Électronique (technique)

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Composants de circuits électroniques.

L'électronique est une branche de la physique appliquée, « qui s'intéresse au phénomènes de conduction électrique et aux équipements associés[1] ». Elle traite « du mouvement des porteurs de charge dans le vide, les gaz et les semiconducteurs, des phénomènes de conduction électrique qui en résultent, et de leurs applications[2] ».

On parle d'électronique surtout quand les circuits électriques comportent des éléments amplificateurs et notamment des semi-conducteurs[1]. Le terme électrotechnique recouvre en principe l'ensemble des applications de l'électricité, mais en français, on en exclut les domaines des télécommunications et des technologies de l'information[3], que l'on considère ainsi du domaine exclusif de l'électronique.

Les métiers de l'électronique se répartissent en domaines assez spécialisés, qui constituent chacun un domaine d'étude : électronique numérique, électronique de puissanceetc.

Généralités[modifier | modifier le code]

L'électronique est une discipline technique ou science de l'ingénieur, l'une des branches les plus importantes de la physique appliquée, auxiliaire dans la plupart des industries.

Le mot électronique, qui désigne d'abord les faits et théories relatifs à l'électron, prend un sens technique dans le premier quart du XXe siècle. Les inventeurs qui ont développé les industries et techniques qui utilisent l'électricité — télégraphe, éclairage électrique, moteur électrique, téléphone, radiocommunication, ont travaillé empiriquement, tandis que les savants élaboraient une théorie électronique de la matière. La notion d'« appareil électronique » surgit de l'opposition entre les dispositifs de détection des fréquences radio, dont les principaux sont le récepteur à cristal, un semi-conducteur dont la théorie est alors « incomplètement connue[4] » et le dernier le « détecteur électronique », dont le principe est directement lié au flux d'électrons issus de la cathode chauffée. Ce tube électronique permet l'amplification, dont tirent rapidement parti de nombreuses applications, dont certaines, comme l'enregistrement sonore et la radiodiffusion, vont diffuser leurs produits dans le grand public. Cette invention marque, pour la plupart des auteurs, le début de l'électronique, comme spécialité[5]

La physique quantique donne les éléments pour comprendre le fonctionnement des semiconducteurs. La découverte de l'effet transistor vers 1947[6], puis la fabrication de circuits à l'état solide séparent le sens courant de « électronique » de l'électron particule. L'usage considère les phénomènes impliquant des flux électroniques, comme l'arc électrique et l'effet corona et leurs applications, comme hors du champ de l'électronique[2].

La limite de l'électronique au sein de l'électrotechnique — ensemble des applications de l'électricité — est indéterminée. L'utilisation de semiconducteurs est parfois un critère[1], certains auteurs estiment l'électrotechnique s'occupe du transfert de la puissance, tandis que l'électronique étudie la transmission, par l'électricité, de l'information[7]. Cependant, l'étude de la transmission de l'information est largement indépendante de celle de l'électricité. Ses notions sont purement mathématiques. Elle communique avec l'électronique parce que celle-ci sert à convertir ces informations en signaux, mais n'a aucun besoin de connaître les lois physiques qui régissent l'électricité, déterminées dès le XIXe siècle[8], à l'exception de la conception et de la fabrication des composants électroniques qui peuvent mobiliser des resources scientifiques beaucoup plus récentes. Chaque domaine d'exercice a développé les méthodes et les modèles mathématiques adaptés à son activité. L'électronique et l'électrotechnique sont étroitement mêlées et ne connaissent aucune séparation institutionnelle[9].

Énergie et signal électriques[modifier | modifier le code]

Un instrument électronique, l'oscilloscope, produit une représentation visuelle du signal électrique.

Un système électronique se décompose en deux parties :

  • l'une gère l'énergie électrique nécessaire à son fonctionnement et aux systèmes mécaniques, acoustiques, thermiques ou autres qu'il pilote ;
  • l'autre gère les signaux porteurs d'information.

Le signal électrique est la tension électrique variable qui transporte l'information. La puissance correspondante est indifférente quand il s'agit de traitement du signal ; on la rend aussi faible que possible du moment que sa faiblesse ne compromet pas l'intégrité du signal.

Les traitements les plus complexes se font ainsi avec des courants faibles. Lorsque le système demande une sortie en puissance, il ne reste qu'à transformer au mieux la puissance de l'alimentation électrique en une puissance analogue au signal. Cette partie de l'électronique s'intéresse à l'efficacité : quelle partie de l'énergie consommée par l'alimentation se retrouve dans la sortie utile. Le développement des applications d'électronique mobile, où la consommation électrique se paie d'une diminution de l'autonomie, amène à se préoccuper de l'efficacité même si les puissances sont faibles.

L'électronique s'applique fréquemment au contrôle d'un système qui implique des grandeurs mécaniques ou d'autre nature. Des capteurs permettent la conversion des grandeurs impliquées — force, pression acoustique, position, temps, etc. — en signal électrique, des actionneurs produisent les grandeurs physiques souhaitées — résistances chauffantes, moteurs, etc..

Une bonne partie des applications de l'électronique traite le signal provenant d'autres systèmes électroniques en direction d'autres systèmes électroniques.

Électronique et électrotechnique[modifier | modifier le code]

Selon la norme internationale, l'électrotechnique regroupe l'ensemble des applications de l'électricité, incluant l'électronique[10]. En français, on a tendance à séparer les deux spécialités. L'électrotechnique traiterait la production, la distribution, la conversion de l'énergie électrique ; elle s'occuperait des courants forts, tandis que l'électronique traiterait de courants faibles. Cette différenciation historique n'a plus de raison d'être. La gestion de l'énergie concerne de très faibles puissances, quand il s'agit de dispositifs autonomes, la régulation des alimentations électriques et des moteurs, la conversion entre courants alternatifs et continus font appel à l'électronique avec de fortes puissances[11].

Électronique et société[modifier | modifier le code]

L'électronique, appliquée aux télécommunications, puis à l'informatique, participant et reliant presque toutes les productions industrielles, a élaboré des abstractions utiles dans la plupart des domaines techniques. Elle a profondément modifié la notion de signal ; ce concept, popularisé, sert soit en propre, soit comme métonymie non seulement dans l'activité industrielle, mais encore dans l'économie. Elle a produit le concept mathématique d'information, et absorbé celui, d'origine mathématique, d'algorithme.

L'électronique structure un système technique, que Marshall McLuhan appelle âge électronique[12] et Manuel Castells L'Ère de l'information[13], qui entraîne l'adaptation du système social afin que ses cohérences soient maintenues[14],[15].

Ces adaptations concernent en particulier la production industrielle, où l'électronique de l'information, et le remplacement des automates par des robots entraînent une remise en cause du fordisme[16].

Historique[modifier | modifier le code]

L'électronique, au sens qu'a pris ce mot, remonte à l'invention du premier composant capable d'amplifier un signal électrique, et, par conséquent, d'entretenir une oscillation, la triode de Lee De Forest en 1907. Cette possibilité va transformer les télécommunications, télégraphe, téléphone et radiodiffusion, son premier domaine d'application, avant de se diffuser dans le domaine des machines à calculer, qui deviennent ordinateurs et dans celui des automates, qui contrôlent toute sorte de processus.

L'époque du tube[modifier | modifier le code]

Pentode 6146-B.

L'électronique surgit d'emblée comme une industrie. Les derniers inventeurs du XIXe siècle comme Edison ou Bell ont prospéré grâce aux brevets, et ont construit de grandes organisations qui les exploitent et ferment la voie aux nouveaux arrivants. L'invention du tube électronique va donner lieu à des batailles juridiques, paralysantes jusqu'à la première Guerre mondiale. Les mesures d'urgence que prend le gouvernement américain en 1916 débloque la situation afin que l'industrie produise des systèmes de communication radio pour la marine. La paix revenue, ces capacités servent à lancer, à partir de 1920, la radiodiffusion, premier usage domestique de l'électronique. Pour maintenir leur position, les industries rivales, General Electric et AT&T, organisent des laboratoires de recherche où les ingénieurs appliquent les découvertes de la physique, et orientent la recherche plutôt vers le perfectionnement des. La seconde Guerre mondiale mobilise les chercheurs pour le Radar. À la paix, les laboratoires reprennent leurs recherches sur les semiconducteurs, produisant les premiers transistors dès 1947. L'électronique à l'état solide permet d'augmenter considérablement le nombre des composants sur un circuit de même taille[17].

Dès l'application de l'électronique à la radiodiffusion émerge une électronique populaire construite par des radio-amateurs et des bricoleurs. Avec le poste à galène, c'est le seul à utiliser encore un semiconducteur[17]. Des publications comme La radio mais c'est très simple, d'Eugène Aisberg, dont la première édition remonte à 1936, aident les amateurs à se perfectionner. Ce secteur fonctionne plus par échange de recettes et de procédés et expérimentation libre que par assimilation des résultats de la physique théorique. La guitare électrique émerge ainsi avant la fin des années 1920, suivie par une quantité d'instruments de musique comme le theremin ou les ondes Martenot[18].

L'époque du transistor[modifier | modifier le code]

L'utilisation des semiconducteurs ouvre l'époque de l'électronique à l'état solide, qui s'oppose à l'électronique à tubes par sa taille réduite et son fonctionnement à basse tension.

La croissance de l'électronique s'est faite par 2 apports simultanés :

  • la réduction de la taille des composants permettant une intégration de plus en plus efficace, ce qui a considérablement augmenté la puissance et le champ d'action des fonctions réalisées
  • la sophistication progressive des méthodes et principes employés (traitement du signal analogique, puis numérique).

Au début des années 1960, la mise au point du circuit intégré déclenche un enthousiasme boursier pour l'innovation électronique[19].

L'électronique a permis l'intégration de fonctions de plus en plus complexes et performantes dans la majeure partie des domaines techniques et scientifiques et des objets de la vie courante.

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L'époque du circuit intégré[modifier | modifier le code]

Le développement de l'électronique a également permis celui de la science et des techniques de l'informatique ainsi que certaines avancées sociales (communications) :

  • En permettant la réalisation de calculateurs de plus en plus rapides et complexes (associés à des capacités de mémorisation croissantes), à des coûts compatibles pour une large diffusion ;
  • Ce développement a en retour amélioré les moyens disponibles pour le développement de l'électronique elle-même (logiciels de simulation de circuits, méthode de traitement de signal sophistiquées…) ;
  • Les impacts de l'électronique et de l’alimentation en électricité indispensable à son fonctionnement, sur la vie dans notre société moderne sont majeurs.

Les axes de développement actuels de l'électronique sont liés à :

  • la recherche d'une intégration croissante des composants (loi de Moore), qui passe par la compréhension fine des mécanismes et phénomènes en œuvre au niveau de la physique moléculaire ou électronique (développement de nanotechnologies) ;
  • la nécessité pressentie d'améliorer les performances en termes de rendement (afin de permettre une utilisation la plus efficace possible de l'énergie électrique utilisée ou utilisable) ;
  • certains envisagent un changement complet de principes de base, passant de l'électronique logique au calcul quantique.

Disciplines de l’électronique[modifier | modifier le code]

L’électronique est une famille de disciplines se distinguant suivant le type de signal traité, la famille d’application ou encore le niveau hiérarchique qu’occupe l’élément étudié dans le système global.

Types de signaux[modifier | modifier le code]

Introduction[modifier | modifier le code]

L'électronique a pour objet le traitement par des composants matériels du signal électrique et la distribution de la puissance électrique.

Les signaux sont classés en deux grands types :

L'étude du signal et la distinction entre le signal utile et le bruit de fond sont du domaine de la théorie de l'information.

Électronique analogique[modifier | modifier le code]

La discipline s’intéresse au traitement des signaux analogiques, dont la grandeur est continue, mais peut être divisée en échantillons discrets.

Le domaine de l'analogique est divisé en plusieurs sous-domaines :

  • l'instrumentation,
  • les fréquences audio (en lien avec l'électroacoustique),
  • les fréquences radio,
  • les hyperfréquences (encore appelées fréquences radar ou hautes fréquences),
  • la production et la propagation des ondes électromagnétiques,
  • la vidéo,
  • le traitement du signal analogique,
  • le signal échantillonné et souvent multiplexé
  • l'électronique de puissance

Électronique numérique[modifier | modifier le code]

Par opposition, l’électronique numérique s’intéresse au traitement des signaux échantillonnés et dont l’espace de valeurs est discret. Le nombre de valeurs que peut prendre un échantillon est limité. Celles-ci sont codées par des nombres binaires. Tout signal numérique peut se réduire à une suite de valeurs binaires, avec seulement deux possibles, 1 et 0. L’électronique numérique est utilisée en particulier dans les systèmes contenant un microprocesseur ou un microcontrôleur. Par exemple, un ordinateur est un appareil constitué en majeure partie par de l’électronique numérique.

Le traitement numérique du signal remplace de plus en plus le traitement analogique, de manière à faciliter le développement des circuits et à apporter une meilleure intégration et une plus grande souplesse d'utilisation. Dans les applications grand public, cette évolution est particulièrement remarquable dans les domaines de l'audio et de la vidéo (caméscopes, télévision).

L'électronique numérique s'intéresse exclusivement au signal, information pure sans transport de puissance.

Répartition entre analogique et numérique[modifier | modifier le code]

La conception interne des circuits logiques reste du domaine de l'électronique analogique. Les grandeurs électriques à l'intérieur de ces ensembles peuvent prendre une infinité de valeurs entre le maximum et le minimum, et il faut envisager toutes ces valeurs et le temps de passer de l'une à l'autre pour garantir un niveau qui signifie 1 ou 0 sans ambiguïté.

Les transducteurs et capteurs, les ADC, les générateurs de signal d'horloge qui cadencent les opérations numérique sont analogiques, mais ils peuvent être intégrés avec des circuits logiques.

Électronique mixte[modifier | modifier le code]

On parle d’électronique mixte lorsque l'on est en présence d’un système dans lequel coexistent les signaux numériques et analogiques. Les modules particuliers à cette discipline sont le convertisseur analogique-numérique (CAN) et le convertisseur numérique-analogique (CNA). Ils permettent de transformer un signal analogique en signal numérique et vice versa, en réalisant ainsi une interface entre les modules purement analogiques (comme les capteurs) et purement numériques.

Par exemple, un thermomètre à affichage numérique prélève la température (qui est une grandeur analogique), mesure sa valeur, la code en une séquence numérique et puis l’affiche sur un écran. Ainsi, les deux premières opérations sont effectuées par des modules de l’électronique analogique, la troisième nécessite une conversion analogique-numérique et la dernière relève d’un traitement numérique.

Électronique de puissance[modifier | modifier le code]

L’électronique de puissance est l’ensemble des techniques qui s’intéressent à l’énergie contenue dans les signaux électriques, contrairement aux autres disciplines électroniques, qui elles s'intéressent principalement à l’information contenue dans ces signaux. L'objectif est le contrôle ou la transformation de l'énergie électrique.

L’électronique de puissance a comme champ d’application l’électrotechnique domestique et industrielle, où elle remplace les anciennes solutions électromécaniques.

Hiérarchie de l’objet d’étude[modifier | modifier le code]

D’une façon indépendante de l’application, certaines disciplines de l’électronique sont définies suivant la place qu’occupe l’objet de l’étude dans la hiérarchie d’un système électronique.

Physique des composants[modifier | modifier le code]

Au niveau le plus bas se situe un composant, ou un dispositif électronique. La branche s’intéressant à la conception et à l’étude d’un composant électronique élémentaire s’appelle « physique des composants ». Elle est connexe au savoir-faire technologique, qui regroupe l’ensemble des connaissances et outils nécessaires pour fabriquer un composant. Elle fait essentiellement appel aux compétences dans les sciences fondamentales, telles que la physique du solide et des procédés chimiques.

Circuit électronique[modifier | modifier le code]

Le circuit électrique est le principal objet d’étude de la science de l’électronique. Un circuit électronique est un système incluant plusieurs composants électroniques associés. Le mot circuit vient du fait que le traitement s’effectue grâce à des courants électriques circulant dans les composants interconnectés, qui doit obligatoirement prendre la forme d'un parcours fermé d'un pôle du générateur à l'autre.

La branche étudiant les propriétés des circuits électroniques s’appelle « théorie des circuits »[réf. nécessaire].

La discipline qui étudie la méthodologie permettant de réaliser une fonction de traitement particulière à base d’un circuit s’appelle « conception des circuits électroniques »[20].

Les systèmes électroniques modernes comportent des millions de composants élémentaires. Le génie des circuits électroniques ne s’intéresse qu’à la réalisation de fonctions (ou modules) relativement simples, nécessitant jusqu'à quelques millions de composants.

Taille des circuits électroniques[modifier | modifier le code]

Le classement précédent se recoupe avec un classement suivant la taille des circuits électroniques considérés.

Électronique des tubes à vide[modifier | modifier le code]

Comme son nom l’indique, elle recourt à des tubes à vide, ou tubes électroniques comme composants actifs élémentaires (diodes à vide, triodes, tétrodes, pentodes…). Elle ne subsiste guère plus aujourd’hui que sous la forme des tubes cathodiques des récepteurs de télévision et de certains composants d’émetteurs radio de très forte puissance, et ces tubes-là sont d’ailleurs eux aussi en voie de disparition. Reste toutefois la technique des tubes à vide utilisés en audio, dans les amplificateurs guitare notamment.

Électronique individuelle[modifier | modifier le code]

Elle recourt à des composants élémentaires individuels ou « discrets » (par opposition à intégrés) assemblés le plus souvent sur des cartes électroniques. Ce type de conception électronique n’est guère plus utilisée que pour des montages expérimentaux ou dans le cadre de l’électronique de loisir, car elle a été supplantée par la micro-électronique. Sur une carte électronique actuelle, bien que les circuits intégrés accomplissent les principales fonctions, on trouve cependant toujours les composants discrets nécessaires à leur mise en œuvre (résistances et condensateurs essentiellement).

Micro-électronique[modifier | modifier le code]

Ce vocable est né du processus de la miniaturisation des composants électroniques élémentaires. Cette miniaturisation a commencé dans les années cinquante avec la naissance des semi-conducteurs, elle a atteint une phase presque extrême aujourd’hui. En effet, depuis six décennies la taille des composants élémentaires n’a cessé de diminuer, pour atteindre des dimensions de l’ordre de quelques dizaines de nanomètres. Ces progrès sont devenus possibles grâce aux avancées dans les procédés de traitement des matériaux semi-conducteurs, notamment du silicium, qui ont permis de réaliser plusieurs millions de composants élémentaires sur une surface de quelques millimètres carrés. Ainsi, la micro-électronique s’intéresse aux systèmes électroniques utilisant des composants de dimensions micrométriques et nanométriques. L’expression « électronique intégrée » est un synonyme de ce vocable : elle évoque un ensemble de composants « intégrés » sur une seule puce de semi-conducteur, communément appelé circuit intégré.

Nano-électronique et électronique moléculaire[modifier | modifier le code]

Par ailleurs, en parlant des systèmes de l’électronique moderne, le préfixe « micro » commence à être obsolète, dans la mesure où l’on voit apparaître des composants dont la taille se mesure en nanomètres et parfois comparable à celle des molécules. On évoque ainsi la nano-électronique, les nanotechnologies et l’électronique moléculaire. Des avancées techniques récentes permettent même d’envisager la conception de composants basés sur la propriété des électrons et de leur spin : la spintronique.

Microsystèmes[modifier | modifier le code]

Avec les progrès dans les micro- et nano-technologies, on observe une fusion des systèmes appartenant à différents domaines techniques (mécaniques, thermiques, optiques…) autour des circuits et systèmes électroniques. Ces fusions sont souvent appelées « systèmes à traitement de signal multi-domaine », ou « systèmes multi-domaines ». À l’origine de ces progrès sont les procédés d’usinage du silicium très évolués, qui permettent de réaliser des structures tridimensionnelles sur les mêmes cristaux de silicium avec les circuits électroniques. Cette proximité offre une interpénétration des traitements traditionnellement se déroulant dans des domaines différents, et une coexistence des signaux de différentes natures physiques (thermique, mécanique, optique…) dans un même système. Ainsi, depuis les années 1990, les microsystèmes électromécaniques (MEMS) sont produits et utilisés en grandes quantités.

Exemples de microsystèmes :

Base théorique[modifier | modifier le code]

Méthodes mathématiques[modifier | modifier le code]

Il existe un certain nombre d'outils pour la modélisation des propriétés électroniques d'un circuit. On peut citer les principes fondamentaux de l'électricité et de l'électromagnétisme (loi d'Ohm, théorème de Gauss, loi de Lenz-Faraday), les modèles de fonctionnement des matériaux semi-conducteurs (jonction P-N, effet transistor, effet d'avalanche), les outils mathématiques et statistiques (nombre complexe, transformée de Fourier, transformée en ondelettes, loi de Gauss). Les études liées aux signaux de hautes fréquences font appel aux méthodes associées à l'analyse de la propagation des ondes (équations de Maxwell…). La mise en œuvre de signaux rapides au sein d'une carte électronique nécessite des analyses et l'utilisation de logiciels de simulation spécifiques. L'étude des composants électroniques au niveau atomique intègre les résultats et méthodes associées à la physique quantique.

La simulation de circuits électroniques, parfois complexes et coûteux, est un procédé très répandu et d'un niveau très avancé. Certains logiciels informatiques peuvent intégrer de nombreux paramètres, comme la température ou les champs électromagnétiques.

Du bruit à l'influence des rayonnements cosmiques[modifier | modifier le code]

Comme tout système, un circuit électronique interagit avec son environnement immédiat, il peut ainsi soit générer des nuisances, soit voir son fonctionnement perturbé par un environnement bruyant. Ces interactions, lorsqu'elles sont estimées nuisibles à la fonction recherchée, doivent être minimisées. L'électronicien doit composer avec des paramètres qui évoluent souvent négativement au fil des avancées technologiques : la miniaturisation et l'intégration des composants et des systèmes (qui les rend souvent plus sensibles aux perturbations), l'augmentation des fréquences de fonctionnement, la généralisation des systèmes radioélectriques (qui ont pour effet d'augmenter globalement le niveau des champs perturbateurs).

La nécessité de maintenir la température des composants à des valeurs compatibles de la plage d'utilisation pour laquelle ils ont été conçus rend le problème du traitement de leur dissipation thermique un point incontournable et parfois délicat (cas notamment des composants de type processeurs, pour lesquels les dispositifs thermiques associés font l'objet d'études spécifiques). La taille des cellules élémentaires des composants électroniques les rend également parfois sensibles aux particules du rayonnement cosmique. L'étude de cette sensibilité et des moyens à mettre en œuvre afin de garantir le bon fonctionnement du système complet, notamment dans le cas de fonctions estimées critiques, est intégrée dans les activités du concepteur électronicien.

Méthodes de conception[modifier | modifier le code]

L'électronique moderne est basée exclusivement sur un certain nombre d'outils logiciels de conception : on parle de Conception Assistée par Ordinateur. Il inclut la saisie de schémas, le placement/routage, la modélisation. La conception de circuits intégrés complexes comprend des étapes intermédiaires, telles que la synthèse logique ou l'analyse des délais. Les composants électroniques programmables (microprocesseur, FPGA, DSP) déplacent davantage encore la conception dans le domaine informatique : ils apportent la flexibilité et la baisse des coûts.

Méthodes de fabrication[modifier | modifier le code]

La fabrication de circuits électroniques s'est extrêmement diversifiée depuis les années 1980. Alors que la fabrication de prototypes peut toujours se faire de manière artisanale, la production de grande à très grande série dans des usines de plus en plus complexes et coûteuses, permet d'obtenir une technologie toujours plus performante à des prix raisonnables. Alors que l'industrie de la micro-électronique demande des investissements de plus en plus importants pour suivre les évolutions techniques, les industries de technique standard sur circuit imprimé cherchent à améliorer leur rendement (robots de fabrication/assemblage/test, GPAO, délocalisations).

Une des méthodes d'assemblages les plus utilisées en industrie aujourd'hui est la technique Composant monté en surface (CMS). ( Surface-mount technology SMD en anglais).

Méthodes de test[modifier | modifier le code]

Le test d'un circuit électronique est une étape importante, car il s'agit souvent de systèmes complexes dont on ne peut garantir la fiabilité et les performances, même après de nombreuses simulations. On distingue les tests unitaires, pour la mise au point de prototypes, et les tests en série, plus ou moins automatisés, destinés à repérer les défauts de fabrication et/ou d'assemblage. De nombreux outils existent pour faciliter cette étape importante : appareillage de mesure (multimètre, oscilloscopeetc.), normes pour la mesure automatisée (JTAG, GPIB), systèmes de contrôle automatisés.

Industrie électronique[modifier | modifier le code]

L'industrie électronique regroupe l'ensemble des entreprises qui fabriquent les composants, circuits et appareils électroniques. Elle comprend de nombreux intermédiaires, les entreprises sous-traitantes comprenant les EMS et les OEM, qui participent à la fabrication à partir des matières premières. de tous les éléments jusqu'au produit fini.

Les appareils électroniques fabriqués ont des applications très diverses, de l'électronique grand public à l'industrie spatiale.

Entreprises[modifier | modifier le code]

En France[modifier | modifier le code]

En 2019, l’industrie électronique française représente un chiffre d'affaires global de 15 milliards d'euros, réalisé par environ 1 100 entreprises représentant 200 000 emplois directs[23].

Impact environnemental[modifier | modifier le code]

Réparateurs de matériel électronique aux Comores.

Le contrôle électronique des systèmes produit le plus souvent une amélioration de leur efficacité énergétique, mais ce n'est pas sans contreparties.

L'industrie électronique, comme les autres, produit une quantité de plus en plus importante de déchets comprenant de nombreux éléments précieux — contact recouverts d'or, pistes en cuivre, etc. — et/ou toxiques — brasures contenant du plomb, etc.. Une directive européenne sur les déchets électroniques traduite dans le droit français en 2014[24] oblige les enseignes qui vendent les équipements électroniques à les reprendre en fin de vie aux[25].

Les équipements informatiques et leurs réseaux sont des applications électroniques. Ils consomment de l'électricité, dont la production émet des gaz à effet de serre et génère de déchets (éventuellement radioactifs). Les industriels cherchent à réduire la consommation de certains appareils électriques. Une écoconception « intelligente » permet par exemple de détecter l'inactivité de l'appareil et de le désactiver pour réduire sa consommation (on parle alors de mode « veille » ou « veille profonde »). Pour le confort d'utilisation, il faut que la sortie du mode de veille soit rapide.

Les enjeux de consommation électrique sont particulièrement mis en valeur par :

  • la multiplication du nombre d'appareils électriques et électroniques équipant chaque foyer, bureau, véhicule, etc.
  • la présence dans les salons d'appareils multi-usages (une console de jeux permet de jouer sur sa télévision, de naviguer sur Internet, de regarder des DVD, etc.) ce qui incite à les laisser constamment allumés,
  • la vulnérabilité des réseaux de distribution d'électricité (blackout aux États-Unis[26] ou coupures d'électricité régulières en Provence[27]),
  • la prise de conscience du dérèglement climatique. Ainsi, les économies d'énergie sont ramenées à un équivalent-tonnes de CO2 virtuellement non rejetées dans l'atmosphère.

Les appareils électroniques étant presque tous des biens de consommation à courte durée de vie, ils sont renouvelés de plus en plus fréquemment[réf. souhaitée]. Les améliorations apportées par les fabricants trouvent donc une application rapide. Face à des produits électroniques concurrents aux fonctionnalités similaires, la consommation électrique réduite d'un appareil peut devenir un argument commercial de vente. Le « greenwashing » ou Écoblanchiment est une pratique qui consiste à inonder le consommateur d'arguments environnementaux pas toujours justifiés et qui lui font perdre ses repères.

Les distributeurs de composants électroniques proposent désormais des composants sans plomb, répondant aux normes « RoHS ».

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a b et c Richard Taillet, Loïc Villain et Pascal Febvre, Dictionnaire de physique, Bruxelles, De Boeck, , p. 233.
  2. a et b Commission électrotechnique internationale, « Dispositifs électriques et magnétiques : Généralités », dans IEC 60050 Vocabulaire électrotechnique international, 1987/1994 (lire en ligne), p. 151-11-13.
  3. Commission électrotechnique internationale, « Dispositifs électriques et magnétiques : Généralités », dans IEC 60050 Vocabulaire électrotechnique international, 1987/1994 (lire en ligne), p. 151-11-11.
  4. Adolphe Ganot, Georges Maneuvrier (Éditeur scientifique) et Marcel Billard (Éditeur scientifique), Traité élémentaire de physique, Paris, , 26e éd. (lire en ligne), p. 1055.
  5. Lilen 2003.
  6. (en) William F. Brinkman et al., « A History of the Invention of theTransistor and Where It Will Lead Us », IEEE Journal of solid-state circuits, vol. 32,‎ , p. 1858-1865 (lire en ligne)
  7. Gérard Villemin, « Électronique -Historique », s.d. (consulté le 16 octobre 2020).
  8. (en) G. W. A. Dummer, Electronic inventions and discoveries : Electronics from its earliest begennings to the present day, Pergamon, (présentation en ligne), p. 1-2.
  9. France, Fédération des industries électriques, électroniques et de communication.
  10. Outre le Vocabulaire électrotechnique international, voir « A1.1 Définition de l'électrotechnique »
  11. J. M. Dutertre, « Électrotechnique : cours », sur emse.fr (consulté le 23 octobre 2020).
  12. (en) Marshall McLuhan, Understanding media, Ark, (1re éd. 1964).
  13. Paris, ed. Fayard, trois volumes 1998-1999, réédité 2001.
  14. Bertrand Gille (dir.), Histoire des techniques, Gallimard, coll. « La Pléiade », .
  15. « Électricité, électronique, civilisation », Revue Culture technique, .
  16. Benjamin Coriat, L'atelier et le robot : Essai sur le fordisme et la production de masse à l'âge électronique, Paris, Christian Bourgois,  ; « Recension », Formation Emploi, .
  17. a et b Colett 2003.
  18. Laurent de Wilde, Les fous du son : d'Edison à nos jours, Paris, Grasset, .
  19. Brinkman 1997, p. 1863.
  20. Évolution de la conception des circuits électroniques, sur communaute-univ-grenoble-alpes.fr du 20 mai 2016, consulté le 7 aout 2016.
  21. Interrupteurs optiques, p. 11-13.
  22. Cahiers du cinéma, n°hors-série, avril 2000, p. 32.
  23. A. Dieul, « Faire gagner l’industrie française grâce à l’électronique », sur Electronique-ECI, (consulté le 30 mai 2019)
  24. Décret no 2014-928 du 19 août 2014 relatif aux déchets d'équipements électriques et électroniques et aux équipements électriques et électroniques usagés, sur le site legifrance.gouv.fr du 19 aout 2014
  25. Qu’est-ce qu’un DEEE ?, sur le site e-dechet.com, consulté le 16 décembre 2015
  26. Voir Panne de courant nord-américaine de 2003
  27. coupures d'électricité, sur laprovence.com

Annexes[modifier | modifier le code]

Sur les autres projets Wikimedia :

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • Henri Lilen, Une brève histoire de l'électronique, Paris, Vuibert, .
  • Henri Lilen, La belle histoire des révolutions numériques : De l'électronique aux défis de l'intelligence artificielle, De Boeck supérieur, .
  • (en) John Peter Colett, « The history of electronics : from vacuum tubes to transistors », dans John Krige & Dominique Pestre, Companion Encyclopedia to science in the twentieth century, (1re éd. 1997) (présentation en ligne), p. 253-274.

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