Tubes et dispositifs à image fabriqués en Isère
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« Tubes et dispositifs à image fabriqués en Isère »
Les tubes cèdent la place aux dispositifs état solide
Une évolution irréversible
Les tubes électroniques ont été remplacés les uns après les autres par des dispositifs "état solide" le plus souvent à base de semi-conducteurs.
Nous présentons cette évolution qui s'est faite sur le site de St Egrève où des études ont commencé dès 1970 pour remplacer les tubes caméras par des dispositifs à transfert de charge (CCD) et les tubes à rayons cathodiques par des écrans plasma ou à cristaux liquides.
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Les inventeurs des CCD
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Principe de fonctionnement des CCD
1969 : l'invention des CCD
CCD est l’abréviation pour Charge Coupled Device, qui veut dire dispositif à charges couplées.
Willard Boyle, physicien canadien, et George E. Smith, scientifique américain, mettent au point le transfert de charge dans le silicium en 1969 dans les laboratoires de la Bell. Ils réussissent à déplacer de proche en proche des petits paquets d'électrons à la surface d'une puce en silicium en couplant des capacités MOS (Métal Oxyde Semi-conducteur).
C’est le début des CCD et des capteurs d’image entièrement sur silicium. Ils reçoivent en 2009 le prix Nobel pour cette découverte qui a permis de miniaturiser les caméras de prise de vue.
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La première image état solide à St Egrève
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La première caméra état solide à St Egrève
Années 1970 : les débuts de la révolution de la caméra « état solide »
Très tôt les tubistes ont compris que les CCD allaient supplanter les tubes caméras.
Aussi dès 1971 des études ont débuté sur le site de Saint-Égrève pour réaliser ces produits.
Une première barrette de 64 points est réalisée en 1973. Elle permet de faire une première image par un balayage optique obtenu avec un prisme en rotation.
Et l’année suivante, une première caméra « état solide » est réalisée avec un capteur BBD de 30x40 pixels (technologie MOS grille aluminium) suivi par un capteur CCD de 64x128 pixels (technologie grille silicium polycristallin + grille aluminium).
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Les différents CCD développés dans les années 70
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Une caméra état solide et les catalogues commerciaux CCD
Années 1980 : les capteurs d'image état solide gagnent du terrain…
C’est le début d’une activité qui va se développer régulièrement pendant 10 ans au sein de la Division Tubes de Saint-Égrève. Les tubistes apprennent rapidement le métier des semi-conducteurs grâce à leurs voisins de la SESCOSEM présents de l’autre côté de la pelouse. Les capteurs CCD vont grandir en taille pour atteindre le nombre de pixels requis par le standard télévision de l’époque : 576 lignes de 768 points. Des barrettes de 1024 points sont développées pour la télécopie.
Pendant cinq ans, des CCD ont aussi été développés pour le traitement du signal : filtres pour la téléphonie et pour le radar.
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La première caméra couleur état solide développée à St Egrève
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Les premières images
...jusqu'au développement de la première caméra couleur
En 1984, dix ans après le tout premier capteur surfacique, une première caméra couleur est réalisée en collaboration avec les équipes de la SESCOSEM pour l’électronique de lecture. Le capteur est une matrice de photodiodes de 576x462 pixels lue par transfert de ligne vers un registre CCD , recouverte de filtres colorés développés par les équipes de la Division Tubes.
La technologie utilise deux couches de silicium polycristallin pour réaliser le transfert de charges.
Voici les images obtenues avec cette caméra historique qui fait partie des collections de l’association pour la mise en valeur du patrimoine des tubes et dispositifs à image : Tedimage38.
En 2016, alors que Thomson-CSF, devenu Thales, a quitté le site de St Egrève depuis 1998, des imageurs état solide sont toujours fabriqués sur ce site par l'entreprise E2V qui a hérité des activités et du savoir-faire de ses prédécesseurs.
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Le schéma de principe des détecteurs radiologiques plats
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Les premiers panneaux détecteurs (1987)
Du développement des détecteurs radiologiques plats à la naissance de Trixell
En 1984, Thomson Tubes Électroniques s’engage dans 10 ans de développement pour réaliser des imageurs grand-champs de faible épaisseur, à l’état solide pour remplacer, dans un premier temps, les cassettes film utilisées classiquement en radiographie puis les intensificateurs d'image radiologique.
La structure adoptée est celle d’un scintillateur en iodure de Césium, hérité des IIR, associé à une matrice de photodiode en silicium amorphe hydrogéné, adressée d’abord par des diodes puis par des transistors, toujours en silicium amorphe.
Au congrès RSNA de Chicago en 1997 est annoncée la création de la société TRIXELL (jv Thomson-CSF, Philips et Siemens) pour fabriquer ces nouveaux produits de façon industrielle.
Un nouveau bâtiment est construit sur la zone industrielle de Moirans pour accueillir les activités de Trixell. Son inauguration a lieu en mai 1998.
La première fabrication est le Pixium 4600 de 43x43cm pour remplacer le film radiologique.
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Le schéma de principe des panneaux à plasma
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Le premier écran plasma fabriqué à St Egrève
Le développement des panneaux à plasma
Dès 1969, la Division Tubes Electroniques commence des études pour développer des panneaux d'affichage plats afin de remplacer les tubes à rayons cathodiques. Simultanément des écrans à cristaux liquides et des panneaux à plasma sont étudiés.
Seuls les panneaux à plasma vont connaître un développement important sur St Egrève. Les études sur les écrans à cristaux liquides seront principalement conduites au laboratoire central de TH-CSF à Corbeville.
En 1970 l'affichage de caractères alphanumériques est obtenu sur un petit panneau à plasma monochrome piloté par le tout premier multiplexeur MOS développé par la Sescosem.
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Différents modèles de panneaux à plasma monochromes
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Panneaux à plasma couleur dont un téléviseur de design Philippe Stark
Des panneaux plasma monochromes aux panneaux plasma couleurs
Dans les années 70 et 80, ce sont principalement des panneaux d'affichage monochrome qui sont développés et fabriqués sur le site de St Egrève pour des applications civiles et militaires.
Puis vers le milieu des années 80, les premiers panneaux à plasma couleurs sont mis au point à St Egrève. C'est une première mondiale.
Dans les années 90 des écrans plasma couleurs de haute résolution sont développés. En 1998 l'activité est transférée sur le site de Moirans où un téléviseur couleur de 110cm de diagonale est mis au point.
Malheureusement l'avenir des panneaux à plasma de grande taille est compromis par les progrès des écrans à cristaux liquides (LCD) et l'activité est arrêtée vers le milieu des années 2000 après plus de 30 ans de développement.