâce. L’état de son cœur oblige à l’opérer sans anesthésie. Son état se dégrade pendant quatre jours. Le maréchal Franchet d’Espérey, mandaté par le ministre de la Guerre, lui apporte les insignes de grand-croix de la Légion d’honneur ; Ferrié, endormi, n’en est informé que le lendemain. Il meurt le 16 février 1932 à 10 h 45, à 63 ans.

La nouvelle de sa mort est diffusée par radio dans le monde entier. Ses funérailles ont lieu à Paris le 18 février 1932. Il est inhumé au cimetière du Père-Lachaise, dans la 89e division. Il avait refusé les situations que lui offrait l’industrie et mourut sans fortune.