H. LES PÉRIPHÉRIQUES DE SORTIE

1. L'ÉCRAN

Carte vidéo et écran restent intimement liés : la qualité d’affichage dépend autant du GPU que de la dalle. Le choix d’un écran dépend de l’usage (bureautique, PAO, CAO, jeu vidéo, montage vidéo…) : plus l’affichage est critique, plus l’écran doit être grand, précis (résolution, colorimétrie) et avec u- bon taux de rafraîchissement.

a) LES ÉCRANS CATHODIQUES

Ils ne sont plus utilisés en usage courant du fait de leur poids, de leur volume et de leur consommation. Ils subsistent seulement pour du rétro‑gaming et quelques usages industriels spécifiques.

(1) Taille

La taille du CRT se mesurait en diagonale, en pouces, comme aujourd’hui (15", 17", 19", 21"...).

(2) Tube

Les tubes Trinitron de Sony (et dérivés chez d’autres fabricants) étaient considérés comme haut de gamme : luminophores en bandes verticales, masque d’ouverture particulier, meilleure luminosité et contraste, avec une surface plus plane réduisant les reflets. Sony a arrêté la production des moniteurs Trinitron vers 2005–2007.

(3) Boutons de réglage

Les moniteurs CRT disposaient de boutons ou d’un OSD pour régler contraste, luminosité, géométrie et position de l’image. Il fallait vérifier que l’image occupait bien toute la surface utile sans bandes noires.
Les écrans actuels conservent u- OSD, mais servent surtout à régler luminosité, contraste, espace couleur, overdrive, etc.

(4) Pitch (pas de masque)

Le pitch désignait la taille des points (ou des bandes) du masque, typiquement entre 0,25 et 0,28 mm sur les moniteurs de bureau. Plus le pitch était fin, plus l’image était précise. Sur les LCD/OLED actuels, on parle plutôt de pitch de pixel (taille physique d’un pixel) lié à la résolution et à la taille de la dalle.

(5) Fréquence

Sur CRT, la fréquence de rafraîchissement vertical (60–100 Hz) influençait directement le scintillement : en dessous de 75 Hz, la fatigue visuelle était sensible. La fréquence horizontale déterminait la compatibilité avec certaines résolutions/taux de rafraîchissement. Sur les écrans LCD/OLED modernes, on parle de taux de rafraîchissement (60, 75, 120, 144, 240 Hz et plus), mais sans scintillement au sens des CRT, et les fréquences horizontales ne sont plus mentionnées côté utilisateur.

(6)  Mode entrelacé / non entrelacé

Les CRT pouvaient fonctionner en mode entrelacé (une ligne sur deux à chaque balayage) ou non entrelacé (progressif). Le non entrelacé offrait une image plus stable et plus nette.
Les moniteurs LCD/LED/OLED PC actuels fonctionnent tous e- mode progressif ; l’entrelacé reste utilisé surtout dans certains flux vidéo TV mais pas pour l’affichage natif des écrans.

 

b) LES ÉCRANS À CRISTAUX LIQUIDES

Les écrans à cristaux liquides ont remplacé les tubes cathodiques pour les PC et téléviseurs. À chaque pixel correspondent 3 sous‑pixels (R, V, B), chacun piloté par un transistor (TFT). La résolution maximale dépend donc du nombre de transistors adressables sur la dalle.

(1) Résolution

La résolution définit le nombre de colonnes × lignes de l’écran (par exemple 1 920 × 1 080). Plus elle est élevée pour une taille donnée, plus l’image est fine.

Les résolutions courantes sur PC sont :

· Full HD : 1 920 × 1 080

· QHD / 2K : 2 560 × 1 440

· UHD / 4K : 3 840 × 2 160

· 5K / 6K pour certains écrans pro.

Pour la vidéo et la TV, on emploie souvent les termes :

· 4K : au cinéma, ≈ 4 096 pixels de large (DCI 4K).

· 8K : ≈ 8 192 pixels de large au cinéma.

 

(2) Temps de réponse

Le temps de réponse mesure la vitesse à laquelle un pixel change d’état. On utilise aujourd’hui surtout la mesure gris‑à‑gris (GtG) en millisecondes.

Plus ce temps est faible (1–5 ms GtG), moins on observe de traînées (ghosting) dans les mouvements rapides, ce qui est important pour le jeu et la vidéo.

(3)  Angle de vision

L’angle de vision est l’angle où l’image reste lisible sans variation majeure de contraste ni de couleur.

· TN (Twisted Nematic) : angles réduits, surtout en vertical ; couleurs qui virent fortement dès qu’on se décale.

· IPS (In‑Plane Switching) : angles très larges (≈ 178°), couleurs stables.

· VA (MVA / PVA) : angles assez larges, meilleur contraste que l’IPS, mais parfois des variations de gamma.

 

(4) Luminosité

La luminosité se mesure en cd/m² (nits) :

· 250–300 cd/m² suffisent pour un écran de bureau standard.

· 400–600 cd/m² sont utiles pour les écrans lumineux (bureaux très éclairés, usage public).

 

(5) Taux de contraste

Le contraste est le rapport entre la luminosité du blanc et du noir affichés (par exemple 1 000:1).

· Les dalles IPS ont souvent des contrastes natifs autour de 1 000:1.

· Les dalles VA peuvent atteindre 2 000:1 à 3 000:1.

· Les écrans OLED et Micro‑LED ont un noir quasi parfait (contraste “infini” perçu), car les pixels peuvent être éteints individuellement.

 

(6) La dalle (technologies de panneau)

Les principales technologies actuelles :

- TN (Twisted Nematic)

· Avantages : très rapides, peu coûteux.

· Inconvénients : angles de vision faibles, couleurs moins précises.

· Usage : écrans gaming entrée de gamme.

- VA (MVA / PVA, Vertical Alignment)

· Avantages : bon contraste, noirs plus profonds que l’IPS, angles corrects.

· Inconvénients : réactivité moyenne selon les modèles, un peu de smearing dans les scènes sombres.

· Usage : TV, écrans polyvalents.

- IPS (In‑Plane Switching)

· Avantages : très bons angles de vision, couleurs précises, largement utilisés pour photo/graphisme.

· Inconvénients : contraste plus faible que VA, prix parfois un peu plus élevé.

· Usage : bureautique, création, gaming milieu/haut de gamme.

- QLED (LCD + Quantum Dots)

· LCD (souvent VA) avec filtre à points quantiques pour élargir le gamut et augmenter la luminosité.

· Très répandu sur les TV et certains moniteurs “wide gamut”.

· Ce n’est pas de l’OLED : le rétroéclairage reste séparé.

- Mini‑LED

· LCD avec rétroéclairage Full Array Local Dimming composé de milliers de mini‑LED, découpées en centaines ou milliers de zones indépendantes.

· Meilleur contraste et meilleure gestion du HDR qu’un LCD classique.

- Micro‑LED

· Chaque pixel est constitué de micro‑LED (R, V, B) émissives.

· Couleurs, contraste et luminosité excellents, réactivité très élevée.

· Toujours en développement / très haut de gamme en raison des coûts de fabrication.

- OLED / QD‑OLED

· Pixels auto‑émissifs, noirs parfaits, contraste très élevé, temps de réponse excellent.

· Idéal pour films, jeux, création, mais risque de marquage à long terme sur certains usages.

(7) Rétro‑éclairage

Pour les LCD, plusieurs types de rétro‑éclairage :

· Edge LED : les LED sont sur les bords de la dalle, la lumière est diffusée par des guides.

· Edge LED avec Local Dimming : une partie des LED peut être atténuée par zones, avec un contraste amélioré mais limité.

· Full Array Local Dimming (FALD) : LED réparties derrière toute la surface, découpées en zones indépendantes ; plus il y a de zones, plus le rétro‑éclairage HDR est précis.

· OLED et Micro‑LED n’utilisent pas de rétro‑éclairage séparé : chaque pixel émet sa propre lumière.

c) LES ÉCRANS OLED

Ils font l'objet d'une catégorie à part.

oled signifie "Organic Light-Emitting Diode". L'écran est constitué de polymères organiques capables d'émettre leur propre lumière. C'est une technologie LG. Les écrans sont fins et légers  (pas de rétro-éclairages ni de filtres). Les dalles sont flexibles, le contraste est infini, le  temps de réponse est très court (0,1 ms) mais la luminosité est moindre que sur les lcd même si ce point a beaucoup évolué avec les dernières générations.

d) COMPARAISON TECHNOLOGIES

2. L'IMPRIMANTE

plusieurs types

- l'imprimante laser

- l'imprimante à jet d'encre / bulles d'encre

- l'imprimante matricielle (à aiguilles)

- l'imprimante à marguerite

a) L'IMPRIMANTE À MARGUERITE

Les imprimantes à marguerite sont basées sur le principe des machines dactylographiques. Tous les caractères sont imprimés en relief sur une matrice en forme de marguerite. Pour imprimer, un ruban imbibé d'encre est placé entre la marguerite et la feuille de telle façon que lorsque la matrice frappe le ruban, celui-ci dépose de l'encre uniquement au niveau du relief du caractère.
Ce type d'imprimantes est devenu obsolète car elles sont beaucoup trop bruyantes et très peu rapides.

 

b) L'IMPRIMANTE MATRICIELLE

Elle permet d'imprimer des documents grâce à un va-et-vient de la tête sur le papier. La tête est constituée de petites aiguilles, poussées par des électro-aimants, qui viennent taper contre un ruban de carbone situé entre la tête et le papier. Les imprimantes matricielles les plus récentes sont équipées de têtes d'impression comportant 24 aiguilles, ce qui leur permet d'imprimer avec une résolution de 216 points par pouce.

 

c) L'IMPRIMANTE JET D'ENCRE / BULLE D'ENCRE

Dans les imprimantes jet d’encre bureautiques, la quasi‑totalité des modèles utilisent aujourd’hui la technologie goutte à la demande (DOD), plus simple et plus économique que le jet continu, qui est réservé aux systèmes industriels de marquage et d’impression haute vitesse

La formation d’une goutte d'encre se produit par application d'une pression contrôlée sur une encre liquide contenue dans un réservoir et qui s'écoule à travers un orifice. A la sortie le flux d'encre résultant se fragmente en petites gouttes. Cependant plusieurs techniques sont actuellement disponibles, toutes dérivant de deux technologies principales : le CJ ("Continuous Jet" – jet continu) et DOD ("Drop On Demand" –goutte à la demande). Le tableau ci-dessous permet de mieux comprendre la filiation des différentes techniques

(1) TECHNOLOGIE JET CONTINU (CJ)

La formation en jet continu repose sur le principe thermodynamique de l'énergie minimale. Un liquide (encre) s’écoulant à travers un orifice tend à se séparer en gouttelettes si la surface externe de la masse de liquide est plus grande que la surface extérieure des gouttelettes. La formation de gouttes va donc permettre de réduire l'énergie totale du système. Pour induire la séparation du jet sous forme de gouttes, on va agir sur la pression du fluide (et donc sa vitesse), les dimensions de l'orifice et les perturbations appliquées au système sous forme de vibrations (noter que la géométrie de l'orifice peut aussi influencer largement la réponse du système). Les vibrations sont nécessaires pour assurer la formation de gouttes homogènes et sont générées par des cristaux piézo-électriques fixés aux réservoirs d'encre.

(2) TECHNOLOGIE GOUTTE À LA DEMANDE (DOD)

Contrairement à la technologie jet continu, dans la technologie goutte à la demande la formation de gouttes n'est pas continue mais est fonction du motif à reproduire. Ainsi toutes les gouttes générées vont atteindre le support. Le principe de formation des gouttes repose sur l'expansion d'un fluide dans une chambre ayant un orifice de petites dimensions. L'expansion étant déclenchée et contrôlée électroniquement, il est donc possible de former le nombre de gouttes désiré et, dans une certaine mesure, moduler les caractéristiques de ces gouttes. Comme précédemment l'objectif est d'avoir des gouttes homogènes.

Cette technologie présente des coûts de fabrication et maintenance moins élevés pour une meilleure qualité de reproduction (la limitation étant la moindre vitesse d'impression – on travaille actuellement à des fréquences maximales de 30 à 40 KHz, presque 30 fois inférieures aux systèmes CJ). Il est donc normal qu'elle soit devenue la technologie la plus utilisée actuellement et celle sur laquelle sont focalisés les efforts de recherche et développement.

d) L'IMPRIMANTE LASER

L’imprimante laser forme une image en points sur u- tambour photosensible grâce à un faisceau laser ou LED. La charge électrique du tambour attire la poudre de toner, qui est ensuite transférée et fixée sur le papier par des rouleaux chauffants.
Les imprimantes laser sont plus rapides et moins bruyantes que les jets d’encre, et offrent des textes très nets (600 à 1 200 dpi), avec un coût par page souvent inférieur en bureautique

L'imprimante laser est beaucoup plus rapide et moins bruyante.

e) LES LANGAGES DE DESCRIPTION DE PAGE

Le langage de description de page est le langage standard que l'ordinateur utilise pour communiquer avec l'imprimante. En effet, il faut que l'imprimante soit capable d'interpréter les informations que l'ordinateur lui envoie.

- PCL : : il s'agit d'un langage constitué de séquences binaires. Les caractères sont transmis selon leur code ascii. toujours très courant sur imprimantes de bureau.

- PostScript / PDF : ce langage, utilisé à l'origine pour les imprimantes Apple LaserWriter, est devenu le standard en matière de langage de description de page. Il s'agit d'un langage à part entière basé sur un ensemble d'instructions.

Sur les multifonctions récents, on trouve de plus en plus u- interpreteur PDF direct ou “PDF emulation” en plus de PCL et PostScript, ce qui facilite l’impression de documents complexes depuis tous les systèmes

f) GOOGLE CLOUD PRINT (service arrêté en 2021)

 

g) L’IMPRIMANTE 3D

L’imprimante 3D est un périphérique de sortie qui crée des objets physiques couche par couche depuis un fichier numérique 3D (STL, 3MF). Trois technologies principales :

- FDM (grand public) - Filament PLA/PETG/ABS fondu à 200–280°C. Résolution 50–200 µm. Prix 200– 2 000 €. Vitesse 2024 : jusqu’à 600 mm/s (Bambu Lab X1C, Prusa MK4).

- SLA / MSLA (résine UV) - Résolution exceptionnelle 2–50 µm. Prix 200– 5 000 €. Bijoux, dentaire, figurines (Elegoo Saturn 4, Anycubic Photon M7).

- SLS / MJF / DMLS (industriel) - Poudre frittage laser, nylon/métal/céramique. Prix 50 k– 1 M€. Aérospatial (SpaceX, Airbus), médical, automobile (HP Multi Jet Fusion, EOS).

h) LOGICIELS ET FORMATS 3D

- Format STL (standard historique) remplacé progressivement par 3MF (couleur, matériaux, métadonnées).

- Slicers (découpage) : Bambu Studio, OrcaSlicer, PrusaSlicer, Cura. Convertissent le modèle 3D en G-code couche par couche.

- IA générative 3D (2024) : TripoAI, Meshy, NVIDIA GET3D - création de modèles 3D depuis une photo ou un texte.

Imprimante 3D - FDM / SLA / SLS - Technologies et usages professionnels 2024

3. LE MODEM

À l'origine, l'ordinateur et le téléphone par fil de cuivre n'avaient rien en commun :

- Le premier appartient à l'univers numérique ; toutes les informations traitées par un ordinateur sont codées en système binaire, cad représentées par des 0 et des 1.

- Le second appartient au monde analogique ; les ondes sonores sont transformées en courant électrique avant d'être véhiculé par des lignes téléphoniques (heureusement, la mise en place de réseaux en fibre optique est en train de remédier à cet anachronisme).

- Pour mettre ces deux mondes en relation, le modulateur / démodulateur ou modem reçoit les informations numériques d'un ordinateur, les transforme en courant électrique puis les envoie par une ligne téléphonique vers un autre ordinateur, ou un autre modem effectue l'opération inverse.

Lorsqu'une communication s'établit entre deux modems, un son continu se fait entendre dans le haut-parleur : c'est la porteuse, une onde sinusoïdale qui transporte les signaux. Dés que l'un des modems a capté la porteuse de son homologue, ils échangent des informations sur les paramètres de la communication, cad le protocole de communication

Les différents types de modem sont définis par des normes (des avis émis par l'ITU). Ces normes évoluent sans cesse, de par les innovations technologiques des constructeurs et dans la mesure ou le modem est un outil de communication (et qu'il faut un modem au départ et un autre à l'arrivée, la vitesse de transmission s'alignant sur le modem le moins rapide).

La multiplication des Modems a nécessité une standardisation des protocoles de communication par Modem afin qu'ils parlent tous un "même langage". C'est pourquoi 2 organismes ont mis au point des standards de communication en collaborant :

- Les Laboratoires BELL, précurseurs en matière de Télécommunications.

- Le CCITT (Comité Consultatif International de Téléphonie et Télégraphie), renommé depuis 1990 en UIT (Union Internationale des Télécommunications).

a) LE MODEM ANALOGIQUE

Il appartient au passé.

L'UIT a pour but de définir les standards de communication internationaux. Les standards de Modems peuvent se diviser en 3 catégories :

- Les standards de modulation (par exemple : CCITT V.21)

- Les standards de correction d'erreurs (par exemple : CCITT V.42)

- Les standards de compression de données (par exemple : CCITT V.42 bis)

standards

- V.21 : débit de 300 bps en duplex intégral (full-duplex, les 2 sens simultanément) ; modulation FSK ; mode asynchrone ; fréquences utilisées : 980 et 1 180 Hz (pour le 0 et le 1) dans un sens, 1 650 et 1 850 Hz dans l’autre sens

- V.22bis : débit de 2 400 bps en duplex intégral ; mode asynchrone ou synchrone ; fréquences porteuses de 1 200 Hz dans un sens, 2 400 Hz dans l’autre ; modulation QAM avec une constellation de 16 points

- V.32 : débit de 9 600 bps en duplex intégral ; porteuse à 1 800 Hz à la fois pour l’émission et la réception ; modulation à 2 400 bauds, avec une constellation de 32 points ; on transmet donc 5 bits par intervalle, mais le 5^e bit étant redondant, la vitesse effective est 4 × 2 400, soit 9 600 bps.

- V.32bis : débit de 14,4 kbps ; modulation QAM ou treillis

- V.FAST : débit de 28,8 kbps

- V.34 : débit de 28,8 kbps

- V.90 : débit de 56 kbps pour la liaison descendante (downstream, vers l’utilisateur), mais 33,6 kbps pour la liaison montante (upstream, vers le réseau) ; on a donc une liaison asymétrique, comme pour l’ADSL

- V.92 : débit descendant jusqu’à 56 kbps, et débit montant jusqu’à 48 kbps. V92 ajoute aussi quelques fonctions supplémentaires (exemple : V44 plus performante que V42, prise d’appel téléphonique …).

 

b) LE MODEM ADSL

Un modem adsl transforme les signaux numériques du PC en signaux analogiques qui partent sur la ligne téléphonique. Et vice-versa pour l'autre sens. De plus, le modem adsl, contrairement aux modems analogiques, modifie la fréquence du signal numérique pour que cette fréquence soit dans la bande passante des hautes fréquences.

Les données véhiculées sur un câble téléphonique sont (par ordre de fréquences) :

- La première bande de fréquence est pour la voix

- La deuxième est le canal montant (les données qui partent de votre PC)

- La troisième est le canal descendant (les données arrivant à votre PC)
(Les bandes de fréquences ne se chevauchant pas, la téléphonie et l'accès internet sont simultanés)

 

c) LE MODEM FIBRE OPTIQUE

Ce n'est pas à proprement parler un modem puisqu'il n'y a pas de modulation / démodulation. C'est un convertisseur qui convertit le signal optique en signal électronique et le dispatche sur un réseau Ethernet.

 

4. LES CONNEXIONS INTERNET 2024

RTC a disparu et ADSL en cours de remplacement

Les technologies d’accès Internet ont radicalement évolué

- Fibre FTTH (GPON 2,5 Gbps / XGS-PON 10 Gbps) : Standard 2024. Plus de 40 millions de prises éligibles en France. Orange, Free, SFR, Bouygues. Latence 2–5 ms.

-  5G / 5G SA (Standalone) : 1/10 Gbps théorique, latence 1–10 ms, bandes sub-6 GHz + mmWave. Déploiement accéléré en France 2024.

- ADSL/VDSL2 : En fin de vie : 24/100 Mbps. Fermeture réseau cuivre Orange 2025–2030 selon zones.

- Câble DOCSIS 3.1/4.0 : 10 Gbps descendant, réseau HFC. DOCSIS 4.0 (2024) : symétrique.

- Wi-Fi 7 (802.11be) : 46 Gbps théorique, MLO sur 2,4/5/6 GHz simultanés. Routeurs haut de gamme 2024.