Dans ce nouveau chapitre du Cabinet de curiosités, nous voyageons dans les années 1950, à la découverte d'une ampoule pas comme les autres. Tamisez les lumières, prenez votre thé, installez-vous confortablement, et commençons.

 
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Le temps s'adoucit, les arbresarbres se parent d'orange et de jaune, l’odeur enivrante du pétrichor envahit l’air. Pas de doute, l'automneautomne est là ! Et avec lui pointent leur neznez les traditionnelles festivités de la fin du mois d'octobre. Alors, à l'occasion de l'approche d'HalloweenHalloween, prenons un instant pour aborder le plus magique des états de la matière : le plasma. Source d'émerveillement pour Nikola TeslaNikola Tesla sous la forme d'éclairséclairs, pour Joan Feynman sous l'apparence d'aurores boréalesaurores boréales, et pour les chercheurs actuels dans leur quête de la fusion nucléaire, le plasma a quelque chose d'indéniablement enchanteur. C'est d'ailleurs probablement la raison pour laquelle le chancelier Palpatine, la sorcière Winifred et la baguette d'Harry Potter produisent tous des éclairs de couleurs variées pour illustrer la physicalité de la magie (ou de la Force). Et bien que les appareils électriques n'aient pas leur place dans le monde des sorciers, il ne fait nul doute que celui dont nous allons parler aujourd'hui aurait pu très naturellement être trouvé sur le chemin de Traverse ou dans un dortoirdortoir de Hogwarts. Partons à la rencontre du tube Nixie.

Nixie : un esprit de feu dans un tube de verre

L'histoire du tube Nixie débute dans les laboratoires de l'entreprise familiale Haydu Brothers. Créée en 1936 par l'émigré hongrois John Haydu, la firme se spécialise dans la manufacture et le développement de composants - en particulier des tubes à vide - pour des géants comme General Electric ou Raytheon. Dans les années 1950, l'équipe des fils George et Zoltan Haydu développe un petit bijou d'électronique qui marque une nouvelle étape dans l'évolution les technologies d'affichage. Il consiste en une ampoule de verre remplie d'un mélange de gazgaz incolores, à l'intérieur de laquelle des chiffres ou des lettres s'illuminent d'une douce lueur, similaire à celle d'une flamme de bougie. Le tube Nixie vient de prendre vie, et il ne faut qu'un instant pour que l'entreprise Burroughs Corporation, l'un des piliers de l'industrie informatique, n'achète le brevet, dépose le nom et rapatrie les Haydu Brothers Laboratories dans son girongiron, en 1954.

Horloge rétrofuturiste conçue à partir de tubes fabriqués dans les années 1980. © Past Indicator
Horloge rétrofuturiste conçue à partir de tubes fabriqués dans les années 1980. © Past Indicator

À partir de là, et jusque dans les années 1990, où il disparaîtra complètement, le tube Nixie connaît un formidable essor commercial. Voltmètres, multimètres, calculatrices, appareils militaires et standards téléphoniques prennent soudain une allure futuriste en se parant de symboles lumineux, suivis par les panneaux d'affichage des aéroports et des bureaux de bourse. Non contente de répondre de la plus esthétique des manières aux besoins de l'industrie, cette nouvelle technologie est également redoutablement durable. Alors qu'une ampoule à incandescenceampoule à incandescence ne dépasse pas les 2.000 heures de duréedurée de vie, les premiers tubes Nixie enregistrent une longévité d'environ 5.000 heures et montent jusqu'à 200.000 heures au fil des développements ! Increvables - mais, nous allons le voir, pas indémodables -, nombre de ces tubes fonctionnent encore aujourd'hui, après plus de 40 ans d'opération, tandis que d'autres, manufacturés dans les années 1980, continuent de peupler les entrepôts en attendant de trouver acquéreur.

Exemple de multimètre employant des tubes Nixie. © eBay
Exemple de multimètre employant des tubes Nixie. © eBay
Toute première publicité pour le tube Nixie, apparue en 1955 dans le <em>Haydu Bulletin</em>. © Haydu Brothers http://www.jb-electronics.de/
Toute première publicité pour le tube Nixie, apparue en 1955 dans le Haydu Bulletin. © Haydu Brothers http://www.jb-electronics.de/

Dompter le plasma

Avant de parler du déclin et de la renaissance des tubes Nixie, prenons un instant pour nous pencher sur leur fonctionnement. Trois éléments principaux entrent dans leur composition. Une ampoule de verre hermétiquement fermée, et remplie d'un mélange de néonnéon et d'argonargon. À l'intérieur, une série de symboles en métalmétal placés à la suite les uns des autres sur une tige, et connectés à des cathodescathodes individuelles. Enfin, une anodeanode grillagée entourant ces mêmes symboles. Lorsqu'un courant passe dans l'une des cathodes froides et tente de rejoindre l'anode, il excite localement le gaz basse pressionpression et cause son ionisation, le faisant passer à l'état de plasma. Plus simplement : sous l'action des électronsélectrons quittant la cathode, le gaz autour du symbole métallique s’illumine de cette teinte dorée donnant au tube Nixie son charmecharme si particulier.

Dans cette vidéo détaillée, Dalibor Farný illustre chaque étape de la fabrication (à la main) d'un tube Nixie. © Dalibor Farný

Rappelons que le plasma peut prendre toutes sortes de couleurs et briller à différents niveaux d'intensité. Alors que les tubes fluorescentstubes fluorescents (souvent appelés à tort « néons » ou « tubes au néon ») produisent une lumière crue et bien souvent peu appréciée, les lampes à plasma s'ornent de délicats filaments bleutés coiffés de corollescorolles rose orangé. L'intérieur d'un réacteur à fusion nucléaire abrite un anneau couleur lavandelavande tandis que les délicats drapés de l'aurore boréale oscillent parfois entre le vert émeraude et le bordeaux. Le feufeu lui-même, qui, au-delà d’un certain seuil d’excitation, peut être qualifié de plasma, se pare de couleurs allant du rouge au bleu profond, selon l'élément chimiqueélément chimique qui alimente sa flamme. Ainsi, le mélange de néon et d'argon, aussi qualifié de mélange de Penning, donne-t-il au plasma du tube Nixie sa coloration chaude et apaisante.

Le saviez-vous ?

Les écrans plasma, comme leur nom l'indique, utilisent eux aussi le phénomène de décharge luminescente exploité par les tubes Nixie. Chaque pixel est divisé en trois cellules (rouge, bleue et verte) baptisées « sous-pixels ». Le gaz contenu dans ces cellules est ionisé électriquement afin d'illuminer les sous-pixels à un degré plus ou moins important, l'addition des trois couleurs permettant au pixel d'afficher la longueur d'onde souhaitée.

Comme les chiffres et les lettres sont placés les uns derrière les autres à l'intérieur de l'ampoule, ils ne suivent généralement pas un ordre alphanumérique mais sont plutôt arrangés (et dessinés) de manière à ne pas gêner la lisibilité de chacun. Ainsi, certains tubes russes, par exemple, emploient la série suivante (d'avant en arrière) : 3, 8, 9, 4, 0, 5, 7, 2, 6, 1. La vidéo, ci-dessus, réalisée par le manufacturier Dalibor Farný, illustre en détail l'ensemble du processus de fabrication de ces objets uniques, et je ne peux que vous encourager à la regarder dans son intégralité. Le travail d'artisanat qui entre dans la conception des tubes Nixie est absolument exquis et fascinant !

Exemple d'arrangement des chiffres à l'intérieur d'un tube Nixie. Contrairement aux tubes vus plus haut, où l'ampoule est placée à la verticale, celui-ci se présente à l'horizontale – avec une anode à mi-chemin entre les deux séries de chiffres – et est normalement recouvert d'un dôme de verre placé perpendiculairement au circuit. © Sergei Frolov, Soviet Digital Electronics Museum
Exemple d'arrangement des chiffres à l'intérieur d'un tube Nixie. Contrairement aux tubes vus plus haut, où l'ampoule est placée à la verticale, celui-ci se présente à l'horizontale – avec une anode à mi-chemin entre les deux séries de chiffres – et est normalement recouvert d'un dôme de verre placé perpendiculairement au circuit. © Sergei Frolov, Soviet Digital Electronics Museum
Ce tube Nixie GN-4 illustre la manière dont les chiffres apparaissent à différents niveaux de profondeur tout en conservant leur lisibilité. © Hellbus
Ce tube Nixie GN-4 illustre la manière dont les chiffres apparaissent à différents niveaux de profondeur tout en conservant leur lisibilité. © Hellbus

Un esprit de feu en cage

Avec l'essor des afficheurs fluorescents et des LED - plus petites, efficientes et solidessolides - dans les années 1970, les tubes Nixie finiront par tomber en désuétude, somme toute peu de temps après leur introduction. Ils ne resteront pas dans l'ombre bien longtemps cependant, ressuscités par les électroniciens et artisans de tout poil, en quête d'une esthétique rétrofuturiste teintée de nostalgie. Le charme organique de l'ampoule de verre, révélant à l'observateur sa délicate anatomieanatomie interne, ne manque pas de faire vibrer la corde sensible du poète curieux. Et ses symboles nimbés d'un halo chaleureux donnent au collectionneur l'impression d'avoir capturé l'essence d'un feu de boisbois, au rêveur d'avoir enfermé un feu follet sous cloche.

Ce magnifique réveil en bois emprunte les codes des années 1950 pour redonner vie à des tubes vieux de 40 ans. © Past Indicator
Ce magnifique réveil en bois emprunte les codes des années 1950 pour redonner vie à des tubes vieux de 40 ans. © Past Indicator

Gadget ou objet de collection, aujourd'hui, les horloges Nixie fleurissent à nouveau dans les boutiques en ligne. Des tubes produits il y a près de 40 ans sortent enfin de leurs cartons et habillent les étagères et les poignets des adeptes de Jules VerneJules Verne, des amateurs de films de science-fiction des années 1950, et des collectionneurs de ce que la science a de plus exquis à nous offrir. (Même ceux qui ne jurent plus que par les écrans LEDLED et LCD ne sauraient résister à leur charme, ainsi qu'en témoigne l’une des montres de Steve Wozniak, cofondateur d'AppleApple.) Pour notre part, réservons-lui une place de choix au sein de notre sélection d'objets scientifiques, afin de pouvoir à l'avenir garder trace du temps qui passe dans notre Cabinet de curiosités.

 Rendez-vous dans deux semaines pour un nouveau chapitre du <em><a target="_blank" href="https://w-o-nderings.com/cabinet-de-curiosites">Cabinet de curiosités</a></em>. © nosorogua, Adobe Stock 
 Rendez-vous dans deux semaines pour un nouveau chapitre du Cabinet de curiosités. © nosorogua, Adobe Stock