Il était une fois les écrans tactiles…

Il était une fois, le moyen pour qu’un ordinateur fasse quelque chose d’utile était de lui donner une pile de cartes percées de trous. Heureusement, les choses ont rapidement évolué et, à la fin du 20e siècle, vous pourriez avoir un ordinateur pour faire les choses simplement en pointant et en cliquant avec un clavier et une souris. Mais la véritable révolution pour rendre les ordinateurs faciles à utiliser ne s’est produite que dans la dernière décennie, avec l’arrivée des écrans tactiles. La plupart des smartphones, des lecteurs de livres électroniques et certains lecteurs MP3 fonctionnent déjà avec des commandes tactiles simples, et certains ordinateurs portables fonctionnent également de cette façon. Les écrans tactiles sont intuitivement faciles à utiliser, mais comment fonctionnent-ils exactement ?

En quoi un écran tactile est-il différent d’un clavier ?

Un écran tactile est un peu comme un clavier invisible collé à l’avant de votre écran d’ordinateur. Pour comprendre comment cela fonctionne, il est utile de savoir d’abord comment fonctionne un clavier ordinaire. Vous pouvez en savoir plus dans notre article sur les claviers d’ordinateur, mais voici un petit rappel. Essentiellement, chaque touche d’un clavier est un interrupteur électrique. Lorsque vous appuyez sur une touche, vous terminez un circuit électrique et un courant circule. Le courant varie en fonction de la touche sur laquelle vous appuyez et c’est ainsi que votre ordinateur détermine ce que vous tapez.

Dans un peu plus de détails, voici ce qui se passe. À l’intérieur d’un clavier, vous trouverez deux couches de plastique électriquement conducteur séparées par une membrane en plastique isolante percée de trous. En fait, il y a un trou sous chaque clé. Lorsque vous appuyez sur une touche, vous poussez la couche conductrice supérieure vers la couche inférieure afin que les deux couches se rencontrent et se touchent à travers le trou. Un courant circule entre les couches et l’ordinateur sait que vous avez appuyé sur une touche. De petits morceaux de caoutchouc élastiques sous chaque touche les font rebondir dans leur position d’origine, interrompant le circuit lorsque vous les relâchez.

Les écrans tactiles doivent réaliser quelque chose de similaire à la surface de l’écran de votre ordinateur. De toute évidence, ils ne peuvent pas utiliser d’interrupteurs, de membranes et de morceaux de plastique ou ils bloquent la vue de l’écran ci-dessous. Ils doivent donc utiliser des astuces plus astucieuses pour ressentir votre toucher – de manière totalement invisible !

Comment fonctionnent les écrans tactiles

Différents types d’écran tactile fonctionnent de différentes manières. Certains ne peuvent sentir qu’un seul doigt à la fois et deviennent extrêmement confus si vous essayez d’appuyer à deux endroits à la fois. D’autres peuvent facilement détecter et distinguer plusieurs touches à la fois. Voici quelques-unes des principales technologies :

Résistif

Les écrans tactiles résistifs (actuellement la technologie la plus populaire) fonctionnent un peu comme des “claviers transparents” superposés sur le dessus de l’écran. Il y a une couche supérieure flexible de plastique polyester conducteur liée à une couche inférieure rigide de verre conducteur et séparée par une membrane isolante. Lorsque vous appuyez sur l’écran, vous forcez le polyester à toucher la vitre et à terminer un circuit, tout comme en appuyant sur la touche d’un clavier. Une puce à l’intérieur de l’écran indique les coordonnées de l’endroit que vous avez touché.

Capacitif

Ces écrans sont constitués de plusieurs couches de verre. La couche interne conduit l’électricité, tout comme la couche externe, si bien que l’écran se comporte efficacement comme deux conducteurs électriques séparés par un isolant – en d’autres termes, un condensateur. Lorsque vous amenez votre doigt sur l’écran, vous modifiez le champ électrique d’une certaine quantité qui varie en fonction de l’endroit où se trouve votre main. Les écrans capacitifs peuvent être touchés à plus d’un endroit à la fois. Contrairement à la plupart des autres types d’écran tactile, ils ne fonctionnent pas si vous les touchez avec un stylet en plastique (car le plastique est un isolant et empêche votre main d’affecter le champ électrique).

Infrarouge

Tout comme les faisceaux oculaires magiques dans une alarme anti-intrusion, un écran tactile infrarouge utilise un motif de grille de LED et de cellules photoélectriques de détection de lumière disposées sur les côtés opposés de l’écran. Les LED émettent une lumière infrarouge devant l’écran, un peu comme une toile d’araignée invisible. Si vous touchez l’écran à un certain point, vous interrompez deux ou plusieurs faisceaux. Une puce à l’intérieur de l’écran peut calculer où vous avez touché en voyant les faisceaux que vous avez interrompus. L’écran tactile des ebooks Sony Reader (comme celui illustré sur notre photo ci-dessous) fonctionne de cette façon. Puisque vous interrompez un faisceau, les écrans infrarouges fonctionnent aussi bien que vous utilisiez votre doigt ou un stylet.

Onde acoustique de surface

Étonnamment, cette technologie d’écran tactile détecte vos doigts en utilisant le son plutôt que la lumière. Des ondes sonores ultrasoniques (trop aiguës pour être entendues par les humains) sont générées sur les bords de l’écran et réfléchies d’avant en arrière sur sa surface. Lorsque vous touchez l’écran, vous interrompez les faisceaux sonores et absorbez une partie de leur énergie. Le contrôleur de la puce de l’écran détermine à partir de là où exactement vous avez touché l’écran.

Imagerie en champ proche

Avez-vous remarqué comment une radio à l’ancienne peut bourdonner et siffler si vous déplacez votre main vers elle ? C’est parce que votre corps affecte le champ électromagnétique que les ondes radio entrantes créent dans et autour de l’antenne . Plus vous vous rapprochez, plus vous avez d’effet. Les écrans tactiles d’imagerie en champ proche (NFI) fonctionnent de la même manière. Lorsque vous approchez votre doigt, vous modifiez le champ électrique sur l’écran en verre, qui enregistre instantanément votre toucher. Beaucoup plus robustes que certaines des autres technologies, les écrans NFI conviennent aux environnements difficiles (comme l’utilisation militaire). Contrairement à la plupart des autres technologies, ils peuvent également détecter les touches de stylos, stylets ou mains portant des gants.

Stylos légers

Les stylos légers étaient une forme précoce de la technologie d’écran tactile, mais ils fonctionnaient d’une manière complètement différente des écrans tactiles modernes. Dans de style ancien écrans d’ordinateur, l’image a été dessiné par un électron faisceau qui a numérisé avant et en arrière, comme dans un tube à rayons cathodiques télévision. Le stylo contenait une cellule photoélectrique qui détectait le faisceau d’électrons lors de son passage, envoyant un signal à l’ordinateur via un câble. Étant donné que l’ordinateur savait exactement où se trouvait le faisceau d’électrons à tout moment, il pouvait déterminer où le stylo pointait. Les stylos légers peuvent être utilisés soit pour sélectionner des éléments de menu ou du texte à l’écran (comme une souris) ou, comme le montre l’image ici, pour dessiner des graphiques informatiques.

Avantages des écrans tactiles

L’avantage de la technologie à écran tactile est qu’elle est incroyablement facile à utiliser pour les gens. Les écrans tactiles peuvent afficher autant d’informations (et autant de boutons tactiles) que les gens ont besoin pour accomplir une tâche particulière et rien de plus, conduisant les gens à travers un processus assez complexe d’une manière très simple et systématique. C’est pourquoi la technologie à écran tactile s’est avérée parfaite pour les kiosques d’information publics, les distributeurs de billets dans les gares, les machines à voter électroniques, les caisses d’épicerie en libre-service, les ordinateurs militaires et de nombreuses applications similaires où les ordinateurs avec écrans et claviers seraient trop difficiles à utiliser.

La plupart d’entre nous possèdent désormais des smartphones Apple ou Android, dotés d’écrans multi-touch. Le gros avantage ici est que l’écran peut vous montrer un écran adapté exactement à ce que vous essayez d’en faire. Si vous souhaitez passer un appel téléphonique, il peut afficher les chiffres ordinaires de 0 à 9 afin que vous puissiez les composer. Si vous souhaitez envoyer un message texte SMS, il peut afficher un clavier (dans l’ordre alphabétique ou dans l’ordre QWERTY de style machine à écrire, si vous préférez). Si vous voulez jouer à des jeux, l’affichage peut encore changer. Les écrans tactiles comme celui-ci sont incroyablement polyvalents : minute par minute, ils changent pour répondre à vos attentes.

Un autre grand avantage des écrans tactiles est qu’ils n’ont pas de pièces mobiles. Un clavier d’ordinateur normal a 102 touches, donc 102 touches en plastique, 204 points de contact (deux par touche) et 102 en caoutchouc ou autres dispositifs élastiques pour garder les contacts séparés, ainsi que des circuits imprimés, des câbles et bien plus encore. Vous voyez l’image : des centaines de pièces mobiles et des centaines de problèmes. Avec le temps, les claviers d’ordinateur ordinaires peuvent s’user et s’usent (les claviers d’ordinateur portable sont souvent de très courte durée); les écrans tactiles n’ont pas de pièces, donc théoriquement ils ne s’usent jamais. Ils sont beaucoup plus faciles à nettoyer et plus hygiéniques sur des choses comme les distributeurs de billets publics.

Nous tous avec les smartphones, les lecteurs de livres électroniques et les tablettes électroniques sont familiers avec la technologie des écrans tactiles, mais les PC et les ordinateurs portables tactiles sont encore assez rares. En 2008, Microsoft a annoncé que les technologies tactiles figureraient en bonne place dans les futures versions du système d’exploitation Windows, rendant potentiellement obsolètes les souris et les claviers. Quatre ans plus tard, il a dévoilé sa gamme d’ordinateurs portables Surface avec écrans tactiles intégrés intelligents, mais les ventes ont toujours été décevantes. Bien que la plupart d’entre nous balaient nos smartphones et tablettes tous les jours de notre vie, nous sommes encore largement enfermés dans nos ordinateurs de bureau et systèmes d’exploitation à l’ancienne, ainsi que dans les anciennes façons de les utiliser, à savoir les claviers et les souris. Peut-être que la technologie tactile a tout simplement plus de sens pour certaines applications que pour d’autres ? Le temps nous le dira…