Disque compact

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Disque compact
Image illustrative de l'article Disque compact
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Type de média Disque optique
Capacité 0,21 à 0,91 Go
Mécanisme de lecture Diode laser de longueur d'onde de 780 nm
Développé par Philips, Sony, Hitachi
Dimensions physiques 12 cm / 8 cm de diamètre
Utilisé pour Stockage audio et de données

Un CD (abréviation de « Compact Disc » en anglais[1]), ou disque compact, est un disque optique utilisé pour stocker des données sous forme numérique.

Principe de fonctionnement[modifier | modifier le code]

Creux sur la surface d'un CD vu au microscope à balayage
La lentille d’un lecteur de CD

La technique du disque compact repose sur une méthode optique : un faisceau de lumière cohérente (laser) vient frapper le disque en rotation. Les irrégularités (appelées pits, cavités dont la longueur oscille entre 0,833 et 3,56 µm et la largeur de 0,6 μm) dans la surface réfléchissante de celui-ci produisent des variations binaires. Le rayon réfléchi est enregistré par un capteur. Plus précisément, lorsque le faisceau passe de la surface plane à cette cavité, il se produit des interférences : lorsque le faisceau ne rencontre qu'une surface plane, la longueur d'onde reçue par le capteur est identique à celle émise par la diode, et fait correspondre à cet état la valeur binaire 0 ; quand le faisceau passe sur le pit, le capteur détecte les interférences et la valeur binaire 1 est attribuée[2]. En effet, lorsque le laser est émis sur une telle discontinuité, une partie des rayons lumineux émis sera réfléchie depuis le creux, tandis que l'autre partie sera réfléchie depuis le plat. Aussi se crée-t-il une différence de marche entre ces deux rayons réfléchis, c'est-à-dire un déphasage entre les deux ondes. Or la profondeur du pit est très spécifique à celle du laser utilisé pour la lecture, en effet elle est de λ/4, avec λ la longueur d'onde du laser. Deux ondes issues d'uns source cohérente sont dites constructives (c'est-à-dire que leurs amplitudes s'additionnent) lorsque la différence de marche notée δ vérifie : δ= λ.k, avec k un entier relatif. C'est le cas lorsque le laser se réfléchit sur un plat ou un creux (k = 0). Au contraire, lorsque le rayon se réfléchit sur un passage creux/plat (ou plat/creux), où l'onde réfléchie dans le creux parcourt donc la profondeur du pit multipliée par deux (aller plus retour) soit une distance d = 2λ/4 = λ/2, la valeur de la différence de marche vérifie : δ = λ (k+ 0,5), correspondant à une différence de marche pour des ondes destructives (dont les amplitudes s'annulent). C'est donc l'intensité du signal lumineux réfléchi sur la piste du support de stockage et reçu par le capteur, qui, par des variations de tension qu'il associe aux variations d'intensité reçues, codent en binaire[3]. Lorsqu’il est utilisé comme support pour l’écoute musicale (premières utilisations), l’information binaire est ensuite transformée en un signal analogique par un convertisseur numérique-analogique.

Dès son apparition, ce support a été promu par ses inventeurs et les éditeurs musicaux comme offrant une meilleure qualité sonore que les autres supports existants (notamment les disques « vinyle »). Ces qualités sont parfois contestées et de nouveaux supports sont apparus (SACD : Super Audio Compact Disc, ou le DVD-A : Digital Versatile Disc Audio). On constate par ailleurs, au cours des années 2010, un regain de popularité du support vinyle[4].

Histoire[modifier | modifier le code]

Création[modifier | modifier le code]

Le disque compact fut inventé conjointement par les firmes Philips et Sony Corporation avec, également, la participation de Hitachi pour l’audionumérique (CD audio) en 1978. Quand les deux entreprises ont décidé de travailler ensemble en 1979, le projet prévoyait que les platines laser seraient équipées des puces électroniques les plus puissantes jamais commercialisées pour un produit grand public. En 1980, le Red Book (en français littéral : Livre rouge) détermine les caractéristiques techniques du nouveau disque et le partage des brevets entre les deux concurrents : à Philips la conception du CD (sur la base de leur expérience de la technologie du Laserdisc) et des lentilles qui permettent la lecture ; à Sony la définition du format utilisé pour numériser la musique et la méthode de correction d'erreurs. Parmi les principaux membres de l’équipe, les plus connus sont Pieter Kramer (directeur du laboratoire de recherche optique de Philips dans les années 1970) et Kees A. Schouhamer Immink pour Philips, Toshitada Doi pour Sony et Michel Motro pour Hitachi (à l'époque directeur du pôle innovation du groupe).

Les premiers prototypes produits par Philips mesuraient 115 mm de diamètre, avec un codage sur 14 bits et d'une durée 60 minutes. Sony insista pour qu’on adopte un codage sur 16 bits et de 74 min, ce qui a augmenté le diamètre à 120 mm. La capacité du CD 12 cm fait 74 min, à la demande de Herbert von Karajan, pour que la version la plus lente de la 9e symphonie de Beethoven, celle enregistrée au festival de Bayreuth en 1951 sous la direction de Wilhelm Furtwängler, tienne sur un seul CD. Sony indique que c’est à la demande de l’épouse de son président, pour ces mêmes motifs.

Philips et Sony ont annoncé fin qu’ils étaient prêts à sortir leur nouveau produit et ont commencé les ventes à l’automne. La production industrielle commença le à Langenhagen, près de Hanovre (RFA). Les premiers albums produits étaient Une symphonie alpestre, de Richard Strauss (Herbert von Karajan avec l'Orchestre Philharmonique de Berlin) et The Visitors (ABBA). La première platine fut vendue au Japon le accompagnée de l’album 52nd Street de Billy Joel.

Un remplaçant du disque microsillon[modifier | modifier le code]

Le succès du CD est progressif, limité dans un premier temps à l’album The Visitors d’ABBA (PolyGram, label de Philips), et à un enregistrement de la Symphonie alpestre de Richard Strauss dirigée par Karajan. En effet, le CD passe surtout dans les premiers temps pour un support réservé aux mélomanes classiques, grâce à la qualité sonore qu’il offre. Quelque 200 titres, classiques essentiellement, sont ainsi produits par Philips. C’est la mise sur le marché, en 1985, de l’album Brothers in Arms, du groupe Dire Straits (premier album entièrement numérique), qui démocratise le CD : l’album se vend à plus d’un million d’exemplaires. Il ne fait plus de doute que le CD apparaît comme le possible support sonore de l’avenir.

Dès 1986, les platines laser se vendaient mieux que les autres, et en 1988 les ventes de CD dépassaient celles des disques vinyle. En France, la démocratisation du CD passe par l'activité d'éditeurs indépendants comme NTI (David Mufflarz) et Christian Brunet (Levitan SA - CD One music). Cet indépendant est le premier à travailler sur « le fond de catalogue » et donc sur un prix de vente raisonnable alors qu'un CD est toujours proposé à des tarifs ne pouvant motiver que l'élite du public. Ainsi apparaissent dans le circuit de la grande distribution des collections très bon marché, là où les majors sont excessivement chers.Christian Brunet réalise pour le groupe Carrefour la première opération qui voit proposer au public des coffrets de dix CD pour moins de 90 francs (13,72 euros) dès 1991. Cette collection (Romance du classique) sera vendue à plus de 2,5 millions d'exemplaires en moins d'un mois, durant les fêtes de fin d'année. Cette politique de prix fera exploser les ventes de lecteurs de CD en France.

Le CD a connu un large succès et s’est rapidement substitué aux disques vinyle comme support musical, notamment grâce aux qualités suivantes :

  • absence d’usure due à la lecture optique (celle-ci supprime le contact mécanique et donc l’altération du support par frottement). Les utilisateurs soigneux conservent leurs CD en bon état en les stockant dans un boîtier (pour éviter la poussière et les rayures), verticalement (pour éviter la déformation), à l'abri de la chaleur, de la lumière et de l'humidité ;
  • tailles du support : ses 12 cm de diamètre lui confèrent une portabilité que n’avait pas le disque microsillon. Un deuxième format de 8 cm est, lui aussi, normalisé mais peu utilisé ;
  • l’épaisseur nominale est de 1,2 mm ;
  • qualité « théorique » de reproduction sonore supérieure aux cassettes audio et disques vinyle. (Rapport signal sur bruit bien plus important, reproduction exacte à chaque lecture grâce au système de correction d’erreur… Cependant, les audiophiles ou mélomanes exigeants préfèrent parfois le son « analogique » issu du vinyle qu’ils jugent plus musical, plus naturel et plus précis dans les aigus. Ceci est dû au repliement de spectre lors de l'enregistrement, dû à un mauvais filtrage des fréquences situées au-delà de la demi-fréquence d'échantillonnage (voir aussi Théorème d'échantillonnage de Nyquist-Shannon). Ce défaut fut assez fréquent dans les premiers enregistrements numériques qui ne disposaient pas de filtres de qualité suffisante. Le repliement de spectre donne des aigus agressifs et désagréables. Il est ensuite impossible de le corriger.

Le suréchantillonnage, qui consiste à mieux interpoler le signal, permet de simplifier le filtrage à la restitution. Le format numérique SACD donne une meilleure définition numérique que le CD, mais il ne s'est pas imposé car il va au-delà des capacités de l'oreille humaine ;

  • retour à l’écoute intégrale sans avoir à retourner le support audio dans le lecteur, avec un accès sans manipulation mécanique, ce qui ne s’était pas vu depuis la disparition des cartouches 8 pistes. Les disques vinyle sont enregistrés sur deux côtés, on doit donc les retourner à la mi-écoute ; certains magnétocassettes disposaient d'un système dit autoreverse inversant le sens de marche et commutant les têtes de lecture en fin de bande ;
  • accès direct aux différents morceaux ainsi (pour certains lecteurs) qu'à des index pour chaque morceau ; certains magnétocassettes disposaient aussi d'un système de recherche de plages qui détectait les passages sans données audio (ce système est évidemment plus lent que sur un CD audio) ;
  • les CD-R (CD vierges à graver) ont les mêmes dimensions, et peuvent être utilisés pour stocker des données Red Book (qui définit la norme audio pour le CD, telle que les 44,1 kHz de fréquence d'échantillonnage et 16 bits de résolution). Il existe les CD-ROM PC qui sont conçus pour une utilisation avec un graveur dans un PC, et les CD-ROM Audio qui sont conçus pour les enregistreurs domestiques (qui ne peuvent pas lire les CD-ROM PC). Ils sont d’ailleurs plus chers car il est tenu compte d'un pourcentage pour les droits d'auteur qui sont reversés à la SACEM en France ou la SABAM en Belgique.

Compact Disc est une marque déposée par la firme néerlandaise Koninklijke Philips Electronics N.V. et cette dernière refuse l’utilisation du terme déposé pour tout disque audio protégé contre la copie.

Détails physiques[modifier | modifier le code]

Les disques compacts sont constitués d’une galette de polycarbonate de 1,2 millimètre d’épaisseur recouvert d’une fine couche d’aluminium (au début, c’était d’une couche d’or et c’est encore le cas actuellement sur les disques à longue durée de vie) protégée par un film de laque. Ce film peut aussi être imprimé pour illustrer le disque. Les techniques d’impression sont l’offset et la sérigraphie. Les différentes couches sont déposées par la machine sous l'état liquide sur le pourtour du centre du disque et réparties sur la surface par la force centrifuge, afin de garantir une répartition uniforme.

Les informations sur un CD standard sont codées sur une piste d’alvéoles en spirale moulée dans le polycarbonate. Chaque alvéole mesure environ entre 125 nm (0,125 μm) et 500 nm de large et varie entre 833 nm et 3,5 μm en longueur. L’espace entre les pistes est de 1,6 µm. Pour se donner une idée des dimensions, si le disque était mis à l’échelle d’un stade de foot, un alvéole aurait la taille d’un grain de sable. La spirale commence au centre du disque pour se terminer en périphérie, ce qui autorise plusieurs tailles de disques.

Un CD est lu par une diode laser de 780 nm de longueur d'onde à travers la couche de polycarbonate (diamètre du spot : 1,04 µm). La différence de profondeur entre un alvéole (creux) et la surface plane (bosse) est d’un quart la longueur d’onde du laser, ce qui permet d’avoir un déphasage d’une demi-longueur d’onde entre une réflexion du laser dans un alvéole et sur la surface plane. L’interférence destructive causée par cette réflexion réduit l’intensité de la lumière réfléchie dans un alvéole comparée à une réflexion sur la surface plane. En mesurant cette intensité avec une photodiode, on est capable de lire les données sur le disque.

Les creux et les bosses ne représentent pas les 0 et les 1 des informations binaires. C’est le passage d’un creux à une bosse ou d’une bosse à un creux qui indique un 1. S’il n’y a pas de passage bosse-creux, alors il s’agit d’un 0. On appelle cela un front[5].

Ensuite, ces données passent à la moulinette EFM (Eight-to-Fourteen Modulation) utilisée lors du codage des données audionumériques en données numériques pour CD audio, pour finalement obtenir les données audionumériques brutes.

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Méthode de fabrication[modifier | modifier le code]

La fabrication industrielle d’un CD se fait suivant différentes étapes; un CD ainsi produit assure une longévité de l’ordre d'un siècle s'il est stocké et manipulé soigneusement. En comparaison, un CD-R a une durée de vie de l’ordre d'une décennie, du fait de sa sensibilité aux rayons lumineux.

Prématriçage[modifier | modifier le code]

Le prématriçage correspond à la transcription des informations du client sur une bande à 9 pistes, en passant par une phase de correction d’erreurs, et de formatage des fichiers au format ISO 9660 dans le cas d’un CD-ROM.

La fonction essentielle du prématriçage est le calcul du Code Détecteur et du Code Correcteur. Ces codes sont contenus sur 288 octets accolés à Ko d’informations plus des informations de synchronisation et d’en-tête. Ce procédé permet de prévenir les erreurs de transmission.

Une fois cette étape passée, il n’y a plus aucune modification des données à inscrire.

Création du disque matrice[modifier | modifier le code]

La création du disque matrice, appelé aussi matrice de verre, consiste au marquage des données sur un disque de verre.

Le point de départ du disque matrice est une vitre fortement polie, dont les caractéristiques de surface ressemblent de près à un miroir astronomique. Cette plaque de verre est couverte d’un substrat sensible à la lumière, appelé résine photosensible. La couverture de la plaque par un procédé de rotation (dépôt par centrifugation) assure une couche absolument plane et uniforme de 120 nm d’épaisseur. C’est l’épaisseur de cette couche qui détermine la profondeur des creux.

L’inscription des données est effectuée grâce à un appareil émettant un rayon laser qui est activé et désactivé au rythme des informations. Le rayon ainsi modulé marque la couche photosensible de la plaque de verre.

Le disque de verre est ensuite placé dans un bain de développement. Les emplacements altérés par le rayon sont lavés faisant ainsi apparaître les premiers creux.

Après séchage du disque matrice suit la vaporisation sous vide d’une fine couche argentée de 100 nm. À ce stade, le disque matrice est lisible par un lecteur spécial qui permet de contrôler la qualité de l’enregistrement.

Galvanisation[modifier | modifier le code]

La galvanisation est une opération qui crée la matrice de production à partir de la matrice de verre.

La matrice de verre est plongée dans un bain de galvanisation comportant une anode de nickel. La couche argentée de la matrice de verre est transformée en cathode. Le courant ainsi créé entraîne un déplacement des ions de nickel sur l’anode, couvrant peu à peu la plaque de verre d’une couche de nickel.

La séparation de la couche de nickel de son support de verre amène la destruction de ce dernier. Si à ce stade de l’opération les normes de qualité ne sont pas respectées, tout le processus précédent est à refaire.

La couche de nickel, copie tirée directement de la matrice de verre, est nommée original ou copie père : c’est une reproduction en négatif de l’original. Pour éviter une perte de cet original, on en fait une copie appelée copie mère, qui sert ensuite à tirer les sous-matrices.

Les sous-matrices sont, comme l’original, des négatifs et servent à imprimer les données sur les disques en plastique pendant leur fabrication. Elles sont perforées au centre et polies à l’endos. La qualité du dos de la matrice a une grande influence sur le bruit qui sera perçu par les photorécepteurs des lecteurs de CD-ROM. La rugosité moyenne maximale est de 600 nm. Comme l’air, la propreté de l’eau est importante pour la qualité finale du produit.

Fabrication en série[modifier | modifier le code]

La fabrication en série des disques compacts peut se faire par moulage par injection ou par pression. Le premier principe consiste en l’injection du polycarbonate liquide dans la matrice ; le second procédé a pour principe l’impression des cuvettes dans le disque encore chaud par pressage.

Le polycarbonate a été retenu dans la conception des CD pour ses propriétés telles que la pureté optique, la transparence et un indice de réfraction constant.

Les disques ainsi obtenus voient leur face marquée par les données, puis métallisée par une couche d’aluminium de 40 à 50 nm. Pour ce faire, l’aluminium est atomisé dans un espace sous vide, et se dépose lentement sur le disque. L’atomisation est obtenue par réchauffement, ou à froid, par un procédé de pulvérisation cathodique.

La couche d’aluminium ainsi déposée est enfin protégée par l’application d’un vernis protecteur, à l’aide du procédé de dépôt par centrifugation. Le vernis devient ainsi une couche uniforme de 10 µm d’épaisseur.

Avant conditionnement, une étiquette est imprimée sur le vernis par le principe de la sérigraphie.

Format audio[modifier | modifier le code]

Le format de données, connu sous le nom de norme Red Book, a été dressé par Dutch Electronics du groupe Philips qui possède les droits du CDDA et du logo qui apparaît sur les disques. En termes techniques, il s’agit d’une piste stéréo encodée en PCM à une résolution de 16 bits (linéaire en amplitude, sans compression logarithmique des amplitudes hautes) avec une fréquence d’échantillonnage de 44,1 kHz.

Échantillonnage[modifier | modifier le code]

Les échantillons sont ensuite regroupés en frame, chaque frame comporte six échantillons stéréo (6×2×16 bits = 192 bits soit 24 octets), plus 8 octets de correction d’erreur et un 1 octet de subcode, soit un total de 33 octets par frame. Le code correcteur est ajouté pour permettre la lecture d’un disque rayé dans les limites du raisonnable, il s’agit de deux codes de Reed-Solomon à la suite et d’un entrelacement des données effectué entre les deux codages.

L’octet subcode est utilisé pour former 8 canaux de contrôle (chaque canal ayant un débit binaire de 7,35 kb/s), dans le CD standard seul, les deux premiers canaux sont utilisés et servent pour indiquer les débuts de pistes, le temps, la préaccentuation, l’autorisation de copie, le nombre de canaux (stéréo- ou quadriphonie, mais bien que le bit d’indication de quadriphonie existe dans la norme, la façon dont ces canaux supplémentaires doivent être codés n’est pas définie et il n’est donc pas utilisé), les six autres canaux sont utilisés dans les extensions comme le CD+G (permet l’insertion des paroles pour les karaokés) ou le CD-Text (nom des pistes, auteurs, interprètes).

La fréquence d’échantillonnage de 44,1 kHz est héritée d’une méthode de conversion numérique d’un signal audio en signal vidéo pour un enregistrement sur cassette vidéo qui était le seul support offrant une bande passante suffisante pour enregistrer la quantité de données nécessaire à un enregistrement audionumérique[6]. Cette technologie peut stocker six échantillons (trois par canal en stéréo) par ligne horizontale. Un signal vidéo NTSC possède 245 lignes utilisables par trame et 59,94 champs/seconde qui fonctionnent à 44 056 échantillons par seconde. De même, un signal vidéo PAL ou SÉCAM possède 294 lignes et 50 champs qui permet aussi de délivrer 44 100 échantillons/seconde. Ce système pouvait aussi stocker des échantillons de 14 bits avec des corrections d’erreur ou des échantillons de 16 bits sans correction d’erreur.

Carte avec deux CNA TDA1541A S1 de Philips

Il y eut un long débat entre Philips et Sony concernant la fréquence et la résolution de l’échantillonnage. Philips voulant utiliser le 44,100 kHz utilisé en Europe et une résolution de 14 bits ayant déjà développé des CNA 14 bits et Sony voulant imposer le 44,056 kHz utilisé au Japon et États-Unis et une résolution de 16 bits.

Anecdote : c’est donc pour cela que les premières platines CD étaient équipées de CNA 14 bits (les TDA1540), Philips ayant trouvé le moyen de les utiliser en 16 bits par un suréchantillonnage 4×, le CNA fonctionnait donc à 176,4 kHz au lieu de 44,1 kHz et était précédé d’un filtre numérique. Cette fréquence quatre fois plus élevée permettait d’avoir un filtre passe-bas avec une pente beaucoup plus progressive qu’avec les CNA concurrents. Le comportement dans les fréquences proches de 20 000 Hz était plus linéaire avec moins de rotation de phase et le son en était d’autant plus pur.

Structure logique[modifier | modifier le code]

Un CD audio comme un CD-R est constitué, d'après le Orange Book, de trois zones constituant la zone d'information (information area) :

La zone Lead-in 
La Lead-In Area contient des informations décrivant le contenu du support (ces informations sont stockées dans la TOC, Table of Contents). La zone Lead-in s'étend du rayon 23 mm au rayon 25 mm.
La zone Programme 
La Program Area contient les données et commence à partir d'un rayon de 25 mm, elle s'étend jusqu'à un rayon de 58 mm et peut contenir l'équivalent de 76 min de données. La zone programme peut contenir un maximum de 99 pistes (ou sessions) d'une longueur minimale de 4 secondes.
La zone Lead-Out 
La Lead-Out Area contient des données nulles (du silence pour un CD audio) et marque la fin du CD. Elle commence au rayon 58 mm et doit mesurer au moins 0,5 mm d'épaisseur (radialement). La zone Lead-out doit ainsi contenir au minimum 6750 secteurs, soit 90 secondes de silence à la vitesse minimale (1X).

Capacité de stockage et vitesse[modifier | modifier le code]

Les spécifications du disque compact recommandent une vitesse linéaire de 1,22 m/s (soit 500 tr/min au centre passage de la diode laser près du bord intérieur de la surface réfléchissante, et 200 tr/min au bord extérieur de celle-ci) et un pas entre les pistes de 1,59 µm. Cela conduit sur un CD-ROM (74 min) de 120 mm de diamètre à 650 Mio (682 Mo) de données.

Néanmoins, afin d’autoriser des variations dans la fabrication des supports, il y a une tolérance dans la densité des pistes. En fabriquant délibérément des disques de plus haute densité, on peut augmenter la capacité et rester très proche des spécifications du CD. En utilisant une vitesse linéaire de 1,1975 m/s et un pas entre les pistes de 1,497 µm, on atteint une nouvelle capacité maximale de 737 Mo (80 min). Bien que ces disques possèdent une légère variation de fabrication, ils sont très souvent lus par les lecteurs et seul un très faible nombre de lecteurs les rejettent.

Il existe des disques enregistrables de 99 min (marché de niche à cause des problèmes rencontrés quand plus de 80 min), en augmentant la densité des pistes. La capacité maximale qu’un disque peut annoncer lui-même, en accord avec les spécifications du CD-R, est au plus à 80 min. De plus, les marqueurs de temps entre 90 et 99 min sur les disques sont normalement réservés pour indiquer au lecteur qu’il lit le début du disque et non la fin. Ces deux problèmes sont fonction des fabricants de disques, des graveurs et des logiciels de gravure.

Une autre technique pour augmenter la capacité d’un disque est d’écrire dans le préambule et dans la fin du disque qui sont normalement prévus pour indiquer les limites du disque. Cela permet d’étendre la capacité d’une ou deux minutes, mais cela peut provoquer des problèmes de lecture quand la fin du disque est atteinte.

Une heure de musique non compressée occupe 635 Mo[7] de données (74 min occupent 783 Mo, 747 Mio).

Une heure de musique en 192 kbps, très bonne qualité stéréo en musique compressée par 7,35[8], occupe 86 Mo[9] de données. Cette compression permet d'avoir 8,5 h sur le support 80 min[10] (512 min)[11].

Longévité[modifier | modifier le code]

Les CD audio de l'industrie (pressés) ont une longévité qui se situe, selon les sources, entre 50 et 200 ans. Toutefois, les analyses du laboratoire national de métrologie et d'essais (France)[12] montrent que la durée de vie des CD gravés (CD-R) est nettement inférieure, assujettie aux conditions d'archivage, au support et au graveur.

Types de disques[modifier | modifier le code]

CD en vrac
Disque compact

On distingue plusieurs types de disques compacts :

  • CD audio (CDDA ou CDA) : Compact Disc Digital Audio ou en français Compact Disc Audio. Cette famille comprend également les SHM CDs, les Blu-spec CDs ainsi que les DSD CDs ;
  • CD-ROM (Compact Disc Read-Only Memory), officiellement cédérom en français : support de stockage informatique ;
  • CD-WORM : (CD-Write Once Read Many) Variante de CD pouvant être gravé une seule fois par l´utilisateur (sur un graveur de CD-ROM) et lu ensuite sur n´importe quel lecteur de CD-ROM ;
  • CD Extra (ou Enhanced CD ou Disque amélioré) : disque compact réunissant en premier une session ne contenant que les pistes audio et une session ne contenant que des données. Les CD OpenDisc (en) sont techniquement des CD Extra. Dans les lecteurs de disques audio (par exemple autoradios et chaînes Hi-Fi) : seule la session audio de ce type de disque est lisible. Les disques audio Copy Control (en) créés par certains majors sont des CD Extra. Ce type de disque ne garantit pas d'être lisible dans tous lecteurs de CD (autoradios, chaînes Hi-Fi…). Voir aussi la norme Blue Book ;
  • CD en mode mixte : disque compact réunissant en premier une session ne contenant que des données et une session ne contenant que des pistes audio. Il est parfois employé comme support de jeu vidéo, la première session (de données) contenant le programme-jeu tandis que les musiques du jeu sont dans la seconde (l’audio) ;
  • CD-R : Compact Disc Recordable, Disque inscriptible ;
  • CD-RW : Compact Disc Rewritable, Disque réinscriptible ;
  • CD+G : Compact Disc + Graphics, Disque compact et Images ;
  • VCD : Video Compact Disc, Disque compact vidéo ;
  • SVCD : Super Video Compact Disc, Super compact disque vidéo ;
  • Super Audio CD : Disque Compact nécessitant l'emploi d'un lecteur spécial, capable de reproduction multicanale aussi bien que de reproduction stéréophonique, d'une fréquence d’échantillonnage 64 fois supérieure à celle du Compact Disc ordinaire. Il est également capable de technologie « hybride », comportant une deuxième couche CD lui permettant d'être lu par toute platine CD ordinaire en qualité CD. Voir § Super Audio CD.

Les appareils de lecture pour CD-audio ne sont pas conçus pour lire les CD-ROM ; a contrario, les lecteurs de CD-ROM peuvent aussi lire les CD-audio. Il existe aussi des CD « hybrides » contenant de l’information audio (lisible par un lecteur audio) et des informations d’autres types (texte, vidéo, images, etc.), lisibles par un lecteur de CD-ROM (CD en mode mixte et CD Extra cités plus haut).

Dernièrement, avec l’arrivée de la méthode de compression audio MP3 (MPEG-1/2 Audio Layer 3), des lecteurs audio pouvant lire des pistes MP3 sur un CD-R(W) et les jouer comme un CD audio traditionnel ont été développés. L’intérêt du format MP3 est qu’il permet de stocker de 4,41[13] à 11[14] fois plus de musique que sur un CD audio avec une dégradation plus ou moins perceptible de la qualité sonore en fonction du débit auquel le disque / le morceau a été compressé. Il est même possible de compresser 176 fois[15].

En 2013, le CD audio (matériel) est moins vendu qu'avant. En effet, l'arrivée d'Internet (immatériel) et d'autres moyens de stockage plus légers, plus compacts avec plus de capacités, font leurs apparitions au début du XXIe siècle.

Types de CD Audio particuliers[modifier | modifier le code]

Blu-spec CD[modifier | modifier le code]

Blu-spec CD est l'appellation commerciale d'un Compact Disc conçu selon un processus propriétaire, lancé par Sony fin 2008. Son nom vient de ce que son processus de fabrication est celui utilisé pour la création des Blu-ray. En lieu et place d'un rayon infrarouge standard, un laser bleu est utilisé pour créer les encoches numériques sur la matrice mère, qui sera dupliquée par moulage. En raison de sa finesse, le laser bleu crée des encoches plus précises d'une largeur minimale de 125 nm (contre 500 μm pour un CD standard, et 400 µm pour un DVD ou Super Audio CD), qui diminueraient le nombre d'erreurs dans la lecture numérique.

Cela ne change aucunement le format CD (PCM 44,1 kHz, 16 bits) ni la longueur des encoches numériques gravées dans le disque. Un Blu-spec CD peut donc être lu par n'importe quelle platine CD conventionnelle à rayon laser rouge (longueur d'onde 780 nm) et ne nécessite aucunement l'emploi d'un laser bleu.

SHM CD[modifier | modifier le code]

Le Super High Material Compact Disc a été mis au point en 2008 conjointement par les firmes JVC et Universal Japan afin de concurrencer le DSD-CD (voir ci-dessous). Lancé en avant-première au Japon cette même année, il s'est vendu à 750 000 exemplaires. Son introduction en France s'est faite courant 2009.

Il consiste en un Compact Disc lisible par toute platine conventionnelle du marché, à ceci près que, selon ses concepteurs, son gain en volume approche les 30 % sur l'ensemble du spectre sonore.

Ce gain provient d'une transparence des données accrue, due à la découverte d'une nouvelle formule de polycarbonate (plastique constituant les familles des Compact Discs, DVD et Super Audio CD), translucide à l'œil humain, mais en réalité beaucoup plus limpide pour le rayon laser de longueur d'onde 780 nm dont sont équipés les lecteurs de CD. Cette transparence des données diminue la distorsion.

En outre, ce nouveau type de polycarbonate résiste mieux aux dégradations (rayures, incrustations de poussière, sensibilité à la lumière et à la température) que celui d'un CD ordinaire.

Le SHM CD est à l'heure actuelle peu représenté en magasins en France, et s'obtient la plupart du temps en VPC via internet. C'est au Japon que ce format connaît un véritable engouement, avec une grande quantité de rééditions ou de sorties d'albums.

DSD-CD[modifier | modifier le code]

Un DSD-CD est un Compact Disc conventionnel (donc lisible par n'importe quel lecteur de CD du marché) issu par conversion d'un master réalisé en DSD (DSD → PCM), lui permettant d'avoir une meilleure définition qu'avec un master habituel d'origine PCM (PCM → PCM). Il est fréquent que l'on rafraichisse ce résultat au moyen d'un processeur Sony SBM (Super Bit Mapping (en)) spécialement adapté pour ces conversions DSD : il s'agit du Super Bit Mapping Direct[16]. Il convient de noter que cette technologie est toujours employée dans le cas d'un Super Audio CD hybride, car la couche Compact Disc est en soi un DSD-CD, étant systématiquement réalisée à partir du master DSD utilisé pour la couche haute définition du même disque[16].

En 2013, il existe un cas particulier de DSD-CD : après avoir sorti l'album Paranoid de Black Sabbath en format SHM SA-CD le 25 août 2010, Universal Japan décide d'en utiliser le master DSD pour sortir ce même album le 24 novembre au format SHM CD (voir ci-dessus), destiné à conforter les auditeurs dépourvus de lecteur de Super Audio CD, ne pouvant écouter le SHM SA-CD. Ce disque, étant un SHM CD réalisé à partir d'un master DSD, est donc un SHM-DSD-CD, combinant les deux technologies.

Le DSD-CD peut en outre être perçu comme un intermédiaire tamisant la rivalité concurrentielle entre le DSD et le PCM.

Super Audio CD[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Super Audio CD.

Le Super Audio CD, créé par Sony et Philips en 1999, est un Disque Compact de mêmes dimensions qu'un CD ordinaire, mais nécessitant l'emploi d'un lecteur spécial. Il est capable de reproduction multicanale aussi bien que de reproduction stéréophonique. Il est également capable de technologie « hybride », comportant une deuxième couche CD lui permettant d'être lu par toute platine CD ordinaire en qualité CD.

Emballage[modifier | modifier le code]

Les CD sont couramment protégés par des boitiers standards en plastique. Ce matériau, bien que fragile (très sensible aux rayures, des fissures apparaissent si l'on appuie dessus et, à l'usage, les pattes permettant l'ouverture du boitier se cassent), a été choisi pour ses propriétés optiques. Très transparent, il permet la création d'un boitier attractif, ou l'on peut glisser une feuille ou un livret, afin d'améliorer la présentation.

Il existe également des boitiers deux fois plus fins pour les CD-maxi-single (surtout au Royaume-Uni et en Allemagne), dits boitiers « slim », ou encore des doubles boitiers pour les double albums, voire plus par différents montages. On trouve aussi des pochettes en papier ou carton (souvent désignés par l’appellation Digipak (en)). Certains albums ont eu une pochette dans d'autres matériaux (verre, métaux, bois, carton recyclé, etc.) dans le cas d'édition limitée ou de promotion en rapport avec le CD.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Compact Disc, ses dérivés Compact Disc ReWritable et Compact Disc Recordable, et toutes leurs variantes, sont des marques déposées, propriété de la société Koninklijke Philips Electronics N.V.
  2. Nicolas Treps, Fabien Bretenaker, Le laser : 50 ans de découvertes, EDP Sciences, 2010
  3. Cours de physique de terminale scientifique
  4. Face au CD en déclin, le disque vinyle fait un retour en force, sur numerama.com, 9 janvier 2009
  5. Voir Codage Miller
  6. Voir Modulation d'impulsion codée (PCM en anglais) et adaptateur PCM (en)
  7. (2 canaux × 16 bits × 44 100 Hz) / 1 000 > (1 411,2 kbps × 3 600 s) / 8 000 > 635 Mo fait 60 min de musique non compressée
  8. 1 411,2 / 192 = 7,35 qui est la compression en 192 kbps
  9. (2 canaux × 16 bits × 44 100 Hz) / 1 000 > 1 411,2 / 7,35 compression > (192 kbps × 3 600 s) / 8 000 > 86,4 Mo fait 60 min de musique compressée 7,35 fois
  10. 737 Mo / 86,4 = 8,53 h par CD en 192 kbps
  11. 8,53 heures × 60 = 512 minutes par CD en 192 kbps
  12. Longévité des CD sur LNE
  13. 1 411 / 320 = 4,41
  14. 1 411 / 128 = 11
  15. 1 411 / 8 = 176
  16. a et b (en) Super Bit Mapping Direct Conversion (spécifications ISC du SA-CD), sur daisy-laser.com

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]