Comment un disque compact (CD) stocke et lit les données numériques
Le disque compact (CD) a révolutionné le stockage numérique en 1982, apportant les médias optiques à la musique, aux logiciels et aux données. Malgré le streaming et les SSD, la physique derrière reste élégante — et la comprendre aide pour le rippage, la gravure, et la préservation.
Structure physique (bas vers haut)
- Substrat polycarbonate (1,2 mm) : Plastique transparent, résistant. Moulé avec pits/lands microscopiques en piste unique en spirale (3,5–5 km long).
- Couche réfléchissante : Aluminium (standard), or (archivage), ou argent. Renvoie le laser.
- Vernis protecteur : Fine couche acrylique UV protège couche réfléchissante de l'oxydation/rayures.
- Face étiquette : Surface imprimable — cette face est plus fragile ; rayures ici détruisent les données.
Encodage des données
- Pits & lands : Dépressions physiques (pits) et zones plates (lands) le long de la spirale.
- Transition = 1, Pas transition = 0 : Le changement de pit à land ou land à pit représente un 1 binaire ; hauteur constante = 0. (EFM — modulation 8-à-14 assure récupération horloge.)
- Pas de piste : 1,6 µm. Longueur pit : 0,83–3,05 µm. Profondeur : ~125 nm (λ/4 pour laser 780 nm).
Processus de lecture
- Laser infrarouge 780 nm (CD) ou 405 nm bleu-violet (Blu-ray) focalisé à ~1 µm.
- Faisceau traverse polycarbonate, frappe couche réfléchissante.
- Transitions pit/land causent déphasages → changements intensité à la photodiode.
- Photodiode convertit lumière → signal électrique (RF « eye pattern »).
- Signal traité : démodulation EFM → correction d'erreur CIRC (Reed-Solomon) → flux données numériques.
Formats clés et capacités
| Format | Capacité | Usage |
|---|---|---|
| CD-DA (Red Book) | 74–80 min / 650–700 Mo | CD audio |
| CD-ROM (Yellow Book) | 650–700 Mo | Données/logiciels |
| CD-R (Orange Book) | 700 Mo | Enregistrement write-once |
| CD-RW (Orange Book) | 650–700 Mo | Réinscriptible (alliage changement phase) |
| VCD/SVCD | 700 Mo | Vidéo MPEG-1/2 (héritage) |
Durabilité et préservation
- Stockez verticalement en boîtiers jewel, au frais/sec/sombre.
- Manipulez par moyeu/bords seulement — rayures face étiquette sont fatales.
- Colorant CD-R se dégrade : cyanine (10–20 an), phthalocyanine (50–100 an), azo (20–50 an).
- Rippez en lossless (FLAC) + vérifiez AccurateRip/CTDB pour archivage.
La spirale de pits du CD, lue par laser à travers plastique transparent, est un chef-d'œuvre d'optique et traitement signal des années 70 — encore fonctionnel dans votre voiture, portable, ou setup rétro-gaming aujourd'hui.