A peine sortis, et déjà finis ? L'hologramme va-t-il balayer Blu-ray et autres HD-DVD ? Comme pour les microprocesseurs, dont la puissance double tous les 18 mois, les performances du stockage d'information croissent à un rythme accéléré sous la pression de l'industrie numérique et de l'Internet haut débit. Une technologie vient en chasser une autre.
Face au besoin croissant d'espace de sauvegarde, les industriels sont tenus de répondre sans cesse par des innovations technologiques. Devant l'explosion du marché de l'informatique, mais surtout de la vidéo numérique, de la musique en téléchargement, du cinéma et du jeu vidéo qui sont réunis par la convergence des contenus et poussés par le haut débit facilitant l'accès aux sources, de nouveaux supports cherchent à abriter les données multimédias de demain.
Les enjeux sont majeurs. Les fabricants de disques créent des supports pourvus de capacités de stockage plus élevées ; les constructeurs de lecteurs sortent des appareils pouvant les lire avec de nouvelles normes. Ainsi, pour la succession du DVD, deux technologies s'affrontent ouvertement et les premiers produits sont sortis sur le marché : "Blu-ray" contre "HD-DVD" (High Density Digital Versatile Disc)... En attendant le disque optique holographique. Car cet été, devraient être disponibles les premiers disques à hologrammes ainsi que les lecteurs correspondants. A la clé : un moyen de stocker toujours plus d'informations, mais cette fois en changeant radicalement de principe physique : grâce à l'holographie, le stockage bénéficie de la 3D.
A quoi le DVD de demain ressemblera-t-il ?
Les nouveaux supports ne diffèreront guère du DVD traditionnel par leur apparence physique : 12 cm de diamètre pour Blu-ray et HD-DVD. Mais ce qui change, c'est la capacité de stockage, et donc le confort d'utilisation. On pourra stocker 3 à 5 fois plus de données : de 25 Go à 50 Go (en double couche) sur les Blu-ray et de 15 Go à 30 Go (en double couche) sur les HD DVD contre 8,5 Go "seulement" (en double couche) sur un DVD. Concrètement, un disque dur de 160 Go sera sauvegardé sur 4 disques Blu-ray contre 20 DVD actuellement ! Quant aux premiers disques optiques holographiques de la start-up américaine InPhase Technology (Colorado), ils ne contiendront pas moins de 300 Go !
La raison ? Pour Blu-ray et HD DVD, tout simplement, l'utilisation d'une technologie laser plus "fine". Les DVD actuels utilisent un laser rouge, d'une longueur d'onde de 650 nanomètres ; le Blu-ray et le HD-DVD utilisent un laser bleu de 405 nanomètres, donc bien plus "fin", ce qui a pour effet d'inscrire et de lire plus de données sur une surface identique. Ces deux technologies ont été développées et sont soutenues par deux consortiums industriels. Légèrement après leurs concurrents du groupe HD DVD, Samsung et Sony ont lancé sur le marché américain des lecteurs adoptant la technologie Blu-ray. Côté holographie, un lecteur et les disques adéquats devraient sortir cet été. En résumé : la start-up InPhase Technology vient de développer un support holographique offrant une densité de stockage inédite (voir encadré). Le stockage holographique, qui n'est pas une nouveauté en soi puisqu'il fait l'objet de travaux de recherche depuis des décennies, n'avait jusqu'ici jamais réussi à passer au stade commercial.
Première génération de produits : le Tapestry 300r a une capacité de 300 Go sur un simple disque avec une vitesse de transfert de 20 Mbits/s. Ce qui, pour des applications grand public par exemple, permettrait de stocker une centaine de films contenus sur un DVD. Il devrait être suivi d'assez près par des modèles offrant une capacité comprise entre 800 Go et 1,6 To.
Blu-ray contre HD-DVD : une "guerre" dépassée
Le camp Blu-ray regroupe notamment Hitachi, LG, Matsushita (Panasonic), Mitsubishi, Pioneer, Philips, Samsung, Sharp, Sony, TDK et Th omson comme constructeurs. Apple, HP et Dell ont rejoint la BDA (Blu-ray Disc Association) qui est chargée de développer et de promouvoir le produit. Un puissant lobby cinématographique vient également épauler le camp : la 21th Century Fox, Disney, Warner et Sony Pictures. Le clan HD-DVD rassemble notamment Nec, Toshiba, et Sanyo pour les constructeurs. HBO Video, New Line Entertainment, Universal Studios et Warner Bros pour les soutiens cinématographiques. Ce format a été approuvé par le DVD Forum (autorité chargée de développer le DVD classique).
Concernant les caractéristiques, le Blu-ray tire son nom du laser bleu qui caractérise sa technologie. Le Blu-ray prend évidemment en charge les formats conventionnels des CD et DVD classiques à savoir les CD ROM disques classiques, les R (enregistrables) et les RW (réinscriptibles). En plus de ces formats, les disques Blu-ray auront le format BD-ROM (format pour la lecture de films en haute définition, de jeux vidéos, de logiciels...) et le format BDR (format d'enregistrement pour le stockage de vidéo haute définition et de données).
Très ressemblant au premier format de sauvegarde cité, le HD-DVD s'en démarque néanmoins sur certains points. L'ancien AOD (Adanced Optical Disc) est "venu au monde" le 19 novembre 2003, le DVD Forum l'a choisi, à 8 voix contre 6, pour succéder au DVD traditionnel et lui en a octroyé la norme (homologation du DVD Forum). La couche d'enregistrement d'un HD-DVD fait 0,6 mm, soit 6 fois plus que celle du Blu-ray (0,1mm).
Le HD-DVD possède une capacité de stockage de données intéressante. Sur un HD-DVD double couche, on arrive à 30 Go d'espace de sauvegarde. La longueur d'onde est similaire à celle du Blu-ray, à savoir 405 nanomètres. La technologie est également la même, à savoir l'utilisation de la diode laser bleue pour la lecture du disque et l'écriture (gravure). Le disque fait toujours 12 centimètres de diamètre. Malgré tout, le HD-DVD affiche une capacité de stockage inférieure à celle du Blu-ray. En double couche, le HD DVD atteint une capacité de stockage de données de 30 Go contre 50 pour le Blu- ray. Cette différence est due à la couche d'enregistrement, 6 fois plus épaisse pour le premier. Autre facteur : l'ouverture numérique (NA, numerical aperture) utilisée par l'objectif du Blu-ray est plus grande, et le faisceau laser peut être dirigé avec plus de précision sur la surface du disque, donc inscrire davantage de données.
En rapidité de lecture et d'écriture, le Blu- ray a aussi une longueur d'avance. Le débit acoustique et vidéo du Blu-ray est d'au minimum 54 mégabits par seconde contre 36,55 pour le HD-DVD. Pour le Blu-ray, l'avenir proche sera axé sur la recherche de la performance. Les fabricants assurent que sa capacité sera très vite extensible, en augmentant les couches d'écriture sur la surface du disque. Actuellement, ces couches sont au nombre de deux, mais elles vont rapidement tripler, quadrupler, se multiplier jusqu'à fournir 100-250 Go d'espace de stockage disponible. Ce qui reste pourtant loin du disque holographique, et rend ces supports déjà presque dépassés.
L'hologramme, c'est 300 Go tout de suite !
Car la prochaine génération, capable de succéder aux Blu-ray et HD-DVD dès maintenant, ou presque, c'est peut-être le stockage holographique. Inphase Technologies, allié à l'allemand Bayer Material Sciences AG (fabricant de polymères) et au fabricant de supports magnétiques Maxell, ont finalisé l'élaboration de "Tapestry", premier disque optique holographique industrialisable, d'une capacité de 300 Go.
Le principe est le suivant : un faisceau laser divisé en deux (faisceau "objet" et faisceau "de référence") va écrire les données en trois dimensions dans l'épaisseur même du disque, ce qui permet d'augmenter la capacité. Lors de la phase d'enregistrement, un faisceau objet traverse un écran à cristaux liquides (ou modulateur de lumière spatiale SLM) sur lequel sont représentées les données à stocker (pixel noir pour un "0", pixel blanc pour un "1"). Ce faisceau objet est ensuite dirigé vers un cristal photosensible. La rencontre entre le faisceau objet et le faisceau de référence va créer un motif d'interférence : l'hologramme en 3D. Les pixels sont regroupés en "pages", et elles-mêmes en "livres" sur plusieurs épaisseurs du disque. En mode lecture, un faisceau permet de restituer les hologrammes enregistrés (voir "La technique d'enregistrement et de lecture holographique déployée par InPhase Technology" en fin d'article).
En fait, InPhase Technology est un spin-offdes Bell Labs, et les travaux scientifiques initiaux ont été menés dans ces laboratoires depuis sept ans. Selon la société, "Tapestry est une solution viable : à la fois haute sensibilité à la lumière, stabilité dimensionnelle, coûts de fabrication acceptables, pérennité et stabilité du support...". La start-up est parvenue à multiplier la densité d'enregistrement par 2,5. Dans le cas de l'holographie, elle dépend de plusieurs facteurs : nombre de pixels sur une "page", nombre de "pages" stockées, épaisseur du support et la longueur d'onde du laser. Le responsable technologique de la société précise : "En avril 2005, nous avions atteint une densité de 200 Gbits par pouce carré. Aujourd'hui, nous avons pu multiplier ce chiffre par un facteur 2,5."
En route vers la standardisation
Le support développé par InPhase Technology est de 1,5 mm d'épaisseur et la longueur d'onde est de 407 microns. Il compte 320 "pages" stockant chacune 1,3 million de bits. Les pages sont regroupées en "livres", et la méthode utilisée permet à plusieurs hologrammes de superposer trois pistes de livres superposés dans une épaisseur de 700 microns.
Alors que dans les années 1960, les premières recherches sur la mémoire holographique débutaient chez Polaroid, les technologies employées étaient lourdes et difficilement commercialisables. C'est à partir de 1990, chez IBM notamment qui se préoccupait des limites du stockage magnétique, que les techniques holographiques ont été relancées. Aujourd'hui, derrière IBM, Polaroid, Bell Labs, InPhase et la start up Opware, Américains et Japonais sont sur la brèche. D'autant que l'ECMA (organisme de standardisation des formats vidéos / acoustiques et de l'information) a créé il y a deux ans une cellule dédiée au format holographique, avec également Sony, Philips, Hitachi, Panasonic et Toshiba.
Le point sur :
La technique d'enregistrement et de lecture holographique déployée par InPhase Technology
Enregistrement :
Pour le stockage holographique, on emploie la lumière cohérente d'un faisceau laser qui est séparé en deux : un faisceau "objet" qui transporte les données à stocker, et un faisceau de référence. Les données à stocker sont encodées directement dans le premier faisceau à l'aide d'un modulateur spatial de lumière, arrangées en "pages", les "0" et les "1" étant traduits en pixels. En interférant avec le faisceau de référence, le faisceau de données va alors stocker les "pages" sous forme d'hologramme dans une couche photosensible.
Lecture :
Pour la lecture, on utilise de la même façon un laser qui "reconstruit" les informations à partir des pixels représentant des "0" et des "1".
