Rangement d’été

26.07.2013 par Cédric Ray, dans Divers

J'ai pris un jour de vacances pour faire un peu rangement. En triant des CD, je tombe une nouvelle fois en extase devant la merveille de technologie que représente un CD-ROM. je ne reviens pas ici sur l'aspect historique de la création du premier CD mais sur la question fondamentale: comment stocker des informations, même si on accepte le fait que ce seront des données binaires, sur une galette de plastique de quelques centimètres de diamètre ?

En réalité il n'y a pas une méthode mais plusieurs puisque chaque technologie a apporté un système spécifique bien que les lecteurs ont été rapidement capables de lire tous les formats : CD-DA, CR-R, CD-RW.

Le premier format CD-DA correspond au CD "classique" pré enregistré, et bien que le plus ancien il témoigne de la grande imagination des concepteurs. Afin de créer une situation binaire afin de coder les informations on utilise le contraste optique créé par l'interférence destructive d'un laser lors d'une transition entre un creux ou une bosse formés dans la structure du plastique. Une telle imagination était indispensable vu que les photo-détecteurs utilisés a l'époque n'étaient pas aussi performants qu'actuellement, et que le contraste optique devait être important.
Par la suite une couche de colorant que l'on brûle (d'où l'anglais 'to burn a cd') a permis de faire des CD-R, c'est à dire enregistrables En effet le contraste optique du laser est obtenu par la différence de lumière laser réfléchie reçue en fonction que le laser passe par la zone où le colorant a été brûlé ou non. La combinaison de la couche métallique et du colorant utilisés donne les différentes couleurs des CD-R que l'on peut (encore) acheter.

cd_colorants_couleurs

Les colorants, la cyanine (bleue), la phthalocyanine (incolore) et l'azo (bleu foncé) associé à des couches métalliques différentes (or ou argent) expliquent les diférenes couleurs de CD-R [photo de l'auteur]

Mais alors comment faire un système réinscriptible ? En utilisant un laser d'intensité variable avec une couche d'un matériau à changement de phase. En effet en contrôlant l'intensité du laser on peut chauffer puis choisir de laisser refroidir doucement ou brusquement la phase ainsi obtenue. Les phases polycristalline ou amorphe ainsi obtenu ne possèdent pas le même indice de réflexion optique et avec des photo diodes très sensibles on est capable de voir cette différence qui sert de contraste optique.

cdrw_details

L'élément principal d'un CD-RW est la couche à changement de phase prise en sandwich dans la structure du disque.

Pour conclure notons que le CD est un objet de haute technologie puisque les pistes de trous et de bosses sont distantes des quelques centaines de microns, avec des longueurs comparables, et que l'évolution vers le DVD puis le Blu-ray ne correspond qu'à une technique millénaire : quand on veut plus d'informations sur la même feuille on écrit plus petit ! C'est exactement cette évolution qui a eu lieu avec un changement de longueur d'onde du laser de lecture (de l'infrarouge, au rouge, puis au bleu respectivement) pour limiter en particulier la diffraction du a des structures de plus en plus petites et de taille comparables avec la longueur d'onde du laser.

Bien qu'il reste des choses à dire sur ces objets merveilleux, je m'arrête là et j'espère vous avoir convaincu de ne plus regarder ces petites galettes de plastique de la même manière maintenant que connaissez quelques uns de leurs secrets.


2 commentaires pour “Rangement d’été”

  1. David statucki Répondre | Permalink

    Bonsoir Cédric,

    Encore merci pour cette présentation très instructive, juste une remarque si je puis me permettre concernant le blu ray, pour limiter la diffraction et augmenter la capacité de stockage le diamètre de focalisation du faisceau laser ( par le bloc optique), ce à quoi on rattache la notion d'ouverture numérique est aussi un paramètre important ( pour exemple le HD DVD à durée de vie très éphémère concurrent et perdant du blu ray avait aussi un faisceau laser avec une longueur d'onde de 405nm mais une ouverture numérique de 0.65 soit une capacité de stockage de 15Gbit alors que le blu ray dispose d'une ouverture numérique de 0.85 soit une capacité de stockage de 24 Gbit).
    Amicalement

  2. janpol Répondre | Permalink

    Billet très intéressant !
    Il concerne essentiellement la gestion des bio-systèmes puisqu'il propose une uniformisation de la mémoire dans un continuum spatio-temporel (mémoire accessible en tous points et en tous temps) : wikipedia par exemple.
    Le seul problème, comme vous l'avez souligné, concerne la concordance de ce contenu mémoriel avec une réalité locale. Wikipedia est-il à jour ?
    S'agissant d'un mode quantique binaire du type 0/1 on ne tient pas compte des états intermédiaires ENTRE 0 et 1 qui "basculent" à 1/2 !
    Comment ce basculement se produit-il ? Quelle règle gère la continuité des états binaires.

    Le savoir étant de plus en plus complexe, si j'en crois la certitude des érudits qui postent ici, il faut une quantité croissante de "place" dans un minimum d'espace pour un accès plus complet et rapide à une information toujours plus dense.

    Les solutions sont simples : le volume du "contenant" (le CD) doit être sectorisé de manière de plus en plus fine pour pouvoir stocker davantage d'informations de plus en plus actuelles !
    Il est clair que la technologie va rencontrer des problèmes de "taille" pour "diviser" le volume de stockage en éléments de plus en plus petits ! L'informatique quantique pourrait apporter une solution ! Quels sont les états stables intermédiaires entre 0 et 1 qui permettraient une variabilité de l'information ?

    Ou comment diviser un espace fini en éléments continus ?

    Quelle est la "taille" minimale de l'élément constitutif d'un continuum spatio-temporel ? (combien de "points" contient un segment de droite ?) (ou combien de pixels sont nécessaires pour produire une image ?)

    Inconciliable ? fonction hyperbolique : l'inverse de l'infini est assurément zéro !
    Ah ! cette réalité qui nous échappe ! quel est le plus ^petit constituant de la matière concevable ?
    Peut-on l'isoler pour l'utiliser afin de résoudre notre problème contradictoire ?

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