Un magnétophone est un appareil permettant d'enregistrer des sons sur une bande magnétiqueMagnétophone, sur cnrtl.fr (consulté le 5 février 2013). qui peut être enroulée dans une bobine ou une cassette.
Le nom Magnetophon était originellement une marque déposée par AEG (Telefunken) et IG Farben et désignait les seuls « enregistreurs à ruban ». Ce terme est passé dans le langage courant, devenant une sorte de nom commun.
Le principe est de polariser grâce à un électroaimant (tête magnétique), les particules métalliques magnétiques d'un support souple en ruban, défilant à vitesse constante sur la tête.
Historique L'enregistrement magnétique a été imaginé dès 1877 par l'ingénieur américain Oberlin Smith, biography.. Les premières expériences pratiques remontent au Télégraphone de l'ingénieur danois Valdemar Poulsen en 1898. Quatre périodes marquent l'évolution de ces techniques : mécanique, électromécanique, magnétique et enfin électronique.
Mécanique Dans une première période, les enregistreurs ne sont pas magnétiques, mais mécaniques ; il est simplement procédé à une déformation d’un support matériel, l’énergie acoustique transformée en énergie mécanique servant directement à la gravure. À cette époque, le procédé n’était envisagé que comme un remplaçant de la sténographie, donc destiné par ses inventeurs à sauvegarder les textes et les discours politiques.
En 1857, Édouard-Léon Scott de Martinville avait ainsi imaginé le phonautographe, appareil enregistrant des vibrations acoustiques sur du papier recouvert de noir de fumée.
Phonographe à cylindre En 1877 la sauvegarde du son s’opère par déformation permanente d’un support matériel. Elle en permet alors sa restitution. Charles Cros (qui décrivit le principe) et Thomas Alva Edison (qui le mit en œuvre) mettent au point respectivement le paléophonePaléophone sur Universalis.fr. et le phonographe qui utilisent des rouleaux recouverts de cire.
Gramophone à disque Dix ans plus tard, en 1887, Emile Berliner, technicien américain d'origine allemande, réussit à mettre au point le gramophone (où il remplace les rouleaux par un disque) et apporte ainsi une nette amélioration à l’idée de Charles Cros.
Électro-mécanique L’enregistrement reste mécanique mais assisté électriquement. L’énergie acoustique est d’abord transformée en énergie électrique maniable et susceptible d’amplification afin d’actionner le burin graveur avec plus de sensibilité et de précision.
En 1920 pour réaliser le premier enregistrement électrique du son (Electrical recording ou Orthophonic recording), Lionel Guest et H. O. Merriman utilisent un amplificateur avec triode permettant la gravure. En 1925 des travaux analogues furent entrepris aux Bell Laboratories par J.P. Maxfield et H. C. Harrisson.
Magnétique Grâce à l’unification par Maxwell et Ampère, vers 1820, des lois de l’électricité et du magnétisme dans les théories électromagnétiques, et grâce à la découverte par Heinrich Hertz de ces mêmes ondes électromagnétiques en 1887, l’enregistrement a pu devenir magnétique grâce à la conservation d’une aimantation rémanente proportionnelle à l’intensité du champ électrique de l’électro-aimant, même après suppression de ce champ.
Télégraphone à fil magnétique Dès 1888, l'américain Oberlin Smith propose un procédé permettant d'enregistrer les sons en magnétisant un fil de fer. L'enregistrement se fait en plaçant une pile électrique entre le microphone téléphonique et la tête magnétique. La lecture se fait en raccordant un écouteur téléphonique directement à la tête magnétique. , aucune machine construite par Oberlin Smith n'est parvenue jusqu'à nous.
Ce n'est qu'en 1898 que Valdemar Poulsen construit son Télégraphone, machine capable d'enregistrer les sons sur fil de fer souple, sur disque de fer et sur bande de fer souple. Ces trois versions seront construites par la société Mix & Genest, qui se désintéressera rapidement du projet. Le télégraphone connaît un certain succès en Amérique où il est construit et commercialisé par l'American Télégraphone Company.
Bien que la machine fonctionne relativement bien au regard de sa simplicité, il n'offre pas une qualité d'enregistrement suffisante et se limite à la diction. La société allemande Max Kohl le perfectionne en 1921 en y ajoutant un amplificateur très rudimentaire utilisant une lampe triode : l'enregistrement se fait sur disque magnétique. Quelques années plus tard, une version améliorée voit le jour en Amérique : le Record-O-Phone, auquel un amplificateur à lampes peut être joint pour une meilleure audition.
thumb|Un magnétophone à fil magnétique dans les studios de la BBC en 1937.
Magnétophone à bandes magnétiques En 1928, l'Allemand Karl Stille améliore le Télégraphone et appelle son appareil le « magnétophone ». La qualité sonore est améliorée en 1928, lorsque Fritz Pfleumer remplace le fil d’acier par une bande magnétique en papier kraft. Il travaillait dans une société de fabrication de cigarettes, il met au point une bande de papier fin recouverte de poudre de fer. Sa machine utilise un amplificateur à lampes et la firme AEG rachète le brevet en 1930. AEG entame alors un vaste programme de recherches et de développement concernant les têtes magnétiques, les mécanismes de transport de la bande et les amplificateurs, afin de perfectionner son Magnétophone. Parallèlement, les travaux de mise au point de la bande magnétique sont menés aux usines de l'IG Farben à Ludwigshafen (aujourd'hui BASF).
Au début, les bandes sont en papier. Elles mesurent de large et défilent à . La qualité est encore médiocre et les ruptures sont courantes. En 1932, AEG élargit la bande à et décide de travailler sur un nouveau support plus résistant : les premières bandes à base d'acétate voient le jour en 1934. Elles sont recouvertes de fer carbonyle. La taille des particules ne permet pas des enregistrements de qualité, et la prémagnétisation à courant continu rend le support très peu linéaire. Les quelques enregistrements musicaux sont d'une qualité désastreuse.
IG Farben perfectionne la bande en 1936 en remplaçant le fer carbonyle par l'oxyde de fer de couleur noire. La vitesse de défilement est réduite à (que les américains arrondiront en 1945 à 30 pouces par seconde, soit ). Ce n'est qu'en 1939 que l'oxyde de fer brun sera utilisé pour une meilleure qualité sonore. La haute fidélité ne sera possible qu'en 1941 avec l'utilisation de la prémagnétisation à haute fréquence (bien que découverte dans les années 1920, elle restera ignorée jusqu'à ce qu'un Magnétophone produise des enregistrements de qualité inégalée : le circuit de prémagnétisation à courant continu s'était mis à osciller...).
Adolf Hitler et ses proches feront grand usage du magnétophone pour leurs discours radiophoniques : les discours publics comme ceux du Reichstag étaient systématiquement enregistrés. D'autres étaient enregistrés au préalable et diffusés depuis les studios après que l'orateur eut quitté les lieux, déjouant ainsi tout attentat. La qualité des radios à modulation d'amplitude de l'époque (bande passante de ) rendait indiscernable le son du magnétophone de celui du direct.
Premiers concerts classiques enregistrés Dès 1939, AEG travaille sur une tête à deux entrefers permettant d'enregistrer deux pistes sur la même bande. Au départ, ce n'est que pour enregistrer le même signal en push-pull, mais cette méthode n'aboutit pas. Les premiers enregistrements stéréophoniques sont effectués en 1942. La plupart des concerts sont enregistrés dès 1941, dont plus de 250 en stéréo. Seuls trois enregistrements stéréophoniques de 1943 et 1944 nous sont parvenus .
En 1945, à Berlin, l'Armée soviétique s'empare d'environ en tout genre, dont seulement un peu plus d'un millier seront restituées à l'Allemagne en 1991. Parmi elles, on compte un certain nombre de concerts publics dirigés par Furtwängler, Karajan, Knapertsbuch, et plus de 600 bandes de lieder (Schubert, Schumann, Mahler) avec Michael Raucheisen au piano.
Extension au grand public thumb|Collection de magnétophones au Musée de l'électricité de Bourgogne L'enregistrement sur bande se généralise dès 1946 en Amérique où Bing Crosby fait monter ses shows sur bande avant gravure sur disque de diffusion. La firme Ampex, fondée en 1944, dominera le marché durant plusieurs décennies. Le premier magnétophone vendu au public en 1947 est le Soundmirror BK-401 de la firme Brush Development Company, qui fabrique aussi ses propres bandes, au départ en papier, puis à base de plastique. Scotch/3M se lance dans la bande magnétique dès 1948 avec la bande Type 100 (papier) suivie de la 101 (plastique).
Prémices du magnétoscope Dès 1950, les Américains travaillent sur un procédé d'enregistrement de l'image télévisée sur bande. Le système VERA est fonctionnel, mais bien trop gourmand en bande. C'est Ampex qui fabriquera le premier magnétoscope à bande 2 pouces (système quadruplex). La machine sera fonctionnelle dès 1956 et enregistrera même en couleur dès 1957.
L'industrie phonographique utilise aussi le magnétophone pour remplacer les galettes de cire qui ne permettaient aucun montage. Les firmes Deutsche Grammophon et Telefunken seront les premières à utiliser les magnétophones AEG pour l'enregistrement de leurs disques 78 tours puis microsillons par la suite.
La France commence à utiliser les magnétophones à bandes pour la radio en 1948 et les magnétophones commencent à séduire le public dès le début des années 1950.
Nagra portable à manivelle En 1951, le Nagra I, à lampes miniatures et remontage à manivelle, est le premier magnétophone à bande magnétique 1/4 de pouce de très petite dimension () et révolutionne l'enregistrement du reportage radiophonique. Le Nagra monte au plus haut en accompagnant une expédition sur l'Everest et s'enfonce dans les profondeurs avec le bathyscaphe du professeur Piccard.
Durant les premières années, les amateurs utilisèrent leur magnétophone davantage pour s'enregistrer en famille que pour enregistrer un disque ou la radio (ce que faisaient parfois les novices par microphone devant le haut-parleur avec très peu de fidélité du son, les postes à lampes disposant de peu de prises de connexion à un magnétophone).
Fonctionnement Description Dispositif Un magnétophone, à bobines comme à cassettes, disposait d'un dispositif central dans lequel on faisait passer la bande, à partir de la bobine émettrice, constitué d'un guide gauche, une tête d'effacement des éventuels enregistrements précédents, une tête d'enregistrement, une tête de lecture (ou une seule tête d'enregistrement/lecture), un ensemble d’entraînement effectué par le cabestan d'un côté, un galet en caoutchouc effectuant la pression de l'autre, et un guide droit, avant de rejoindre la bobine réceptrice.
Chacune des deux bobines était maintenue par une petite broche centrale munie de trois ergots en triangle, disposée sur un petit plateau circulaire de maintien horizontal, (contrairement à un disque 78 tours ou microsillon, dont l'ergot cylindrique centralisateur et la simple adhérence et poids (excepté les disques souples) sur le revêtement non lisse du plateau suffisait), permettant d'assurer la rotation de la bobine réceptrice, la vitesse de la bande étant régulée par celle du cabestan, ainsi que celle de l'émettrice et de la réceptrice pour l'embobinage ou le rembobinage rapides.
Pour bien faire passer le côté magnétique de la bande du côté des têtes, et non l'inverse, les bandes étant marron sur les deux faces (couleur de l'oxyde de fer), puis marron foncé dans les années 1970, la seule possibilité de repérage était l'aspect dépoli côté magnétisme, et brillant de l'autre côté.
Pour maintenir une tension suffisante de la bande sur les bobines gauche et droite, émettrice et réceptrice, un moteur entraînait sans forcer la bobine réceptrice à une vitesse légèrement supérieure à celle maximale de rotation, ainsi que l'émettrice en légère rotation arrière.
Diamètre des bobines