G. LES PÉRIPHÉRIQUES D'ENTRÉE

Ils permettent d'entrer des données dans l'ordinateur.

1. LE CLAVIER

Le clavier est le périphérique d'entrée le plus courant.
Le modèle standard est en France le clavier azerty 105 touches avec pavé de flèches et pavé numérique séparés. Il est connecté à l'unité centrale par une prise type din (carte baby at) ou mini-din (carte atx) ou le plus souvent usb ; lorsqu'on est amené à intervenir sur des ordinateurs de marques différentes.

2. LA SOURIS

La souris est l'unité d'entrée la plus conviviale. Elle est indispensable pour tout ce qui est mise en forme.
Elle se présente sous la forme d’un petit boîtier tenu en main, avec un ou plusieurs boutons sur le dessus (et parfois sur les côtés). Le curseur se déplace parallèlement au mouvement de la souris.

Selon le type de souris et d’ordinateur, elle se connecte le plus souvent sur un port USB ou via une liaison sans fil. Les premières souris grand public étaient mécaniques (bille), puis sont devenues optiques (LED), laser, et maintenant à capteurs optiques haute précision (ex. capteurs Logitech HERO jusqu’à 25 600 dpi, Razer Focus Pro 30K).

Les souris sans fil modernes utilisent le Bluetooth 5.x ou un récepteur USB 2,4 GHz (ex. Logitech LIGHTSPEED) et offrent une autonomie typique de 70 à plus de 150 heures selon les modèles et le mode d’économie d’énergie.

a) LA SOURIS MÉCANIQUE

Une boule de caoutchouc, ou d'acier recouvert de caoutchouc, sous la souris, tourne selon le même mouvement que la souris ; cette boule entraîne par friction deux rouleaux qui la touchent en deux points. Un des rouleaux obéit aux déplacements verticaux ; le second, perpendiculaire au premier, gère les mouvements horizontaux ; chaque rouleau communique ses rotations à un petit disque appelé encodeur, par l'intermédiaire d'un axe. Sur le pourtour de chaque encodeur se trouvent de minuscules points de contact métalliques.

Des lamelles métalliques complètent le système et effleurent les points de contact lorsqu'ils tournent. Chaque fois qu'une lamelle touche un point, il en résulte un signal électrique ; le nombre de signaux indique avec combien de points les lamelles sont entrées en contact. Plus il y a de signaux, plus ample a été le déplacement de la souris. Les signaux sont transmis à l'ordinateur jusqu'au driver de contrôle de la souris ; celui-ci traduit le nombre, la combinaison et la fréquence des signaux délivrés par les deux encodeurs en facteurs de distance, direction et vitesse, nécessaires au déplacement du curseur à l'écran.

b) LA SOURIS OPTIQUE

Une diode lumineuse rouge projette de la lumière sur la surface. Parallèlement, une caméra simplifiée prend un cliché de la surface à une fréquence régulière. Ces images sont ensuite réceptionnées par un capteur qui comme en photo numérique est capable de traiter un certain nombre de pixels pour restituer l’image sous forme numérique à l’électronique. La puce compare ensuite les images numériques entre elles et grâce aux différences enregistrées, calcule le déplacement de la souris. Jusqu’à aujourd’hui, deux valeurs étaient communément admises pour qualifier les performances du capteur. Il s’agit d’une part du nombre d’images prises et analysées par seconde et d’autre part de la résolution soit le nombre de prises de vues possibles sur une distance donnée. Le premier facteur se comprend aisément : plus il y a de mesures dans un temps imparti, meilleur sera la réactivité et la précision. Pour la résolution, c’est plus compliqué. Exprimée par les constructeurs en dpi ou ppp en français (points par pouce), il s’agit en réalité de cpi (count per inch) ou encore le nombre de mesures effectuées sur une distance d’un pouce soit 2,54 cm. La résolution influe sur deux facteurs physiques. En augmentant, elle améliore la précision puisqu'il y a plus de mesures pour une distance donnée mais d’autre part, la souris parcourt aussi moins de distance physique. Ce corollaire est intéressant pour les hautes résolutions à l’écran, puisqu’il faudra moins de déplacement manuel pour parvenir d’un angle de l’écran à l’autre.

c) LA SOURIS LASER

La del de la souris optique est remplacée par un petit laser, ainsi la source de lumière est plus intense et plus ciblée, permettant d'obtenir un meilleur cliché de la surface ; Une matrice cmos (Complementary Metal Oxide Semiconductor qui est en fait un capteur basé sur l’effet photoélectrique) 30x30 pixels permettant des captures jusqu'à 6400 images par seconde.

d) LA SOURIS BLUETRACK

Développée par les laboratoires Microsoft, cette technologie remplace l'illumination au laser des souris actuelles par un faisceau lumineux plus large dans le but d'éclairer la surface de glisse de manière plus importante. En élargissant le faisceau, les rebonds de la lumière sur la surface seront plus nombreux, particulièrement si la surface en question contient des aspérités. Un faisceau à led bleue offre un meilleur contraste avec un bruit nettement moindre pour un suivi des mouvements aussi précis que possible ; de plus, l'illumination bleue serait moins sensible aux poussières que les illuminations laser traditionnelles. L'intensité lumineuse est la même sur toute la largeur du faisceau afin d'éviter d'avoir des zones plus lumineuses que d'autres.

            source Microsoft

3. LE SCANNER

Le scanner est un périphérique d'entrée souvent utilisé ; il permet :

· de convertir une photo ou une image en fichier-image, utilisable et modifiable par l'ordinateur

· de convertir un document papier, sur lequel figure du texte, en fichier image, au sein duquel un logiciel d'ocr (optical character recognition) est à même de reconnaître les différentes lettres et donc de le transformer en un fichier texte exploitable dans un traitement de texte.

a) TYPES DE SCANNERS

Il existe plusieurs types de scanner dont les plus courants sont :

- Le scanner à plat : le plus répandu au bureau et à la maison, permet de numériser documents, photos, livres, parfois des films.

- Le scanner à défilement (sheet‑fed / scanner de documents) : les feuilles sont entraînées par un chargeur automatique (ADF), très utilisé en entreprise pour les piles de documents.

- Le scanner à tambour : anciennement utilisé pour l’édition professionnelle, aujourd’hui réservé à quelques usages très spécialisés (haute qualité sur films et originaux).

- Les scanners portables / à main : petits appareils permettant de numériser des documents en les faisant glisser ou en les passant dans une fente, pratiques en mobilité.

b) TYPE DE CONNEXION

En pratique, beaucoup de scanners bureautiques et portables sont encore en USB 2.0 (suffisant pour le débit) et/ou Wi‑Fi (802.11n/ac) pour le réseau.

Le “USB 3.x” est conseillé pour un usage confortable.

 

c) RÉSOLUTION

La résolution (exprimée en points par pouce) est le 1er critère pour choisir un scanner. Distinguer :

· la résolution réelle (ou optique) est ce que le scanner voit réellement ; une résolution de 600 x 600 ppp (points par pouce) signifie que, sur un carré d'un pouce de coté (645 mm2 environ), l'appareil distingue 360 000 points différents. Plus la résolution est élevée, plus le résultat est précis.

· la résolution par interpolation permet d'améliorer artificiellement l'acuité du scanner ; il s'agit d'un procédé logiciel pour calculer les points intermédiaires et augmenter la résolution.

d) MODE D'ACQUISITION DES DONNÉES

Le mode d'acquisition des données (ou de numérisation) désigne le nombre de bits affecté à la représentation d'un point ; plus ce nombre est élevé, mieux le scanner sera capable de reconnaître les couleurs. Ainsi, une acquisition en mode binaire (sur 2 bits) permet de coder le noir et blanc. Pour les scanners à plat, le mode d'acquisition peut être sur 24 bits (16,7 millions de couleurs), 32 bits, (1 milliard de couleurs) ou 64 bits (68 milliards de couleurs).

e) RAPIDITÉ

Le scanner travaille maintenant le plus souvent en une seule passe :

· En une passe, toutes les opérations de reconnaissance s'effectuent en une seule fois

· En plusieurs passes, (souvent trois --> une passe par couleur primaire : bleu, rouge, vert) se posent les problèmes de calage des images générées et de rapidité.

f) COMPATIBILITÉ

Le fichier-image généré par le scanner doit être reconnu dans son format (JPEG pour les photos, pdf pour les documents) par les logiciels de traitement d'image du marché ; pour cela, le scanner est compatible twain (standard développé par aldus, caere, kodak, logitech et hp).

4. LE MICROPHONE / LA CARTE SON

Le traitement du son fait partie intégrante des fonctionnalités d'un micro ; aussi bien la reconnaissance vocale qui va permettre de donner des ordres à l'ordinateur ou de dicter du texte à un traitement de texte que la synthèse vocale qui va permettre à l'ordinateur de lire un texte.

a) ENREGISTREMENT DU SON

Un signal sonore est un signal analogique visible sous une forme sinusoïdale ; or, en numérique, on utilise des bit (0 ou 1) pour stocker l'information. Lorsque l'on enregistre du son, il faut trouver le moyen de le convertir d'une source analogique en numérique.
Plus la fréquence d'échantillonnage est élevée, plus on diminue l'intervalle de temps entre deux "prises de valeur", et donc plus la précision est grande. A chaque période il va donc falloir récupérer la "valeur de la courbe", c'est là que l'on va parler de son "24 bit" par exemple. Quand on parle de son "24 bit" il s'agit en fait du niveau de précision avec laquelle on va lire la courbe. On regarde donc la "hauteur" de la courbe et on la convertit en nombre stocké sur un nombre de bit défini.

En effet, si nous stockons par exemple ce nombre sur 1 bit, il n'y a que 0 ou 1 comme possibilités (en gros si la courbe est en dessous de l'axe des abscisses on utilisera 0 et sinon 1). Le son ne ressemblera donc à rien car la précision utilisée est bien trop faible. Il faut donc augmenter la précision verticale (la fréquence d'échantillonnage augmentant la précision horizontale). On pourra donc par exemple coder la hauteur en 16 bit ce qui permet 65536 valeurs possibles (2^16). En 24 bits on peut coder 16777216 valeurs différentes.

b) CARACTÉRISTIQUES

Aujourd’hui, une carte son standard (ou le circuit audio intégré à la carte mère) possède au minimum une sortie stéréo au format mini‑jack, une entrée ligne stéréo ainsi qu’une entrée micro. Ce type de solution est suffisant pour une utilisation bureautique, la visioconférence, la lecture de musique ou de vidéos. Les cartes ou chipsets audio plus évolués offrent plusieurs sorties analogiques permettant de gérer le 5.1 ou le 7.1 (enceintes avant, arrière, centrale, caisson de basses), ainsi que des sorties numériques (SPDIF optique ou coaxiale) pour relier un ampli Home Cinéma.

(1) LE DSP

Chaque carte son dédiée possède son processeur : le DSP (Digital Signal Processor). Cette puce traite les signaux numériques (mixage, effets) et les convertit en signaux analogiques via les convertisseurs DAC. Les DSP les plus évolués permettent d’ajouter des effets (réverbération, distorsion, surround virtuel, etc.) et de gérer indépendamment plusieurs flux audio (jeux, voix, musique). Plus le DSP est puissant, plus il décharge le processeur principal des calculs audio, ce qui améliore les performances dans les jeux et les applications audio lourdes.

(2) LE SON INTÉGRÉ

Sur les cartes mères actuelles, le son intégré repose presque toujours sur des codecs Realtek (ALC897, ALC1200, ALC1220, ALC4080, etc.), capables de gérer jusqu’à 7.1 canaux avec des rapports signal/bruit pouvant atteindre 110–120 dB. Les anciens chipsets audio Nvidia nForce sont abandonnés depuis longtemps. La norme AC’97 a été remplacée par Intel High Definition Audio (Azalia), qui supporte le 7.1, le 24 bits et des fréquences d’échantillonnage jusqu’à 192 kHz.
Pour les applications professionnelles (home‑studio, podcast, musique), on utilise des interfaces externes en USB ou Thunderbolt (ex. Focusrite Scarlett, RME, MOTU), offrant des conversions 24 bits / 96–192 kHz avec une meilleure dynamique et de meilleurs préamplis micros.

(3) HIGH DEFINITION AUDIO

La technologie Intel High Definition Audio (HDA / Azalia) a succédé à AC’97 comme standard pour le son intégré.

Elle prend en charge :

· jusqu’à 8 canaux audio (7.1),

· des flux 24 bits jusqu’à 192 kHz pour la lecture,

· le routage souple des connecteurs (un même jack peut être sortie avant, arrière, micro...).

C’est la base de la plupart des solutions audio intégrées actuelles sur PC.

(4) LES CONNECTEURS INTERNES ET EXTERNES

Outre les connecteurs externes (mini‑jack 3,5 mm, SPDIF Toslink ou coaxial, parfois HDMI pour l’audio multicanal via la carte graphique), les anciennes cartes son disposaient de connecteurs internes comme le CD‑in (liaison analogique avec le lecteur de CD‑ROM). Cette entrée interne a quasiment disparu avec l’abandon des lecteurs optiques audio dédiés.

Les interfaces audio modernes privilégient les connexions USB Audio Class (2.0 et 3.0) et Thunderbolt pour les cartes son externes, ce qui permet de bénéficier d’un son multicanal de haute qualité, d’alimentations fantômes pour les microphones XLR et de latences très faibles

c) FORMATS

Un disque audio exploite des données non compressées. La musique est numérisée au rythme de 44100 échantillons par secondes, chacun de ces échantillons étant codé sur 16 bits (2 octets) et en stéréo. Cela donne un total de 176 ko pour une seconde de musique, ou environ 10 Mo pour une minute. Les formats de compression permettent de diviser cette quantité de données par un facteur variant de 8 à 15, avec une perte de qualité minime.
Tous ces algorithmes de compression fonctionnent sur le même principe : éliminer les fréquences que l'oreille humaine ne perçoit pas du tout, ou très peu, et niveler les fréquences proches les unes des autres à des valeurs identiques de façon à accroître la compression. Ce sont des algorithmes dits "destructifs". Autrement dit, la conversion d'un fichier audio compressé à partir d'un cd audio à nouveau en format cd audio, les données résultantes ne seront pas les mêmes que celles du fichier originel. Selon les formats et les besoins, la compression pourra être plus ou moins importante. Elle est définie par le débit, c'est-à-dire le flux d'informations par seconde de musique. Il peut osciller de 32 kbps (kilobits par seconde) à 320 kbps.

(1) LE MP3

Conçu par l’institut Fraunhofer et standardisé dès 1992, le MP3 (MPEG‑1 Audio Layer III) est le format de compression avec perte le plus connu. Il permet de choisir un débit (“bitrate”) entre 32 et 320 kb/s, en mode constant (CBR) ou variable (VBR). À partir de 128 kb/s, la qualité devient acceptable pour une écoute courante, et autour de 192–256 kb/s, elle est jugée proche du CD audio par la majorité des auditeurs.
À 192 kb/s, une minute de musique pèse environ 1,4 Mo. En VBR, l’encodeur ajuste le débit : il augmente sur les passages complexes, le réduit sur les passages simples, ce qui réduit un peu la taille du fichier à qualité équivalente. Le grand avantage du MP3 reste sa compatibilité quasi universelle : lecteurs MP3, autoradios, chaînes hi‑fi, téléviseurs, consoles, etc.
En contrepartie, le MP3 gère moins bien certaines fréquences aiguës et reste moins efficace que les codecs modernes (AAC, Opus) à débit égal, en particulier pour la musique classique ou les enregistrements riches en détails.
2026 : toujours très utilisé pour la compatibilité, mais plus recommandé comme codec optimal pour les nouveaux projets (préférer AAC ou Opus).

(2) MP3 Pro

Le MP3 Pro visait à corriger la faiblesse du MP3 standard dans les hautes fréquences, en ajoutant une technologie de reconstruction de spectre. À 96 kb/s, il pouvait offrir une qualité proche d’un MP3 à 128 kb/s, avec un gain de taille d’environ 25%.
Cependant, le format n’a jamais été massivement adopté : peu d’encodeurs, compatibilité partielle, arrivée rapide de l’AAC.

 

(3) WMA

Lancé en 1999 par Microsoft, le WMA (Windows Media Audio) proposait une meilleure efficacité que le MP3 à bas débit et s’intégrait parfaitement à Windows Media Player, avec un système de gestion des droits (DRM). À 128 kb/s, il offre une qualité proche du CD audio pour beaucoup de contenus.

WMA a été largement utilisé au début des années 2000 (fichiers protégés, CD audio “sécurisés”, premiers services de téléchargement légal).

 

(4) AAC

L’AAC (Advanced Audio Coding) a été développé par un consortium (Fraunhofer, Sony, Dolby, etc.) comme successeur du MP3. Basé sur MPEG‑4, il offre un meilleur compromis débit/qualité que le MP3 et le WMA. En pratique, on obtient une qualité proche du CD audio dès 96–128 kb/s, là où le MP3 demandera plutôt 160–192 kb/s.

L’AAC supporte jusqu’à 48 canaux audio, des débits variables, et des profils adaptés à la diffusion en ligne. Il est utilisé par iTunes / Apple Music, YouTube, de nombreux services de VOD et la plupart des plateformes mobiles.

 

(5) OGG Vorbis

Ogg Vorbis est un format de compression audio ouvert et libre de droits, souvent comparé à Linux dans le monde des systèmes d’exploitation. À 128 kb/s, Vorbis offre une qualité généralement meilleure que le MP3 au même débit. Sa structure basée sur des paquets successifs le rend robuste et adapté au streaming (radios internet).

Vorbis peut gérer jusqu’à 255 canaux audio et est utilisé dans certains jeux vidéo, applications libres et anciens services comme Spotify “historique” (avant l’adoption d’Opus/aac sur certaines plateformes).

2026 : toujours présent dans l’écosystème open source, mais de plus en plus supplanté par Opus pour les nouveaux services de streaming.

(6) OPUS

Opus (normalisé par l’IETF, RFC 6716 en 2012) est aujourd’hui considéré comme l’un des meilleurs codecs avec perte. Il combine deux technologies (SILK pour la voix, CELT pour la musique) et fonctionne de 6 à 510 kb/s, avec une latence très faible (à partir de 2,5 ms).

Opus est idéal pour la VoIP (Discord, WhatsApp, Zoom…), le streaming en temps réel (jeux en ligne, diffusion radio), et la musique en ligne à bas et moyen débit. Il est libre, ouvert et largement adopté côté serveurs et applications modernes.

(7) FLAC (Free Lossless Audio Codec)

FLAC est le standard de référence pour la compression audio sans perte. Il réduit la taille d’un flux PCM (CD 16 bits/44,1 kHz ≈ 1 411 kb/s) à environ 700–900 kb/s sans aucune perte de qualité.

FLAC est très utilisé dans les offres Hi‑Fi (Tidal, Qobuz, Deezer HiFi, magasins de téléchargement) et dans les bibliothèques audios locales d’audiophiles. Chez Apple, le rôle équivalent est joué par ALAC (Apple Lossless).

(8) DOLBY ATMOS

Dolby Atmos : format audio spatial basé sur des objets sonores 3D, permettant une spatialisation précise (hauteur, profondeur). Jusqu’à 128 pistes logiques, avec rendu sur barres de son, kits 5.1.2/7.1.4, casques, etc. Très présent en VOD (Netflix, Disney+, Apple TV+), jeux vidéo, Blu‑ray UHD. Nécessite un décodeur compatible

(9) SONY 360 REALITY AUDIO

Sony 360 Reality Audio : format audio spatial basé sur MPEG‑H, utilisé sur Tidal, Deezer, Amazon Music pour des mixes immersifs au casque.

(10) TABLEAU RÉCAPITULATIF

d) RECONNAISSANCE VOCALE ET IA (2024)

La carte son est maintenant liée aux fonctions d’intelligence artificielle :

- Assistants vocaux locaux : Whisper (OpenAI, open source), utilisable hors ligne sur CPU/GPU. Reconnaissance vocale précise en 100+ langues. Utilisé dans les applications desktop 2024.

- Réduction de bruit IA : NVIDIA RTX Voice/Broadcast, AMD ReShadeMIC, Krisp. Filtrent le bruit de fond en temps réel via tensor cores ou CPU. Standard dans les casques gaming 2024 (SteelSeries Arctis, Logitech PRO X 2).

- Assistants en ligne : Google Assistant, Alexa, Siri, Cortana. Requièrent une connexion internet et un microphone. Codés avec du deep learning (Transformer/LSTM).

- Synthèse vocale TTS (Text-to-Speech) : Coqui TTS, Bark, ElevenLabs. Génèrent une voix naturelle à partir de texte, avec des voix clonables. Utilisés dans l’accessibilité et le doublage automatisé.

5. LES INTERFACES SANS FIL MODERNES (2024)

En dehors des connexions filaires, les périphériques modernes utilisent plusieurs technologies sans fil complémentaires :

- Wi-Fi 7 (802.11be, 2024) : 46 Gb/s théorique, Multi-Link Operation (MLO) sur 2,4/5/6 GHz simultanément, latence < 1 ms. Standard sur les PC portables haut de gamme et routeurs 2024.

- Bluetooth 5.4 (2023) : 2 Mbps, LE Audio avec le codec LC3, Auracast (diffusion multi-appareils), consommation ultra-faible. Standard pour périphériques (clavier, souris, casque).

- UWB - Ultra Wide Band (2022+) : précision de localisation < 10 cm. Utilisé dans Apple AirDrop, Samsung SmartThings, déverrouillage voiture. IEEE 802.15.4a.

- NFC (13,56 MHz) : paiement sans contact, configuration Bluetooth rapide, badge accès. Portée ≤ 10 cm. Intégré dans tous les smartphones depuis 2015.

- Matter / Thread (2022) : standard IoT unifié (Apple, Google, Amazon, Samsung). Thread est un protocole IP mesh basse consommation pour la domotique. Zigbee reste présent sur les installations existantes