Disque compact enregistrable

Un disque compact enregistrable (ou CD-R pour Compact Disc Recordable) est un disque compact de taille standard pour un support optique ( de diamètre) qui peut être enregistré sans possibilité réelle de revenir sur les données écrites. Il s'agit d'une technologie intermédiaire entre le CD-ROM non enregistrable et le disque compact réinscriptible (CD-RW).

Historique 
Le CD-R apparaît pour la première fois en 1988, puis se généralise à la fin des années 1990 pour un prix encore très élevé. Son prix ayant fortement baissé pour arriver à un tarif indicatif de quelques centimes par unité, il est depuis une décennie accessible au plus grand public.

Cette technologie est néanmoins en fort déclin dans le secteur de l'informatique grand public, le CD-R laissant sa place au DVD-R, lui-même menacé face à la croissante significative des clés USB et des contenus numériques dématérialisés. Déclin également visible sur le secteur audio dans lequel les baladeurs numériques et les smartphones ont totalement investi le marché. Son utilisation reste néanmoins assez commune pour les autoradios ainsi que les postes radio-CD.

Utilisation 
Il est parfois utilisé pour archiver des données, mais la pérennité du stockage est limitée : la durée de vie d'un CD-R est estimée à entre  dans des conditions normales de stockage.

Le CD-R pouvait initialement contenir  de données soit  d'audio, qui correspondaient lors de sa conception au souhait des ingénieurs de loger la neuvième symphonie en  de Beethoven, avec un échantillonnage de  à .

Il s'est ensuivi une version mondialement répandue et devenue le standard de , correspondant à  d'audio. D'autres CD-R moins communs peuvent recevoir jusqu'à  de données pour respectivement  en audio, mais la gravure à pleine capacité de ces disques peut poser des problèmes selon les graveurs ou les logiciels de gravure utilisés.

Lorsqu'ils servent à l'archivage, ils doivent être conservés dans des conditions particulières, notamment d'obscurité, d'humidité réduite et de fourchette de température du fait de leur constitution.

Matériau du disque 

Les disques compacts enregistrables sont en général constitués de  :
 la plus profonde et la plus épaisse est une couche de polycarbonate ;
 puis une couche chimique (de cyanine ou le plus souvent de phtalocyanine) ;
 une couche métallique ;
 une couche protectrice ;
 enfin la face supérieure du CD, souvent labellisée et inscriptible au marqueur ou feutre doux.

Format et compression des données 
Les données présentes sur un disque sont caractérisées par une succession de cavités (en anglais ) séparées par des surfaces planes (en anglais  ). On peut dénombrer  de cavités qui sont disposées sur une spirale virtuelle de  de longueur, chaque spire de cette spirale étant espacé de . Une cavité a une longueur de  et une largeur de .

Principe de fonctionnement 
La lumière du laser est réfléchie par les parties creuses et les parties plates. La profondeur des creux est égale au quart de la longueur d'onde de la lumière (). Cela provoque un déphasage de la lumière réfléchie qui se trouve ainsi non détectée par le lecteur. Ces modifications sont interprétées par le lecteur comme des impulsions. La lumière est donc réfléchie sur le plat comme sur le creux, mais la réflexion est pratiquement annulée à chaque franchissement d'un creux ou d'un plat.

La génération des impulsions n'est pas provoquée par les plats et les creux mais par le passage de l'un à l'autre (front montant et descendant). La valeur logique 1 est représentée par le passage entre plats et creux.

Les zones de données 
Un CD-ROM contient au moins trois zones de données :
 La première, au centre du disque est appelée zone de début (en anglais Lead In) et contient la table des matières (en anglais Table Of Contents)
 Il s'ensuit la zone des données effectives
 La piste est clôturée par une zone de fin (en anglaisLead Out).

L'action de graver de fichiers sur un CD-R est appelée session. Elles peuvent être multiples sur un même support.

La réalisation de plusieurs sessions est dit mode multi-session : des fichiers peuvent être masqués ou ajoutés d'une session à l'autre, néanmoins les fichiers masqués seront toujours présents et lisibles sur le support dans le cadre d'une sélection manuelle de lecture de session spécifique, ou d'un lecteur se limitant à la lecture de la première session.

Le disque sera dit finalisé, sans possibilité de revenir sur la ou les session(s) par l'inscription de la TOC définitive, selon les options choisies par l’utilisateur et le taux de remplissage du disque, celui-ci se finalisant automatiquement quand le remplissage est de  sur un CD-R de .

Il est possible de graver en surcapacité de manière modérément excédentaire quelques mégaoctets sur un CD-R, cette technique est appelée en anglais overburning, compatibilité dépendant du modèle de graveur, du support et du logiciel employés.

Codage et décodage des données 
Pour inscrire une information de  sur un CD-ROM, il faut nécessairement  (codage ) pour des raisons que nous évoquons dans cet article, la lecture des informations se faisant sur front.

En effet, chaque transition de l'un à l'autre représente un , la cuvette ou la plat représente un . Ces entités d'information de base sont appelés . Pour des raisons techniques liées à la production, une cuvette ou un plat a une longueur comprise entre . Au plus tôt après deux et au plus tard après  logiques, un  doit apparaître. De plus, il ne peut y avoir  sans au moins deux 0 entre eux. La raison doit être recherchée dans la résolution au niveau des microcuvettes, limitées à une certaine taille par la longueur d'onde de l'émission laser et l'ouverture de l'objectif du laser de la lecture : des transitions trop proches ne pourront être lues.

Ainsi,  ne suffisent à la représentation d'un octet. Il faut donc faire appel au codage EFM pour pouvoir représenter les  possibles d'un octet.

Extrait du codage EFM : Eight-to-Fourteen Modulation 
         Bits de données Bits générés
 0       00000000        01001000100000
 1       00000001        10000100000000
 2       00000010        10010000100000
etc.

Cette modulation sur  résout le problème de la transition minimale pour les bits situés à l'intérieur d'un symbole de . Cependant, un 1 en terminaison d'un symbole pourrait se trouver être trop près du 1 du début du symbole suivant. Ce problème est résolu en plaçant trois bits de séparation entre chacun des symboles.

Les données sont regroupées en trames ayant les caractéristiques suivantes : 
Une trame comporte  (mots) de , précédés d'un code de synchronisation de , un code de contrôle et huit codes de correction d'erreurs comportant aussi chacun huit bits. Une trame de  utiles (soit ) est donc représentée par . Les trames sont regroupées en blocs de  (secteurs).

Les différences entre le disque compact enregistrable et le disque compact classique 

La principale différence entre le disque compact enregistrable (CD-R) et le disque compact (CD) gravé en usine réside dans leurs techniques de fabrication fondamentalement différentes, notamment la méthode d'inscription des données, influant fortement sur la différence de durée de vie des supports. Ainsi, dans des conditions normales de stockage, un CD gravé en usine a une durée de vie moyenne estimée à  minimum contre  minimum pour le CD-R. Toutefois, avec des matériaux de qualité, les deux peuvent atteindre une durée de vie moyenne de .

Les CD déjà inscrits tels les CD audio ou les CD-ROM sont pressés. À partir de l'exemplaire original, dit « Master », on créé le « Glassmaster », un négatif qui s'apparente à un moule. Dans celui-ci on introduit le polycarbonate qui constitue la base de tous les CD pressés, qui est ensuite recouvert de différentes couches protectrices.

Les CD-R quant à eux possèdent une couche chimique, le plus souvent à base de cyanines qui leur confèrent leur teinte allant de l'argenté au bleuté.

Ce composé est sensible à la lumière. Ainsi, pour inscrire le CD, le laser du graveur va simplement marquer (ou bruler) cette couche chimique.

Le pressage est une technique rapide, très fiable, permettant de créer des supports durables, mais qui n'est rentable qu'à partir d'une production de masse, car il doit être effectué de série en usine. Le particulier doit donc se limiter au CD-R.

CD auto gravable 
L'enregistrement des données sur un CD-R nécessite l'utilisation d'un logiciel de gravure.

Cependant en 2005 sont apparus sur le marché des CD dits auto gravables. Il s'agit de CD-R d'une capacité d'environ  contenant un logiciel de gravure embarqué. Ce dispositif permet de se passer d'un logiciel tiers souvent payant, d'autant qu'il est généralement plus simple d'utilisation : l'utilitaire de gravure s'exécute automatiquement dès que le disque est inséré dans un lecteur. L'utilisateur sélectionne les fichiers qu'il souhaite graver par glisser-déposer, et la gravure nécessite beaucoup moins, voire aucun réglage. Ce type de CD-R est donc bien indiqué pour les néophytes. En revanche, ils ne sont pas utilisables avec tous les systèmes d'exploitation (l'exécutable devant être compatible), et ne permettent pas de copier des CD audios ou des images disque. De plus, ils sont en principe vendus à un prix plus élevé que les CD-R traditionnels. Leur commercialisation et leur utilisation n'aura été qu’anecdotique.

Références

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 Image disque

Stockage disque optique