Prix de l'inventeur européen

Une encre électronique pour la révolution de l’édition numérique

Joseph M. Jacobson

Joseph M. Jacobson et Barrett Comiskey, inventeurs des écrans à encre électronique

Lorsque Johannes Gutenberg a inventé l'imprimerie en 1448, il a été le déclencheur d'un vaste partage des connaissances à l'échelle mondiale. Plus de 550 ans plus tard, les inventeurs américains Joseph M. Jacobson et Barrett Comiskey sont à l'origine d'une autre révolution avec l'invention de l'encre électronique, pour des écrans minces et légers en papier électronique.

Leur technologie brevetée est la source de la création des liseuses numériques, ces appareils portatifs capables de stocker des milliers de livres. Les liseuses numériques ont changé à tout jamais l'industrie de l'édition et ont transformé l'enseignement, tout en réduisant la demande mondiale de papier, au bénéfice de l'environnement.

Un bibliothèque en poche

En 1993, Joseph M. Jacobson, étudiant post-doc en physique à l'Université de Stanford, était à la recherche d'un défi à relever. « Un livre qui se composerait de façon autonome m'a semblé un défi suffisamment difficile à relever pour être intéressant », se rappellera-t-il plus tard dans une interview accordée au magazine Wired.  

Jacobson rêvait de mettre entre les mains des lecteurs, dans un seul volume, la totalité des connaissances du monde. Il imaginait un appareil qui pourrait contenir des milliers de textes, voire la plus grande bibliothèque au monde, la bibliothèque du congrès américain.

Le défi à relever consistait à développer une technologie d'imagerie adaptée : un écran qui serait capable d'afficher un livre sur un appareil efficace, portatif, et facile à lire. Ce que ne savait pas Jacobson, c'est qu'une équipe de recherche de Xerox PARC avait déjà créé un prototype deux décennies auparavant. Toutefois, leur liseuse était trop volumineuse pour le marché grand public.

« Un livre qui se composerait de façon autonome m’a semblé un défi suffisamment difficile à relever pour être intéressant ».
Joseph M. Jacobson

Les grands esprits se rencontrent

En 1995, Jacobson obtint un poste d'assistant professeur au sein du laboratoire Médias du MIT (Massachusetts Institute of Technology, institut de technologie du Massachusetts) et joignit ses forces à celles de Barrett Comiskey, étudiant de premier cycle en mathématiques au MIT, qui partageait ses vues.

En deux ans, ils mirent au point une méthode pour manipuler des particules noires et blanches contenues dans de minuscules bulles fixées à de minces feuilles de film plastique - un précurseur grossier des écrans à encre électronique d'aujourd'hui.

Le principe sous-jacent est le même depuis le départ : sous l'effet de charges électriques, les particules tournent, changent de couleur et prennent un aspect similaire à celui de l'encre sur une page imprimée. Une brève impulsion électrique suffit à modifier le contenu d'une page, créant un écran électronique ayant l'aspect du véritable papier.

Économe en énergie et doux pour les yeux

Non seulement ces écrans à encre électronique pouvaient être produits par un processus de fabrication simple et peu coûteux, mais encore leur faible consommation d'énergie devint très rapidement un facteur clé de leur succès.

Les écrans à encre électronique ne consomment de l'énergie que lorsque le lecteur « tourne » la page et que la constellation de particules se transforme pour afficher de nouveaux mots. Cette faible consommation constitue un avantage majeur sur les appareils à rétro-éclairage dont l'écran consomme à lui seul jusqu'à 40 % de l'énergie fournie par la batterie. À l'inverse, la batterie des liseuses numériques, comme le Paperwhite Kindle d'Amazon, bénéficient d'une durée de vie atteignant huit semaines.

Les écrans à encre électronique empêchent aussi la fatigue oculaire car ils reflètent la lumière ambiante de la surface de l'écran vers les yeux du lecteur. Plus l'environnement est lumineux, plus l'écran semble lumineux, comme un livre imprimé : il est donc parfait pour une lecture en plein soleil.

La technologie de l’encre électronique a changé notre façon de lire.

Changer notre façon de lire

La technologie de l'encre électronique a fait de la lecture une expérience interactive. Sur une liseuse numérique, il suffit de toucher un bouton pour accéder à des fonctions interactives comme des galeries de photos et des graphiques de données - un attrait non négligeable pour les enfants comme pour les jeunes adultes.

L'encre électronique a aussi changé l'industrie de l'évolution. Les livres numériques sont relativement peu chers car ils permettent d'économiser des frais de papier, d'impression et de distribution. De plus, les liseuses électroniques permettent un partage plus économique des informations. Au lieu d'aller acheter leurs livres en librairie, les lecteurs peuvent les télécharger d'un simple clic de souris.

Transformer les industries

Bien que les liseuses numériques d'aujourd'hui ne soient pas à la hauteur des espoirs de Jacobson - contenir le catalogue complet de la librairie du congrès américain, soit 34,5 millions de livres - leur capacité de stockage reste pratiquement illimitée pour les lecteurs. La génération actuelle des liseuses numériques permet de stocker jusqu'à 6 000 livres simultanément et les boutiques en ligne proposent plus de 1,8 million de titres au format numérique.  

Si l'on examine la situation dans son ensemble, cette technologie pourrait réduire le prix des manuels et rendre l'enseignement plus accessible à travers le monde. De plus en plus d'œuvres littéraires qui font partie du domaine public sont déjà accessibles en toute simplicité et gratuitement, par l'intermédiaire de sites tels que Project Gutenberg.

Sur le plan environnemental, les liseuses numériques réduisent fortement l'empreinte environnementale de l'industrie de l'édition en remplaçant le papier par des appareils économes en énergie.

De vastes applications

D'autres industries tournent aussi la page grâce à l'encre électronique. La technologie des écrans à encre électronique est de plus en plus utilisée dans les rayons des magasins, les montres, les téléphones cellulaires et les cartes à puce intelligentes.

De nombreux détaillants ont déjà installé dans leurs magasins de grands écrans à encre électronique programmables pour fournir aux consommateurs les informations de dernière minute.

Respectueux de l'environnement et durables, les montres et téléphones cellulaires à encre électronique consomment peu d'énergie et sont très lisibles dans divers environnements. Les cartes à puce intelligentes permettent de transporter en toute sécurité dans son portefeuille des informations privées.

Un large succès sur le marché

Sur le marché, nombreuses sont les entreprises qui tirent bénéfice de l'invention de Jacobson et Comiskey. Initialement, le projet de l'encre électronique a été financé par le groupe News in the Future du laboratoire Media du MIT et son consortium Things That Think, qui regroupe environ 40 entreprises dont Microsoft et d'autres poids lourds du secteur.

Chaque entreprise participant à ce groupe a versé jusqu'à 115 000 € par an pour obtenir le droit d'utiliser tous les brevets accordés au MIT, sans verser de droits supplémentaires.

Aujourd'hui, des entreprises comme Amazon, Sony et Barnes & Noble utilisent la technologie de l'encre électronique pour leurs liseuses numériques. La liseuse Kindle d'Amazon, la plus populaire actuellement, a été commercialisée en 2007 et détenait une part de 48 % sur le marché des liseuses numériques en 2011.

Si l’on examine la situation dans son ensemble, cette technologie pourrait réduire le prix des manuels et rendre l’enseignement plus accessible à travers le monde.

Une révolution dans l'édition numérique

Bien que certains lecteurs continuent à s'en tenir au livre imprimé, les liseuses numériques sont de plus en plus appréciées. Au niveau mondial, 14,7 millions de liseuses numériques ont été achetées en 2011, contre 12 millions en 2010.

Aux États-Unis, les liseuses numériques représentent déjà 15 % des ventes de livres et la Grande Bretagne est à la pointe de ce mouvement en Europe, avec 13 %. Près de 3 milliards de livres numériques sont vendus chaque année.

Au moment où nous parlons, l'histoire de l'édition numérique s'écrit à l'encre électronique, grâce à la technologie de l'écran à encre électronique développée par Jacobson et Comiskey.


Comment ça marche ?

Un écran en papier à encre électronique comprend de minces couches de film plastique laminées sur une couche de circuiterie électronique et contenant de l'encre électronique. L'encre électronique est constituée de millions de bulles minuscules remplies de particules blanches et noires.

Les particules blanches, de charge positive, et les particules noires, de charge négative, sont en suspension dans un liquide transparent et se rapprochent de la partie supérieure de la microcapsule en fonction de la charge électrique qu'on applique.

Lorsqu'on applique une charge négative, les particules blanches s'élèvent vers le haut de la bulle et sont visibles pour l'utilisateur, tandis que les particules noires descendent vers le fond. Inversement, lorsqu'on applique une charge positive, les particules noires sont visibles en haut de la microcapsule tandis que les particules blanches descendent vers le fond.

L'écran en papier électronique affiche des pixels d'encre électronique blancs ou noirs qui se réunissent pour former des lettres, des chiffres et des images. Une fois que l'image est apparue à l'écran, aucune énergie supplémentaire n'est nécessaire pour qu'elle persiste car les particules restent dans leur position sans qu'il soit nécessaire d'appliquer une autre charge électrique.

La lumière ambiante est reflétée par l'écran vers les yeux de l'utilisateur sans nécessiter l'utilisation d'une source d'énergie intégrée : le rétro-éclairage est inutile. Ces appareils n'utilisent de l'énergie que lorsque l'image change ; leurs batteries offrent donc une durée de vie de plusieurs semaines après un seul chargement.

L'encre électronique, l'édition numérique et la révolution du livre numérique

Précurseur des liseuses numériques d'aujourd'hui, le Newton MessagePad d'Apple a été commercialisé en 1993. Pour un poids de seulement 640 grammes, il était équipé d'une batterie offrant une durée de vie de 24 heures (rétro-éclairage activé) et 4 Mo de stockage, soit l'équivalent de 40 livres numériques. Aujourd'hui, les liseuses numériques peuvent stocker plus de 6 000 livres numériques, sont équipés d'une batterie ayant une durée de vie atteignant huit semaines, pour seulement 200 grammes.

Les liseuses numériques sont aussi plus légères pour le budget : grâce à des progrès constants, le prix moyen des liseuses numériques a diminué au fil des ans. La liseuse Kindle de première génération était vendue 399 $, les modèles d'entrée de gamme coûtent actuellement 69 $.

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