Écrans plasma : ça gaze !

Cette fois ça y est ! Vous aussi, vous pouvez espérer avoir dans votre salon un véritable écran plat. Pourquoi ? Car les technologies plasma et LCD commencent à se démocratiser. Car elles se sont aussi fiabilisées. Et du coup, les prix dégringolent à une vitesse vertigineuse.
Évidemment, si vous êtes adeptes de sensations fortes, ce sont ces superbes grands écrans qui vont vous attirer. Et, sans hésitation, c'est vers la technologie plasma qu'il faudra vous tourner.
Car ces écrans présentent l'avantage de ne pas encombrer votre salon puisqu’ils sont accrochés comme un tableau, parce qu’ils offrent une image à la fois lumineuse, contrastée et fidèle et que surtout ils ont, désormais, une durée de vie annoncée de près de 60.000 heures.
Ainsi, sur la base de 4 h de télévision quotidienne, vous voilà armé pour près de quarante ans !

Certes, la technologie plasma a mis du temps à aboutir. Ce sont, avant tout, les coûts de fabrication des dalles qui sont longtemps demeurées très élevés. Mais ils baissent car avec la hausse de la demande, l’industrialisation aura permis une rationalisation des coûts et rendu plus avantageuses ces dalles qui, jusqu’ici, n’étaient produites qu’en toutes petites séries
D’ailleurs, la structure complexe de cette technologie aura longtemps compromis l'avenir du plasma. En revanche, aujourd'hui, parce que les professionnels, les aéroports, les boîtes de nuit, les collectivités ne sont plus les seuls à pouvoir s'offrir ces produits, chacun peut, enfin, découvrir que ce sont des téléviseurs, des vrais ! A part entière ...



Composition de la dalle

Si l'on voulait résumer la technologie du plasma en quelques mots, ce serait finalement assez simple : un écran plasma, finalement, n’est composé « que » de centaines de milliers de pixels.
Celles-ci représentent chacune trois cellules de gaz rares, emprisonnées dans des plaques de verre.
Des électrodes, ultrafines, viennent enserrer ces pixels. Et, sous l'effet d'une tension électrique, le gaz émet ainsi des rayons ultraviolets, des rayons choisis pour que puissent ainsi apparaître les couleurs.
Certes, cette explication, très résumée, ne suffit pas à comprendre la complexité des écrans plasma. Elle ne permet pas, davantage, de mesurer le défi technologique que ces dalles représentent. Car le plasma est un élément physique que l'on trouve un peu partout dans la nature.
Il existe en effet quatre états de la matière : le solide, le liquide, le gazeux et enfin le plasma.
C’est de ce dernier qu’il est ici question : un fluide qui contient à la fois des atomes, des molécules, des ions, des électrons et des photons.
Or, pour créer un plasma, il suffit de réunir deux électrodes, un milieu gazeux et une différence de potentiel entre les électrodes.
Au coeur d'un plasma, le champ électrostatique créé par le flux électrique circulant entre les électrodes accélère les électrons qui s’y trouvent naturellement. Comme dans n’importe quel gaz.
Le plasma émet ainsi de la lumière tout comme le ferait un vulgaire tube néon.
Pour être court et suffisamment clair, l'écran plasma n'est en réalité qu'une multitude de tubes néon rouges, verts et bleus, des tubes microscopiques, commandés ou plutôt asservis pour recomposer une image.
Ainsi, dans un écran plasma, les capsules remplies de néon et de xénon sont tapissées de phosphore rouge, vert ou bleu. Elles sont assemblées entre deux couches de verre.
Et chacun de ces groupes représente un pixel.
Le gaz, emprisonné dans les capsules, est activé par les électrodes. Sous cette impulsion électrochimique, le gaz réagit en produisant une lumière plus ou moins intense pour faire réagir les phosphores afin de reproduire les couleurs.
Ces phosphores – sachez le ! - sont identiques à ceux qui sont utilisés dans les tubes cathodiques.

Chaque pixel est contrôlé, individuellement, par l'électronique embarquée, pour diffuser plus de seize millions de couleurs ou teintes différentes.
Telle est donc, en bref, la structure de l'écran plasma.
En revanche, le processus lié à la restitution de l'image est beaucoup plus complexe.


Restitution de l'image

Un écran plasma affiche aussi bien les signaux vidéo que les données informatiques.
C’est d’ailleurs vrai aussi pour les « bons vieux » tubes cathodiques ou les plus récents panneaux LCD.
Il ne s'agit donc ni d'un système de projection et pas davantage d’un système de rétroprojection.

Les gaz rares qui sont emprisonnés entre les couches de verre s’ionisent pour être en mesure, ensuite, de se recombiner sous l'effet de l'impulsion électrique des électrodes.
Ils émettent ainsi dans le spectre de l'ultraviolet, un spectre lumineux que l’humain ne peut percevoir.
C’est à ce stade qu’entre en action le phosphore, en absorbant les UV pour les réémettre sur une fréquence que l'oeil humain peut voir, peut interpréter.
Pour la couleur, ce sont des impuretés intégrées au phosphore qui restituent les trois couleurs incontournables : le rouge, le vert et le bleu.

Enfin, pour que l'image s'affiche dans de bonnes conditions, il faut que la décharge lumineuse très puissante puisse être allumée rapidement. C’est là toute la complexité du processus car à ce stade on exploite une barrière diélectrique constituée d'électrodes séparées du milieu gazeux par de l'oxyde de manganèse.

Le champ électrique des électrodes n'est pas coupé par la barrière. Pour autant, celle-ci remplit parfaitement son rôle en empêchant que les électrons libres du plasma ne puissent être traversés.
C’est à ce prix que la lumière sera optimale.
Mais, pour que l'affichage de l'image soit possible, une propriété du plasma est largement utilisée : sa mémoire. Oui, sa mémoire !
Il est en effet possible d'afficher en permanence une image fixe sans avoir recours à un quelconque dispositif électronique. Astucieux, non ?

Pixels, sources de lumière

Pour allumer chaque pixel, on utilise des transistors très rapides et supportant de fortes tensions.
Ces transistors sont reliés à des lignes conductrices presque transparentes disposées entre le verre et la couche de diélectrique sur chaque dalle de verre, avec un espacement « microscopique » : 0,2 millimètre environ.
Le gaz, quant à lui, se trouve entre les électrodes, sur une épaisseur d'une centaine de microns. L'image ainsi produite sera donc très lumineuse et offrira une colorimétrie extrêmement précise.
Tout ceci repose uniquement sur les propriétés physicochimiques naturelles du plasma.

Si l'image d'un plasma est si précise et si nette, c'est que chaque pixel est totalement indépendant de tous les autres. D’ailleurs, comme pour les écrans LCD, l'adressage des données se fait pixel par pixel.
Mais attention, ne nous trompons pas ! Le plasma est supérieur au LCD. Pourquoi ? Car ce dernier nécessite, pour obtenir une bonne qualité de l'image restituée, que les données soient adressées à très haute fréquence.
En effet, si le LCD est mal alimenté, ce sera un pixel noir qui s'affichera.
L'utilisateur se trouvera alors face à un scintillement - au mieux - ou à une perte de luminosité – au pire. Tandis qu’avec le plasma, la donne est différente. En effet, dans la mesure où la dalle plasmique est alimentée en continu par un flux électrique que l'on nomme «tension d'entretien», ces défauts ne peuvent survenir.
Donc, quand celle-ci est appliquée, le pixel du plasma reproduit, jusqu'à ce qu'une nouvelle tension soit appliquée, le même signal envoyé auparavant.

Cette mémoire du plasma permet d’alimenter, pixel par pixel, un affichage d’excellente qualité. Chaque pixel fait donc l’objet d’un traitement individualisé, sans se soucier des autres, de ses voisins.

Les effets de scintillement disparaissent alors totalement. La luminosité est optimale.
En revanche, dans un écran LCD, à chaque fois qu'un pixel est allumé, l'électronique parcourt toute la matrice pour atteindre le point concerné. Voilà l’une des raisons qui explique ces temps morts considérables et parfois difficilement supportables.

Avec le plasma, ces temps de latence n’existent pas. La seule réelle difficulté dans l'écran plasma consiste à contrôler électroniquement chaque pixel (ou luminophore) à l'aide des électrodes lignes et colonnes disposées sur deux dalles de verre en vis-à-vis.

C’est de l’électronique et de l’informatique temps réel de haut vol qui, notamment pour moduler l'intensité de la lumière perçue par l'oeil, impose que l’on fasse varier
« intelligemment » le nombre d'allumages de chaque micro plasma le temps d’une image vidéo.
Au total, sur un écran plasma, ce sont 16 millions de couleurs qui doivent être appliquées à environ un million de cellules et tout cela en quelques nanosecondes... Cette prouesse méritait qu’elle fût soulignée; car cela revient, en termes de traitement du signal, à gérer 16 milliards de signaux individualisés par nanoseconde, soit encore 16 milliards de milliards de signaux par seconde ! Qui dit mieux ?

L'écran plasma est une juxtaposition de minuscules capsules de gaz rares. Il s’agit, en fait, d’un mélange néon- xénon qui réagit lorsqu'une tension électrique lui est appliqué.
De plus, ces capsules sont tapissées de luminophores rouge, vert ou bleu et sont toutes intégrées à une dalle de verre recouverte d'électrodes transparentes.
Ces électrodes font parvenir le flux électrique jusqu'aux capsules de gaz afin que les luminophores émettent la nuance qui convient (256 niveaux de nuances possibles par cellule). De cette manière, chaque pixel est contrôlé par l'électronique de l'écran pour diffuser pas moins de 16 millions de couleurs différentes. Tout en nuances ….
On utilise, en outre, la mémoire du plasma pour gagner en rapidité d'interprétation et afficher les images avec des temps de réponse comparables aux technologies d'affichage habituelles, c’est-à-dire des bons vieux tubes cathodiques.

Avant tout, il y a la taille. Le plasma est en effet réservé aux grands écrans : cela signifie qu’un écran plasma fera, au minimum, 35 pouces soit environ 88 centimètres.
Si cette belle et généreuse dimension vous séduit, pas d’hésitation à avoir. Le plasma est ce qu’il vous faut.
En revanche, en dessous, il vaudra mieux se tourner vers un écran LCD.

En effet, sur le seul plan technologique, le principal point commun entre le plasma et le LCD, c'est que l'écran est parfaitement plat. De la même manière, ni l’un, ni l’autre ne dégagent de chaleur.

Au coeur de la dalle, le LCD fonctionne sur la base de cristaux liquides qui se tordent au fur et à mesure que leurs sont soumises des impulsions électriques laissant passer ou non la lumière.

A l’inverse, avec le plasma, c'est un gaz qui change de couleur et de luminosité sous l'action d'électrodes qui envoient de très basses tensions.