L'électronique est aujourd'hui présente dans presque tous les domaines de notre vie quotidienne. Depuis les objets les plus simples jusqu'aux technologies les plus avancées, elle permet de mesurer, traiter, transmettre et utiliser des informations avec une rapidité et une précision extraordinaires. Grâce aux progrès réalisés depuis l'invention du transistor puis des circuits intégrés, les appareils électroniques sont devenus plus petits, plus puissants, plus fiables et moins coûteux.

Dans une grande partie des équipements modernes, un ou plusieurs microcontrôleurs ou microprocesseurs analysent en permanence les informations reçues par des capteurs. Ils exécutent un programme, prennent des décisions puis commandent différents actionneurs : moteurs, lampes, écrans, haut-parleurs, relais ou électrovannes. C'est ce dialogue permanent entre les capteurs, les circuits de traitement et les actionneurs qui donne « vie » aux appareils électroniques.

Les applications de l'électronique sont extrêmement nombreuses.

L'électronique grand public

Téléviseurs, smartphones, ordinateurs, consoles de jeux, appareils photo numériques, montres connectées ou enceintes intelligentes utilisent des millions de composants électroniques pour traiter les images, les sons et les communications.

Les télécommunications

Les téléphones mobiles, les réseaux Wi-Fi, la fibre optique, les satellites, la radio et la télévision reposent sur des circuits électroniques capables d'émettre, de recevoir et de traiter d'immenses quantités d'informations en quelques fractions de seconde.

Les transports

Les voitures modernes contiennent parfois plus d'une centaine de calculateurs électroniques. Ils contrôlent le moteur, les freins ABS, l'ESP, les airbags, la climatisation, les systèmes d'aide à la conduite ou encore la navigation GPS. Les avions, les trains et les navires utilisent eux aussi une électronique très sophistiquée.

La médecine

L'électronique est indispensable aux appareils d'imagerie médicale, aux électrocardiographes, aux respirateurs, aux pompes à perfusion, aux prothèses auditives ou encore aux stimulateurs cardiaques (pacemakers). Elle permet d'améliorer les diagnostics, les traitements et la qualité de vie de nombreux patients.

L'industrie

Les usines utilisent des automates, des robots et de nombreux capteurs pour surveiller les machines, contrôler la qualité des produits et automatiser les chaînes de fabrication. L'électronique permet d'obtenir une production plus rapide, plus précise et plus sûre.

L'énergie et l'environnement

Les panneaux solaires, les éoliennes, les bornes de recharge, les compteurs intelligents ou les systèmes de gestion de l'énergie utilisent des circuits électroniques pour optimiser la production et la consommation d'électricité. Les stations météorologiques et les réseaux de surveillance de la qualité de l'air ou de l'eau reposent également sur de nombreux capteurs électroniques.

La recherche et l'exploration

Les satellites, les télescopes, les sondes spatiales, les robots d'exploration, les accélérateurs de particules ou les laboratoires scientifiques utilisent des équipements électroniques extrêmement performants capables de mesurer des phénomènes invisibles à l'œil humain avec une très grande précision.

L'électronique continue d'évoluer très rapidement. Les objets connectés, les véhicules autonomes, les robots intelligents, l'intelligence artificielle, les réseaux de communication et les technologies médicales ouvrent chaque année de nouvelles possibilités. Comprendre les bases de l'électronique permet ainsi de mieux comprendre le fonctionnement d'une grande partie des technologies qui nous entourent aujourd'hui et de celles qui seront développées demain.

Les smartphones

Le smartphone est un téléphone mobile devenu un véritable ordinateur de poche. Il permet non seulement de téléphoner, mais aussi de communiquer sur Internet, de prendre des photos, d'écouter de la musique, de regarder des vidéos, de se repérer grâce au GPS ou encore d'utiliser des milliers d'applications. Pour réaliser toutes ces fonctions, il rassemble dans un appareil de quelques centaines de grammes une très grande quantité de composants électroniques.

Au cœur du smartphone se trouve un processeur (SoC, pour System on a Chip). Cette puce regroupe notamment le microprocesseur, le processeur graphique (GPU), des contrôleurs de mémoire et parfois des circuits spécialisés pour l'intelligence artificielle ou le traitement des images. Elle exécute le système d'exploitation et les applications tout en coordonnant le fonctionnement des autres composants.

Le smartphone possède également plusieurs types de mémoire. La mémoire RAM conserve temporairement les données des applications en cours d'utilisation, tandis que la mémoire Flash stocke durablement le système d'exploitation, les photos, les vidéos, les musiques et les documents de l'utilisateur.

L'écran est lui aussi un composant électronique très sophistiqué. Les écrans LCD ou OLED affichent plusieurs millions de pixels qui peuvent changer de couleur des dizaines de fois par seconde. La plupart sont également tactiles : une fine couche de capteurs détecte avec précision la position des doigts afin de remplacer les anciens claviers physiques.

Les smartphones sont équipés d'un grand nombre de capteurs qui leur permettent de comprendre leur environnement.

• Accéléromètre : détecte les mouvements et l'inclinaison du téléphone.
• Gyroscope : mesure les rotations.
• Magnétomètre : fonctionne comme une boussole électronique.
• Capteur de proximité : éteint l'écran pendant un appel lorsque le téléphone est près de l'oreille.
• Capteur de luminosité : ajuste automatiquement la luminosité de l'écran.
• Récepteurs GNSS (GPS, Galileo, etc.) : déterminent la position géographique.
• Caméras et microphones : capturent les images, les vidéos et les sons.

Pour communiquer avec d'autres appareils, le smartphone utilise plusieurs technologies sans fil : le réseau mobile (4G, 5G...), le Wi-Fi, le Bluetooth ou encore le NFC, qui permet par exemple de réaliser des paiements sans contact ou d'échanger rapidement des informations.

L'énergie est fournie par une batterie rechargeable au lithium-ion. Un circuit électronique contrôle en permanence sa charge, sa température et sa tension afin d'assurer un fonctionnement sûr et d'augmenter sa durée de vie.

Toutes ces informations sont coordonnées par le système d'exploitation, qui reçoit les données des capteurs, les traite puis affiche les résultats à l'écran ou commande les différents composants. Un smartphone moderne effectue ainsi plusieurs milliards d'opérations par seconde et contient souvent plusieurs dizaines de milliards de transistors dans son processeur.

Les smartphones sont devenus des outils indispensables pour communiquer, travailler, apprendre, se divertir ou se déplacer. Ils illustrent parfaitement la manière dont l'électronique, l'informatique et les télécommunications se combinent pour créer des appareils toujours plus performants.