L'information Matériels et supports

FASCICULE INFORMATIQUE GENERALE L'information Matériels et supports page 1

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Sommaire SOMMAIRE LA TYPOLOGIE DES MATERIELS...5 LES PERIPHERIQUES D'ACQUISITION...6 1. Le clavier...6 2. Les accessoires périphériques à l'écran/clavier...6 2.1. La souris, trackball...6 2.2. La manette de jeu (joystick)...7 2.3. La technologie sans fil Bluetooth...7 2.4. Les écrans tactiles (touchscreens)...7 3. Les scanners...8 3.1. Le scanner à main...8 3.2. Le scanner à plat...8 3.3. Le scanner à défilement...9 3.4. Les lecteurs de code barre...9 3.5. L'étiquette "intelligente"...10 LES PERIPHERIQUES DE RESTITUTION...11 1. Les moniteurs...11 1.1. Les moniteurs à tube cathodique...11 1.2. Les écrans plats à cristaux liquides...12 1.3. La norme DVI ou l affichage numérique...13 1.4. Les critères ergonomiques d un moniteur...14 2. Les imprimantes...14 2.1. Le support papier...15 2.2. Les technologies d'impression non impact...15 2.3. Les technologies d'impression impact...17 2.4. Les serveurs d'impression...19 2.5. Les matériels d'impression-finition...20 3. Les impression sur microfiches (ou microfilm)...23 3.1. Les supports...24 3.2. Le C.O.M. (Computer Output on Microfilm)...24 3.3. Les coûts de production...24 LES PERIPHERIQUES DE STOCKAGE...25 1. Historique des périphériques de stockage...25 1.1. Le ruban perforé...25 1.2. La carte perforée...25 2. Les périphériques de stockage magnétique...26 2.1. Les principes de l'enregistrement magnétique...26 2.2. Les différentes technologies de bande magnétique...29 2.3. Le disque magnétique...38 2.4. La disquette magnétique...41 2.5. Les autres supports a technologie magnétique...42 2.6. Les cartes mémoires amovibles (disque electronique ou clé USB)...42 3. Le stockage holographique...43 page 3

Sommaire 4. Les périphériques de stockage optique...45 4.1. Les différentes technologies optiques...45 4.2. Les différents supports optiques...48 LE STOCKAGE EN RESEAU...52 1. Les architectures de stockage de type NAS ou SAN...52 1.1. Le stockage NAS...52 1.2. Le réseau SAN...53 2. Le "stockage sur IP"...53 3. Le protocole iscsi : une voie mediane entre NAS et SAN...53 4. Vers une future convergence?...54 SYSTEMES DE STOCKAGE : QUELS CRITERES DE CHOIX...55 1. Direct Data Storage...55 2. Network Attached Storage...55 3. Storage Area Network...55 4. La virtualisation du stockage...56 4.1. Une accessibilité par tout type de protocole...56 4.2. Principe de fonctionnement...56 page 4

La typologie des matériels LA TYPOLOGIE DES MATERIELS On distingue parmi les éléments constitutifs de l ordinateur, l unité centrale et les organes périphériques. Les organes périphériques d entrée (ou d acquisition) : Il s agit de systèmes qui permettent d entrer l information dans le processus informatique. Le problème est de passer d une représentation et d un support adaptés à l usage humain (notre alphabet et le papier) à un code et un support adaptés à l informatique (code binaire et support magnétique ou optique). Le clavier est l unité d entrée (on dit aussi "de saisie") la plus utilisée. Il en existe bien d autres tels le crayon optique, la souris, une sonde captant des grandeurs physiques (ex : température, hygrométrie ), les lecteurs de code-barre, les scanners, les tables à digitaliser Les organes périphériques de sortie (ou de restitution) : L un des plus évidents est l écran (ou "moniteur"). Cependant, il ne permet pas une utilisation de l information sans recours à l ordinateur. C est pourquoi, on utilise très fréquemment une imprimante, qui permet alors un retour au code et au support adaptés à l usage humain. Les mémoires auxiliaires (aussi appelées mémoires externes) : Ces mémoires constituent les périphériques d entrée/sortie. La mémoire centrale étant d un accès bien plus rapide que ces mémoires auxiliaires, l idéal serait de disposer en son sein de toutes les informations nécessaires aux traitements. Malheureusement, cette mémoire est d une capacité limitée (quelques millions de caractères pour un micro-ordinateur familial à plusieurs milliards pour les gros ordinateurs). En outre, le contenu de la mémoire centrale (la RAM) est effacé dès la coupure de l alimentation électrique. Il est donc nécessaire de recourir à des mémoires auxiliaires pour stocker la masse des informations ne faisant pas l objet d un traitement à un moment précis et de ne charger en mémoire centrale que celles vraiment indispensables.

Les périphériques d'acquisition LES PERIPHERIQUES D'ACQUISITION 1. LE CLAVIER Le clavier est le dispositif d'interaction par excellence pour tout ce qui se rapporte à la saisie de textes. D'autres dispositifs tels que la souris offrent un moyen complémentaire d'action pour la manipulation d'objets sur l'écran. Les touchent d'un clavier d'ordinateur engendrent des signaux électroniques. A l'aide de tables stockées dans une mémoire ROM, un codage approprié associe chacune des touches du clavier à une codification normalisée telles que les codifications ASCII ou EBCDIC. Un réseau de câbles est placé sous le clavier, chaque touche étant positionnée au-dessus d'une intersection. Un circuit électrique est fermé lors d'une pression sur une touche; celle-ci est détectée par un microprocesseur associé au clavier qui établit le code correspondant et l'envoie à l'ordinateur. Si le terminal est directement relié à l'ordinateur, le clavier envoie les signaux correspondant aux bits du code par une interface parallèle. L'ordinateur réagit en affichant le caractère correspondant sur l'écran vidéo. 2. LES ACCESSOIRES PERIPHERIQUES A L'ECRAN/CLAVIER L'image affichée à l'écran subit généralement des manipulations (par exemple, modifications, effacement, agrandissement ou déplacement). Le clavier permet de modifier du texte et de déplacer une marque clignotante affichée sur l'écran et appelée curseur. Un certain nombre d'accessoires périphériques permettent ces manipulations. 2.1. LA SOURIS, TRACKBALL La souris (mouse) est un dispositif (à un ou plusieurs boutons) tenue dans le creux de la main et déplacée sur une surface plane qui permet une interaction plus aisée que le clavier pour tout ce qui concerne le positionnement du curseur. Elle permet par ailleurs d'intervenir sur différents objets graphiques de l'écran (icône, fenêtre déroulante, ascenseur,...). Une souris peut fonctionner selon différents principes : soit par l'intermédiaire d'une boule qui entraîne deux roues (horizontale et verticale) permettant de quantifier les déplacements relatifs de la souris, soit par un rayon lumineux et une tablette recouverte d'un fin quadrillage sur laquelle on déplace la souris. page 6

Les périphériques d'acquisition Avec l'avènement des micro-ordinateurs portables sont apparues des variantes de la souris comme la manette à boule (trackball) et plus récemment la souris tactile. Souris optique 2.2. LA MANETTE DE JEU (JOYSTICK) La manette de jeu (joystick) est spécifiquement adaptée pour les jeux interactifs. 2.3. LA TECHNOLOGIE SANS FIL BLUETOOTH La technologie Bluetooth offre la possibilité de relier sans fil le clavier et la souris à l'unité centrale. La technologie Bluetooth, lancée en 1998 par Ericsson, IBM, Intel, Nokia et Toshiba, est un standard ouvert pour la transmission de la voie et des données entre terminaux mobiles (téléphones, assistants personnels, ordinateurs portables) et ordinateurs fixes. Bluetooth permet de transmettre un débit de 720 kbit/s sur une distance de 10m et utilise des ondes radio omnidirectionnelles. 2.4. LES ECRANS TACTILES (TOUCHSCREENS) Les écrans tactiles permettent à l'utilisateur de pointer et de toucher directement avec le doigt un point de l'écran. Ce système est adapté à certaines utilisations spécifiques telles que des systèmes d'informations ou de réservation dans les lieux publics. page 7

Les périphériques d'acquisition 3. LES SCANNERS Pour tout scanner, le processus de scannage met en jeu un faisceau lumineux d intensité fixe qui éclaire un document original par l intermédiaire d un ensemble de miroirs. La lumière réfléchie par le document est retournée par les miroirs vers une lentille puis une barrette de capteurs CCD qui convertissent le flux de photons en impulsions électriques. Ce signal électrique est alors traduit en code binaire par un convertisseur analogique/numérique, à raison de 1 bit par pixel pour du noir et blanc ou selon un codage plus important, par exemple 8 bits par pixel qui permet d obtenir 256 niveaux de gris (cf. codage des pixels au mémoire vidéo ci-avant). Pour numériser en couleur, un filtre à trois couleurs ou trois lampes fluorescentes de couleurs sont utilisés afin de restituer les trois composantes de base : rouge, verte et bleue. Ces trois composantes sont codées chacune sur 8 bits par pixels et donnent accès à un éventail de 16,8 millions de couleurs ( 2 3 8 = 16777216). Le nombre de niveaux de gris ou de couleurs caractérise le mode d un scanner. La densité de capteurs CCD répartis sur la barrette détermine la résolution horizontale du scanner tandis que le nombre de pas qu effectue le dispositif de balayage en parcourant le document définit la résolution verticale. La combinaison de ces deux résolutions correspond à la résolution optique d un scanner. Elle est exprimée en points par pouce (ppp) ou "dot per inch" (dpi) et peut être augmentée artificiellement grâce à un algorithme, auquel cas on parle de résolution interpolée (calcul de points intermédiaires). 3.1. LE SCANNER A MAIN Ce type de scanner est en effet déplacé manuellement lors de la numérisation. Il est donc impossible d obtenir une vitesse de balayage linéaire et très difficile d opérer une manœuvre réellement rectiligne. Cette contrainte nuit à la qualité de l image numérisée et génère des pertes d informations ainsi que des distorsions. Pour ces raisons, le scanner à main est utilisé pour des travaux ciblé, comme la numérisation de zone de texte numérique d'un formulaire administratif. 3.2. LE SCANNER A PLAT Le scanner à plat résout les problèmes de positionnement et de stabilité du document car il fonctionne comme une photocopieuse, le document est posé sur une glace transparente et c est la source lumineuse qui se déplace pour balayer la surface que l on souhaite numériser. Une fonction d aperçu est toujours disponible avant chaque numérisation pour effectuer un premier contrôle ou sélectionner une partie du document. Les formats A4 (voire A3) sont supportés et les documents épais tels que les livres peuvent être traités. La plupart des scanners à plat acceptent en option un chargeur feuille à feuille qui se révélera fort utile pour numériser à la chaîne des documents destinés à une application de reconnaissance de caractères (OCR). Certains modèles intègrent un système de rétro-éclairage qui autorise, avec l ajout d un module spécialisé, la capture de diapositives ou de transparents. Les performances actuelles des scanners à plat sont excellentes : généralement de 600 à 4 800 points par pouce en 16,8 millions de couleurs (avec l interpolation, la résolution peut monter à plus de 10 000 points par pouce). Enfin, nombreux sont les constructeurs de scanners à plats qui incluent dans le prix de leurs modèles un logiciel de retouche d images et/ou d OCR. page 8

Les périphériques d'acquisition 3.3. LE SCANNER A DEFILEMENT Un scanner à défilement s apparente à un télécopieur et, comme le scanner à plat, permet de numériser avec une grande précision : le document est entraîné par des rouleaux à l intérieur du scanner et défile devant la source lumineuse fixe. Principal inconvénient de ce système, il n accepte que les feuilles volantes ne dépassant pas le format A4. Dans le domaine de la reconnaissance optique de caractères, cette restriction se transforme en avantage lorsque l on dote un scanner à défilement d un chargeur automatique de feuilles. Le scanner à défilement est dépourvu de dispositif de rétro-éclairage, ce qui lui interdit de numériser des documents transparents et des diapositives. Il ne possède pas non plus de fonction d aperçu automatique, de telle sorte que deux numérisations sont nécessaires si l on souhaite sélectionner une portion de document. En revanche, il offre les mêmes performances qu un scanner à plat pour un prix sensiblement inférieur. Certaines imprimantes à jet d encre sont également capables de se transformer en scanner à défilement, par le remplacement de la tête d impression par un capteur optique. 3.4. LES LECTEURS DE CODE BARRE 3.4.1. L'ETIQUETTE L'étiquette à "code barre" permet une double lecture d'une donnée (en général un identifiant), par l'homme et la machine. Le code barre permet une saisie directe d'une donnée, en général l'identifiant (numéro d'article, ). La lecture du code-barre permet une identification rapide et sûre des objets gérés (articles vendus ou achetés, numéro d'un ouvrage d'une bibliothèque, ). En évitant ainsi les erreurs dans la saisie de l'identifiant (ou éventuellement du prix) de l'objet, le code-barre facilite la gestion automatisée. L'étiquette est colée sur l'objet. On passe un scanner manuel (la "douchette) devant l'étiquette. Il suffit alors de valider à l'écran la saisie. 3.4.2. LE LECTEUR DE CODE BARRE Il existe deux technologies de lecteurs code-barres : à diode laser ; ou à capteur CCD. La technologie CCD, moins performante, offre l'avantage d'un coût moins élevé ainsi qu'une plus grande robustesse (pas de pièce en mouvement). Le laser offre une portée et surtout une rapidité de lecture supérieures. page 9

Les périphériques d'acquisition Le lecteur code-barre se classe dans deux grandes catégories : les douchettes (ou pistolets) ; et les scanners. Les douchettes sont peu onéreuses et offrent la possibilité de déplacer facilement le point de lecture tandis que les scanners outre une cadence de lecture très élevée peuvent lire les code-barres dans n'importe quel sens d'où l'appellation d'omnidirectionnel. 3.5. L'ETIQUETTE "INTELLIGENTE" L'étiquette "intelligente" est équipée d'une puce et d'un écran à cristaux liquides. Elle est reliée par ondes radio à un ordinateur central. Sur cet ordinateur, on rentre ou on modifie le prix d'un article, on envoie et il s'affiche automatiquement sur l'écran. Ainsi par exemple, les employés d'un supermarché n'ont plus besoin de se déplacer pour changer les étiquettes de prix. page 10

Les périphériques de restitution LES PERIPHERIQUES DE RESTITUTION 1. LES MONITEURS 1.1. LES MONITEURS A TUBE CATHODIQUE Le tube cathodique d un moniteur est constitué d une enveloppe de verre dont la partie visible incurvée forme l écran. À l arrière du tube, trois petits canons à électrons dirigent leurs particules vers cet écran. Les faisceaux de particules sont focalisés par trois lentilles en un rayon extrêmement fin qui est attiré vers l écran par un masque de métal et perforé d une multitude de combinaisons de trois trous circulaires. Passé à travers le masque, le rayon termine sa course sur une couche de phosphore où il vient frapper des triplets de luminophores rouges, verts et bleus et reconstituer ainsi une couleur de pixel. Une technologie plus récente utilise un seul canon à électrons qui génère trois faisceaux focalisés par une unique et plus grosse lentille, ce qui limite les problèmes de convergence et affine la qualité de l affichage. Ensuite, l enveloppe du tube et notamment la partie qui constitue l écran n est pas incurvée comme une section de sphère mais construite comme un cylindre. Cette technologie permet de rendre la surface d affichage pratiquement plane en tout point de l écran et de minimiser les effets de distorsion périphérique de l image ainsi que les reflets. Les luminophores qui forment un pixel ne sont excités que pendant un bref instant et perdent rapidement leur intensité lumineuse. Il faut donc que les faisceaux d électrons balayent pratiquement en permanence la surface interne de l écran. Ce balayage, qui s opère pixel par pixel et ligne par ligne, est caractérisé par une fréquence horizontale exprimée en kilohertz (khz) et une fréquence verticale exprimée en hertz (Hz). La fréquence verticale ou vitesse de rafraîchissement correspond au nombre de balayages complets de l écran exécutés en une seconde. Un balayage complet s effectue soit en mode entrelacé (le faisceau parcourt la surface de l écran en deux passes, d abord les lignes impaires puis les lignes paires) soit en mode non entrelacé (le faisceau balaye la totalité de l écran en une seule passe). En haute résolution, le mode entrelacé a l inconvénient de provoquer de désagréables scintillements. La valeur de la fréquence verticale a également une incidence sur la qualité de l image : plus elle est élevée, meilleure est la stabilité de l image La fréquence horizontale que l on appelle encore fréquence de synchronisation, définit pour sa part la vitesse à laquelle une ligne de pixels est activée ainsi que le nombre de pixels pouvant remplir cette ligne. Elle se détermine en multipliant la résolution verticale par la fréquence de balayage vertical, puis en ajoutant 5 % à la valeur obtenue. Ainsi une résolution de 800 600 à 72 Hz requiert une fréquence horizontale de 45,4 khz tandis qu une résolution de 1024 768 à 70 Hz nécessite une fréquence horizontale de 56,5 khz. Enfin, la bande passante, exprimée en mégahertz (MHz), mesure la vitesse avec laquelle les canons à électrons s allument et s éteignent. Elle correspond au nombre total de pixels multiplié par la fréquence de balayage vertical, puis en ajoutant 35 %. Si la valeur de la bande passante est inférieure au seuil ainsi calculé, la qualité de l affichage sera très médiocre. page 11

Les périphériques de restitution 1.2. LES ECRANS PLATS A CRISTAUX LIQUIDES Enfin abordables, les écrans plats LCD (Liquid Crystal Display ) chassent progressivement les vieux moniteurs à tube de la surface des bureaux. Ils sont bien plus esthétiques et plus pratiques ; mais ce n'est encore pas la panacée. La découverte des cristaux liquides tient pour partie du hasard. C'est en 1888 qu'un botaniste autrichien, Friedrich Reinitzer, remarque que certains cristaux, en l'occurrence ceux de benzoate de cholestérol, peuvent être liquéfiés sans perdre les propriétés optiques liées à leur nature originelle. Même à l'état liquide, ces molécules en forme de bâtonnets dévient la lumière comme le cristal. C'est ce qui leur a valu leur nom. Ces éléments, d'un genre très particulier, sont aussi sensibles aux champs électriques ; à la manière des aiguilles aimantées des boussoles qui réagissent au champ magnétique terrestre, elles s'orientent selon l'axe du champ électrique auquel elles sont soumises. Ce sont précisément ces deux propriétés qui sont à l'œuvre dans les écrans LCD. Le premier appareil équipé d'un tel écran fut la calculatrice EL-8025 de Sharp, lancée en 1973. Depuis, cette technologie a fait d'énormes progrès au point de concurrencer la technique des écrans traditionnels à tube cathodique. Aujourd'hui, les LCD s'imposent partout, dans l'informatique comme dans l'électronique de loisir, jusque dans les téléviseurs. Ils cumulent les atouts : légers, compacts et esthétiques, ils sont quatre fois moins gourmands en électricité que leurs homologues à tubes et n'interfèrent pas avec les équipements audio, car ils ne génèrent pas de champ magnétique. Qui plus est, leurs tarifs ne cessent de chuter : ainsi, depuis l'an 2000, le prix des LCD de 15 pouces a été divisé par six, passant de 1800 à 300 euros. On utilise aujourd'hui trois techniques pour fabriquer des écrans LCD : le TN ( Twisted Nematic ), l'ips ( In Plane Switching ), et le MVA ( Multidomain Vertical Alignment ). Ces trois procédés obéissent à des principes généraux de fonctionnement similaires, qu'il convient de comprendre avant d'aborder les spécificités de chacun. Dans tous les cas, la mise sous tension d'un écran LCD allume des néons (de deux à douze suivant les modèles) logés au fond de sa carcasse qui servent au rétroéclairage. La lumière émise est homogénéisée par des réflecteurs puis passée à travers une plaque de verre striée. Cette plaque constitue ce que l'on appelle un filtre polarisant qui n'accepte les ondes lumineuses que dans le sens de ses rayures. La dalle contenant les cristaux liquides est placée devant ce premier filtre. Suivant leur orientation, ces cristaux dévient plus ou moins la lumière. En fonction de l'inflexion opérée, la lumière traverse un peu, beaucoup ou pas du tout, un second filtre polarisant situé en façade de l'écran. Les points qui composent ce dernier sont lumineux à l'endroit où la lumière passe, et sombres, là où elle est bloquée. page 12

Les périphériques de restitution Les écrans LCD ont une structure matricielle ; ils sont composés d'une grille formée de lignes et de colonnes, chaque intersection correspondant à un pixel (un "point lumineux" élémentaire). Au niveau de chaque point, les mouvements des cristaux sont commandés par un transistor et deux électrodes. Les transistors utilisés sont très minces ; d'où l'appellation TFT (Thin Film Transistor) généralement associée aux écrans LCD. Ces transistors sont gravés en usine à même la dalle de cristaux liquides. L'opération est délicate : la moindre impureté emprisonnée au cours de ce processus peut griller ces composants. C'est ainsi que se forment les pixels "morts", ces points qui restent dans un état figé. Ils sont très gênants lorsque les cristaux liquides se trouvent bloqués dans une position laissant passer la lumière, l'écran affichant alors en permanence un point lumineux à l'endroit correspondant. Grâce à leur structure matricielle, les écrans LCD présentent un affichage toujours parfaitement cadré, sans aucun réglage. Et contrairement aux moniteurs à tube cathodique, dans lesquels l'image est entièrement recomposée plusieurs fois par seconde par un faisceau parcourant la dalle à très haute vitesse, il n'y pas de phénomène de scintillement. En contrepartie, la définition des écrans LCD est figée (1024 x 768 pixels pour les 15 pouces et 1280 x 1024 pixels pour la plupart des 17 et 19 pouces). A chaque fois que l'on utilise un mode d'affichage différent, les composants électroniques qui interprètent les signaux envoyés par l'ordinateur doivent réaliser une conversion qui peut altérer la précision de l'affichage. C'est la raison pour laquelle certains écrans LCD de 15 pouces génèrent des images de mauvaise qualité en mode 800 x 600, par exemple. La lumière, orientée par un filtre polarisant, sorte de "peigne" optique, passe à travers le cristal liquide qui a la propriété de tourner sur lui-même selon son état électrique. Suivant l orientation donnée par le cristal, la lumière sera ou non bloquée par un deuxième filtre polarisant. Des filtres colorés rouge, vert et bleu complètent le dispositif. Cette structure est constituée d une superposition d un grand nombre de feuilles légères qui ne dépasse pas quelques centimètres d épaisseur et ce, quelle que soit la surface de l écran, principal avantage sur le moniteur traditionnel, avec l absence de distorsion géométrique, du fait de l alignement parfaitement rectiligne des pixels. Toutefois cette technique ne permet pas de diffuser la lumière dans toutes les directions avec la même intensité, obligeant l opérateur à rester face à l écran. Néanmoins les écrans les plus performants offrent un angle de visualisation horizontal et vertical de 160 amplement suffisant pour un poste de travail. La surface d affichage limitée reste encore une contrainte. En effet, la difficulté d implanter en très grand nombre les transistors qui commandent chaque cristal limite la taille de la dalle à 21 pouces et la cantonne à une utilisation individuelle. De par leurs qualités (affichage couleur, faible encombrement, légèreté), les moniteurs LCD se sont posés en sérieuse alternative au traditionnel tube cathodique : 5 fois moins encombrants, 4 fois moins lourds, fatigue visuelle moindre, consommation d énergie 2 à 3 fois moindre. Progressivement, les écrans plats couleurs à cristaux liquides remplaceront les écrans à tube cathodique, à condition d offrir, à des prix acceptables, de plus grandes surfaces d affichage. 1.3. LA NORME DVI OU L AFFICHAGE NUMERIQUE Si le VGA ne présente aucun inconvénient pour les écrans à tube cathodique, ce n est pas le cas pour les modèles à cristaux liquides où le traitement des informations se fait en mode numérique. Le signal numérique, transformé en signal analogique, doit être à nouveau converti en numérique pour pouvoir être traité par l écran. Devant la croissance du marché des écrans LCD les fabricants de cartes graphiques ont été amenés à développer de nouvelles cartes disposant d une interface numérique qui apporte une précision d affichage et un page 13

Les périphériques de restitution respect des couleurs optimal, l ensemble étant numérique. L argument d un standard numérique s imposait, pour connecter directement l écran LCD sur une sortie numérique de la carte graphique. Ce fut chose faite avec l annonce en avril 1999 de la norme numérique DVI (Digital Visual/Video Interface), définie par le comité VESA (Video Electronics Standards Association). Développée par le Digital Display Working Group, sous la houlette du fabricant de microprocesseurs Intel, l interface DVI a fait l unanimité auprès des fabricants d écrans LCD et des concepteurs de cartes graphiques. L interface numérique DVI est une étape importante dans l amélioration de la qualité d affichage : ses spécifications fournissent une connexion numérique rapide pour tout type de donnée vidéo indépendante de la technologie d affichage, elle permet de gagner en qualité d image et réduit les besoins de réglage en luminosité et en contraste, il n y a plus de dégradation car la double conversion est numérique/analogique est supprimée. Cela implique néanmoins que les cartes graphiques et les écrans LCD disposent d un connecteur numérique conforme aux spécifications DVI. Mais les moniteurs cathodiques sont également concernés par la présence d un connecteur numérique DVI. D un point de vue technique, à la différence des écrans LCD, leur fonctionnement repose sur un signal analogique. De ce fait l adoption d une interface numérique implique de leur intégrer un convertisseur numérique/analogique ce qui, en déportant la conversion du signal numérique en analogique à l intérieur du moniteur (et non plus sur la carte graphique), devrait sensiblement améliorer la qualité de l image. 1.4. LES CRITERES ERGONOMIQUES D UN MONITEUR Les rayonnements électromagnétiques d un moniteur, même s il a été démontré qu ils n étaient pas nocifs, sont soumis aux normes MPR du Swedish Board for Mesurement and Testing. Cet organisme suédois a, en effet, défini depuis quelques années un standard de référence qui réglemente plusieurs types d émissions générées par les moniteurs : les rayons X, les champs électriques statiques, les champs électriques basse fréquence et les champs magnétiques basse fréquence. La norme MPR II couvre, en plus, les champs électriques très basses fréquences (de 5 Hz à 2 khz). Autre différence entre les deux normes, MPR I ne mesure que les champs magnétiques dus à la fréquence de balayage horizontal d un moniteur tandis que MPR II prend aussi en compte ceux de la fréquence de balayage vertical. 2. LES IMPRIMANTES Dès les tout premiers ordinateurs, la nécessité de produire les résultats des traitements informatisés sous une forme directement exploitable par l'homme s'est fait sentir. Et l'avènement de l'ordinateur, bien loin de supprimer le support papier, a suscité même de nouveaux besoins, en matière de statistiques notamment. De sorte que, parallèlement à celle de l'ordinateur, une technologie de l'impression s'est développée. Pour améliorer l'automatisation de l'impression, une grande variété de support papier et d'imprimantes couvrant un intervalle étendu de prix et de performances, ont vu le jour. On trouve aujourd hui de nombreuses imprimantes différentes sur le marché, variant selon leurs prix d achat, leurs coûts de fonctionnement, leurs besoins en maintenance, la vitesse, le niveau de bruit, la résolution, les formats de papier acceptés et les prestations offertes. On distingue généralement quatre types d usages : l impression de masse, l impression de documents en noir et blanc, l impression de documents en couleur (textes, dessins, graphiques), l impression de photographies. page 14

Les périphériques de restitution 2.1. LE SUPPORT PAPIER L'impression des résultats d'un traitement ordinateur nécessite, selon l'imprimante, des formats et des types de papiers différents. Le papier peut être de format continu (listing), d'aspect standard vierge ou zoné (sans cadre prédéfini), ou préimprimé (cadre défini, imprimé de déclaration,...). Le papier listing comporte deux parties perforées (appelées bande caroll) situées de chaque côté et nécessaire au mécanisme d'entraînement de l'imprimante. Il peut se présenter sous un format carboné, autorisant ainsi l'impression en plusieurs exemplaires. Le papier listing est utilisé principalement pour les éditions de masse pour lesquelles il fait l'objet de travaux de "finition" (décarollage, massicotage, décarbonage, mise sous enveloppe,...) avant sa diffusion aux divers destinataires. Le papier d'impression peut être également utilisé en format discontinu ou feuille à feuille tels que les formats A3 et A4. 2.2. LES TECHNOLOGIES D'IMPRESSION NON IMPACT Le qualificatif de "non impact" est dû au fait que ces technologies n'utilisent pas de système d'impression de frappe du papier. 2.2.1. LA TECHNOLOGIE A JET D ENCRE À l origine, l éjection thermique a été développée conjointement par les constructeurs Canon et Helwett- Packard. Ce dernier introduisit sa première imprimante jet d encre en 1985. Dans ce procédé, l échauffement forme une bulle que la pression projette. Lorsqu un courant électrique est appliqué à un micro élément chauffant placé dans la chambre d éjection, il y a cavitation (formation d une bulle) et création d une brusque surpression qui entraîne l éjection. Le procédé est donc uniquement électrochimique. La mise au point de la technologie a été longue et il a fallu attendre le milieu des années 1990 pour obtenir une impression de qualité photographique par ce procédé. Aujourd hui, le chemin parcouru est remarquable et les possibilités d évolution encore grandes pour trois raisons essentielles : la taille de chaque élément propulseur est beaucoup plus petite que pour le procédé piézo-électrique, ce qui laisse de bons espoirs de réduction des diamètres des buses ; la technologie de fabrication permet une baisse des coûts plus importante ; le poids du dispositif est plus faible dans ce procédé, la masse entraînée par la tête d impression lors de son déplacement est donc moins grande et les contraintes mécaniques pour des imprimantes à grande vitesse sont inférieures. La plupart des constructeurs utilisant cette technologie optent pour des ensembles buses + encre jetables. Même si le fait de jeter le dispositif d impression lorsque le réservoir d encre est vide semble antiéconomique, il présente l avantage de libérer l utilisateur des contraintes financières et de temps liées au nettoyage de têtes. page 15

Les périphériques de restitution Le changement de la cartouche revient pratiquement à "installer" une imprimante neuve. Le risque de bouchage est beaucoup plus faible puisque l énergie libérée lors de l éjection d une goutte est plus importante que dans le procédé piézo-électrique. Les cycles de nettoyage utilisent donc peu d encre et sont peu fréquents. 2.2.2. LA TECHNOLOGIE ELECTROSTATIQUE : LES IMPRIMANTES LASER Les imprimantes à laser utilisent des méthodes électrostatiques. L'image électrostatique de la page à imprimer est formée point par point sur un tambour photoconducteur recouvert d'une couche photosensible. Le tambour passe devant une station de développement ou station d'encrage où l'encre (toner) chargée électriquement (particules noircissantes : encre sèche, charbon, etc.) est attirée uniquement par les points précédemment chargés (de signe électrique opposé). L'image est ensuite imprimée par friction du papier sur le tambour en exploitant la force entre charges électrostatiques. Les particules d'encre sont définitivement fixées sur le papier en passant devant une station de "chauffage". Cette technique permet l'impression sur du papier ordinaire. On trouve une vaste étendue d'imprimantes laser couvrant les besoins d'impression divers allant du microordinateur au mainframe. Imprimante Laser micro Les vitesses d'impression varient de une à quelques pages/minute jusqu'à plusieurs centaines de pages/minute. Les imprimantes à laser peuvent écrire textes et images sur des feuilles de papier ordinaire séparées (format A4 ou A3) ou sur du papier en format continu (listing). On atteint des résolutions verticales et horizontales variant entre 300 dpi (environ 12 points par millimètre) et 2.000 dpi. Le standard actuel se situe à 600 dpi. page 16

Les périphériques de restitution Imprimante Laser utilisée sur gros système (mainframe) Ces nouvelles technologies d'impression par pages impliquent des mémoires locales capables de contenir la description point par point de la page à imprimer. Dans une imprimante laser, le rayon lumineux est modulé suivant la lecture des points successifs de la mémoire-image. Les systèmes modernes permettent l'insertion dans le texte de figures, tableaux et formules mathématiques. Pour décrire une page on utilise un langage de description de page (PDL: Page Description Language). Le plus célèbre de ces langages est le langage PostScript. 2.2.3. LE LANGAGE POSTSCRIPT Le langage PostScript, développé par la compagnie Adobe en 1983, permet de décrire les différents éléments composants une page, à savoir, des lignes, des courbes, des caractères, des niveaux de gris et des couleurs. Il permet de décrire très précisément quelle est la position de chaque élément dans la page, quelle est sa taille, quel est son angle de rotation, s'il comporte des contours à remplir ou non. Chaque caractère est défini par un ensemble de courbes cubiques. Il est donc paramétré, ce qui permet de le dessiner dans n'importe quelle taille facilement. La transformation d'une page PostScript en une image point est effectuée par l'imprimante elle-même. On dit que c'est une imprimante PostScript. Ce langage est devenu le langage de référence et il s'impose comme un standard de facto. Il commence à être également utilisé pour les écrans. 2.3. LES TECHNOLOGIES D'IMPRESSION IMPACT Les technologies "impact" utilisent un système d'impression de frappe du papier. 2.3.1. LES IMPRIMANTES A MARGUERITE Les imprimantes à marguerite procèdent par impact d une roue circulaire, qui a des lettres sur ses rayons, sur un ruban encreur. Cela amène le ruban en contact avec le papier situé dessous et transfère l encre sous la forme du caractère. La marguerite tourne pour sélectionner le caractère désiré. Elle s appelle ainsi parce que sa forme rappelle cette fleur. La qualité de ces imprimantes est excellente pour du texte, mais elles sont incapables d imprimer des graphismes ou d utiliser différentes polices de caractères. page 17

Les périphériques de restitution L'imprimante à marguerite 2.3.2. LES IMPRIMANTES MATRICIELLES Les imprimantes matricielles (on dit aussi "à aiguilles") procèdent par impact d aiguilles sur un ruban encreur. La tête d impression est dotée d un peigne de 9 ou 24 aiguilles, alternativement activées pour former les caractères. L impression de graphiques est donc possible, mais leur qualité et leur coût ne saurait égaler les imprimantes à jet d encre. Ces imprimantes ont monopolisé la quasi-totalité du marché des années 1980. À l instar des machines à écrire, le papier s enroule autour du cylindre. Au fur et à mesure que le cylindre tourne, le papier est guidé devant la tête d impression. La tête d impression frappe le ruban contre le papier en utilisant le cylindre comme butée. Le cylindre est recouvert généralement d un matériau en caoutchouc semitendre afin de réduire les risques d endommagement du mécanisme de la tête d impression ou du papier. Il est possible de faire tourner manuellement le cylindre en utilisant une molette placé à l extrémité du cylindre. Imprimantes matricielles Ces types d imprimantes ont aujourd hui quasiment disparu des bureaux. L avantage indéniable de ces deux technologies par rapport aux précédentes est qu elles permettent la création de copies carbone. 2.3.3. LES IMPRIMANTES A CHAINE Ces imprimantes sont caractérisées par des caractères préformés et gravés sur une bande de métal (appelée chaîne ou belt) en rotation rapide autour de deux axes situés de part et d'autre du papier. Pour chaque position d'impression le long de la ligne d'impression, il existe un marteau qui frappe le ruban et le papier au passage du caractère désiré. Pour cette raison on les appelle aussi imprimantes à la volée (on-the-fly printers). La vitesse moyenne de cette technique d'impression est de l'ordre de 1.200 lpm (ligne par minute). Elles peuvent atteindre des performances de l'ordre de 15.000 lpm pour les imprimantes équipées d'un double système d'impression se partageant chacun les moitiés inférieures et supérieures d'une page. page 18

Les périphériques de restitution Sur les imprimantes les plus récentes, la chaîne de caractère intègre le ruban encreur qui porte le nom de "ruban embossé". Ces imprimantes équipent les moyens et gros systèmes ordinateurs. 2.3.4. LES IMPRIMANTES TRAÇANTES (TRACEURS DE COURBES OU PLOTTER) Ces imprimantes sont spécialisées dans l'impression de dessin de très bonne qualité. Dans un traceur à rouleau de papier, la plume ne se déplace que selon un axe horizontal le long d'une génératrice du cylindre. La composition des deux mouvements de la plume et du rouleau de papier permet de tracer des courbes en deux dimensions. Dans les traceurs du type table, la plume se déplace selon deux directions orthogonales sur le papier posé à plat. Table traçante La plupart des traceurs sont incrémentaux avec des déplacements de l'ordre du dixième, voire du centième de millimètre. On peut généralement utiliser plusieurs plumes d'épaisseurs ou de couleurs différentes, le choix pouvant être fait par programme. Les traceurs modernes sont dotés d'un microprocesseur qui se charge d'interpréter les commandes reçues et de générer la longue séquence d'ordres élémentaires (lever ou abaisser la plume, choisir l'épaisseur et la couleur du trait, déplacer la plume dans l'une des directions possibles, etc.) nécessaires à l'exécution du travail par le traceur. Les traceurs sont spécialement indiqués pour l'impression de figures géométriques car l'impression d'un dessin est réalisée d'un trait continu. 2.4. LES SERVEURS D'IMPRESSION Dans les grandes organisations (entreprises, administration, ), les serveurs d'impression ont pour tâche essentielle d'organiser le flux de requêtes d'impression formulées par les utilisateurs du réseau ou par les membres d'un groupe de travail, et de les adresser aux imprimantes en fonction des spécificités demandées (noir et blanc, couleur, haute qualité, etc.). En plus d'instituer des files d'attente, généralement dans l'ordre chronologique des requêtes, ces serveurs gèrent aussi les autorisations d'imprimer, mais également le nombre de copies défini par utilisateur ou par service, ou l'accès à certaines fonctionnalités comme l'usage de la couleur. 2.4.1. DES SERVEURS EN ARCHITECTURES RESEAUX En règle générale, l'impression représente plus de la moitié de l'activité d'un réseau local. On comprend donc qu'il est important de bien réguler cette activité, afin d'éviter les encombrements. Dans les entreprises de taille réduite ou les organisations en groupes de travail restreints, le serveur d'impression permet de partager page 19

Les périphériques de restitution aisément une, voire plusieurs imprimantes, ce qui libère les ordinateurs, quelque peu ralentis par les tâches d'impression, et résout en même temps le problème de la proximité des machines. Un serveur d'impression peut également jouer le rôle de passerelle multiprotocole. Nombre d'imprimantes sont elles-mêmes dotées d'un serveur intégré, mais l'équipement externe apporte certains avantages comme la flexibilité lors du changement ou de l'adjonction d'une imprimante. La mise en oeuvre d'un serveur d'impression suppose l'existence d'un réseau local filaire construit selon les règles de l'art. 2.4.2. LES SERVEURS D'IMPRESSION S'ADAPTENT AU SANS-FIL L'arrivée en nombre d'ordinateurs Wi-Fi au bureau impose parfois de repenser l'architecture du réseau local et, notamment, l'accès aux imprimantes. Le serveur d'impression sans fil permet d'accéder aux machines existantes sans modifier le câblage. L'arrivée des technologies radio, et plus particulièrement du Wi-Fi, peut amener l'administrateur à modifier les règles d'usages pour intégrer un accès sans fil direct au système d'impression. Il faut, en effet, offrir aux PC portables un accès aux ressources du réseau local sans, pour autant, obliger les usagers à se connecter physiquement à l'infrastructure, une remarque qui prend tout son sens dans les espaces où les emplacements de travail ne sont pas personnalisés. Certaines situations rendent le serveur d'impression sans fil indispensable : un centre de conférence ou de séminaire (pour imprimer l'ultime version d'une présentation), une équipe technique ou un commercial en mission chez un client (accès à l'imprimante locale par ajout temporaire d'un serveur) ou un accès imprimante réservé aux clients visiteurs (serveur d'impression dédié, connecté en parallèle avec l'accès LAN habituel). De ces cas de figure émergent plusieurs options d'architecture réseau. La première reprend le schéma général d'un LAN filaire sur lequel, éventuellement, viennent se greffer des points d'accès radio. Le serveur d'impression Wi-Fi est alors branché sur le port parallèle ou série de l'imprimante qui demeure connectée au réseau filaire par une prise Ethernet. La machine devient dès lors accessible directement en mode radio par les possesseurs de portables, salariés et visiteurs, qui ne peuvent faire que de l'impression et n'ont aucun accès au réseau local. Les salariés de l'entreprise souhaitant accéder à l'ensemble des ressources du réseau, y compris l'imprimante, doivent toujours passer par une borne radio connectée au LAN, ce qui impose d'être identifié et autorisé par le système de sécurité. La deuxième option architecturale est plus simple. Le serveur d'impression et son imprimante sont considérés comme un îlot indépendant, accessible directement par radio, comme dans le premier cas. C'est une réponse à l'impossibilité de raccorder physiquement la fonction d'impression au LAN, mais cela peut poser un problème en termes de liberté d'accès. 2.5. LES MATERIELS D'IMPRESSION-FINITION Les travaux d'impression et de finition incombant à d'importantes organisations comme les administrations ou les grandes entreprises nécessitent un équipement spécifiques en infrastructures matérielles et logicielles. En effet, l'impression annuelle des quelques 33 millions de déclaration d'impôt sur le revenu et de presque l'équivalent en avis d'imposition ou de non-imposition requièrent un équipement en infrastructures matérielles et logicielles d'une certaine dimension. 2.5.1. DES MATERIELS D IMPRESSION-FINITION DEVENUS OBSOLETES La vétusté des techniques utilisées par les imprimantes à impact (et des matériels d impression-finition correspondant) a entraîné la décision de renouvellement de ces matériels utilisés jusqu'ici. Ce matériel obsolète impliquait en effet des conditions de travail difficiles et ne permettait pas, par exemple, d imprimer des documents recto verso ou de diversifier les documents joints à l envoi d une déclaration. Avec les imprimantes à impact, une seule police de caractère pouvait être utilisée, uniquement en noir et blanc, sans aucune personnalisation. Avec les imprimantes laser, différentes polices de caractères sont offertes. page 20

Les périphériques de restitution Aujourd hui une chaîne de production unique regroupe tous ces matériels. Le matériel de finition, rupteurs, interclasseurs, inséreuses-plieuses, découpeuses-plieuses et multi-maileurs a été abandonné au profit de nouvelles filières d impression : une filière d édition en continu ; une filière d édition en feuille à feuille ; une filière de mise sous film ; et une filière de mise sous enveloppe. Ces nouvelles filières ont supprimées les manipulations fréquentes de lourdes charges de papier qu il fallait assurer en ancienne filière et qui entraînaient des fatigues supplémentaires pour les agents. 2.5.2. UN ATELIER DE PRODUCTION INDUSTRIELLE Les nouvelles machines occupent une superficie importante et leurs positionnements sont étudiés pour faciliter la circulation dans l atelier des volumineuses bobines de papier qui alimentent la filière en continu. La salle de supervision, est le cœur de la filière d impression. Un serveur d édition et deux postes de travail y sont installés. C est sur le serveur d édition qu est installée la maquette décrivant l emplacement des données sur celui-ci. Le formatage des fichiers de données à imprimer est lancé depuis l un des postes de travail de la salle de supervision ; le second poste permet de suivre la planification des lots de travaux à imprimer, de gérer les paramètres qui vont servir à l exécution de chaque travail et de transmettre les informations nécessaires au serveur d impression. Le poste de supervision doit être géré avec une grande rigueur : en effet, toute erreur commise à ce niveau a des répercussions graves sur le bon déroulement des impressions. Le serveur d impression installé dans l atelier d impression est piloté à l aide d un poste de travail appelé spool manager qui permet de lancer les impressions sur l une ou l autre des filières. En effet, la nouvelle chaîne offre deux types d impression : en continu sous forme de bobine ou de paravent pour les productions de masse ; et en feuille à feuille pour les productions plus spécifiques. De plus ce nouveau matériel permet de mettre les documents sous film. Il est ainsi possible de s adapter à toutes les épaisseurs d imprimé sans les plier. Impression sous forme de bobine Impression en feuille à feuille La filière "en continu" comprend deux chaînes d imprimantes permettant notamment l impression des documents recto-verso ; elle est alimentée par des bobines de papier, blanc ou pré-imprimé. Les bobines de papier utilisées pour l impression en recto verso des avis d impôt sur le revenu 1533 comprennent 40.000 pages et 10.000 pages à l heure peuvent être traitées. La filière "feuille à feuille" est surtout utilisée pour produire feuille à feuille des documents destinés aux services (les imprimés pour les recettes, les avis de mise en recouvrement, les documents de mise en demeure, de relance.). page 21

Les périphériques de restitution Bobines de papier D autres machines sont installées dans l atelier : une découpeuse autonome permettant le découpage et l empilage des documents (pour façonnage ou mise sous pli) et deux lignes de mise sous pli pour la mise sous enveloppe des documents d épaisseur moyenne. Découpeuse Mise sous pli La chaîne de production est par ailleurs informatisée, ce qui permet de personnaliser l édition et la finition tout en offrant un processus plus sécurisé. L impression et la finition reliées par réseau offrent la gestion automatique des "gâches", les bourrages papier seront ainsi recyclés automatiquement. La chaîne est accompagnée d un outil de planification qui optimise les ressources. Les rythmes de production sont multipliés par trois, même si des réglages beaucoup plus fins doivent être effectués à chaque changement d imprimé. La nouvelle chaîne entraîne la modification des spécifications de tous les imprimés car leur format d édition n est plus le même. Une cellule de "programmation éditique" réalise le maquettage de ces impressions à l'aide de logiciel de Conception Assistée par Ordinateur (CAO). Cette maquette définie, pour chaque imprimé, les ressources d édition nécessaires au positionnement des données, à la définition des caractéristiques typographiques, des fonds de page le cas échéant, etc. Il n y a plus ensuite, qu à ajuster les flots de données à la maquette. Une fois les ressources d édition créées et validées, les données locales ou en provenance d un autre centre de traitement sont traitées par le serveur d édition, puis les impressions sont pilotées à l'aide d'un logiciel spécifique : bobine, feuille, recto, recto-verso page 22

Les périphériques de restitution Chaque exemplaire d imprimé possède un code barre. Il permet par exemple de choisir différentes annexes à joindre à la déclaration principale ou bien de recycler les rejets. Dans ce cas, un logiciel ajuste les lots traités. Les numéros séquentiels rejetés sont remis au serveur d édition qui recrée immédiatement un nouveau lot. Cette nouvelle filière d'impression finition permet également le regroupement de plusieurs imprimés sous un même film plastique, ce qui permet une économie de coût d affranchissement. Equipement type d'un atelier d'impression-finition : Superficie de l'atelier : 600 m2 ; 23 tonnes de matériel ; Environ 1000 bobines à l année (40 000 pages par bobine) ; Coût d installation environ 400.000 ; 1 serveur d éditique HP 9000 ; 3 chaînes d impression XEIKON dont deux permettent d imprimer en recto-verso (capacité maximale d impression de 10 000 documents heures) ; 1 imprimante XEROX DP 180 (capacité d impression de 9 600 documents heures) ; 2 chaînes de mise sous film SITMA (capacité maximale de production de 13 600 documents heures) ; 2 chaînes de mise sous enveloppes KERN K 686 (3 000 enveloppes heure par machine) ; 1 découpeuse HUNKELLER. Les manipulations fréquentes de lourdes charges de papier qu il fallait assurer en ancienne filière et qui entraînaient des fatigues supplémentaires pour les agents n existent plus. Les métiers ne sont plus les mêmes, ils sont exercés dans un contexte de production industrielle. Le pilotage des nouvelles filières exige une forte compétence technique. 3. LES IMPRESSION SUR MICROFICHES (OU MICROFILM) Un certains nombre d'édition sont produites sur des microfiches (ou des microfilms). L'impression utilise les principes de la photographie. Une page d'édition est photographiée sur une vue. page 23