Les instruments électroniques ne sont pas nouveaux. Les racines remontent aux années 70 !

Avec les voitures neuves, les constructeurs se vantent souvent du soi-disant tableau de bord électronique. Le principe de base est de remplacer les appareils électromécaniques par des appareils entièrement électroniques. Bien que cela ressemble à une nouveauté, en fait les racines de cette solution remontent aux années 1970.

L’histoire de l’affichage électronique des grandeurs, c’est-à-dire avec l’exclusion ou l’apport minime de l’électromécanique, remonte à la période de la Seconde Guerre mondiale. C’est alors qu’apparaissent les premiers écrans sur les avions militaires qui transmettent l’image du radar. L’idée était d’aider l’opérateur des systèmes d’armes à cibler plus précisément une cible au sol lors d’un bombardement. Depuis les années 1970, les dispositifs d’affichage électroniques sont devenus de plus en plus courants dans les cockpits des avions militaires et des engins spatiaux. En 1978, ils ont été annoncés pour la première fois également pour l’aviation civile. Le Boeing 767 est devenu le premier utilisateur.

Cependant, le développement des appareils électroniques pour l’industrie automobile a suivi une voie différente. Alors que l’aviation s’appuyait sur des écrans CRT (Cathode Ray Tube), du point de vue actuel, le système LCD (Liquid Crystal Display) plus moderne, c’est-à-dire utilisant des cristaux liquides, a été utilisé dans les voitures dès le début. Le premier tableau de bord électronique a déjà été introduit en 1976 par la supercar Aston Martin Lagonda. Son “affichage” monochrome, qui affichait graphiquement le régime moteur, tandis que la vitesse de conduite sous forme numérique (numérique) en vert, devait ressembler au vaisseau spatial Enterprise du film Star Trek, qui se trouvait sur la route au milieu du années 1970. De plus, Lagonda a ajouté des boutons tactiles, qui semblaient incroyables. Et bien que le tableau de bord électronique ait fonctionné, les boutons tactiles ont répondu selon l’humeur. C’est aussi pourquoi ils ont été remplacés par des modèles mécaniques conventionnels dans les séries ultérieures.

Vers la classe compacte

Si dans les années 1970, l’Aston Martin Lagonda était un cri dans l’obscurité, au cours de la décennie suivante, l’intérêt pour le tableau de bord électronique a augmenté à pas de géant. Cela était dû à la baisse de prix des écrans LCD, à l’augmentation de leur fiabilité et, surtout, à leur durée de vie. En 1983, la Corvette C4 disposait d’un tableau de bord entièrement électronique, et trois ans plus tard également la Cadillac Allanté américaine avec une production assez chère (les carrosseries étaient fabriquées en Italie, la mécanique était assemblée à Detroit). La même année, l’Audi Quattro a été ajoutée, dans laquelle un tableau de bord électronique vert puis éclairé en rouge a remplacé le tableau conventionnel par des instruments à main. Il est intéressant de noter que BMW, Mercedes-Benz et Porsche n’ont pas succombé à cette manie. Les voitures américaines susmentionnées, comme l’Audi Quattro, étaient chères et s’adressaient donc à une clientèle aisée.

La percée intervient en 1983 avec l’arrivée de la compacte Renault 11, dont la version TSE Electronic propose une part d’électronique habitacle inédite dans cette catégorie. Et ça a même parlé ! La même année, l’Opel Kadett GSi a fait ses débuts, qui était également équipée d’un tableau de bord électronique, bien que l’invention des Allemands soit à un niveau inférieur à celui des Français. À partir de 1987, le même dispositif existait en option dans la Volkswagen Golf GTI de deuxième génération, et en 1988, les Italiens se sont joints à la Fiat Tipo DGT (Digital). Dans les années 90, la mode des “réveils” électroniques s’est quelque peu arrêtée et a longtemps disparu de la classe compacte. Même les véhicules luxueux et techniquement complexes n’offraient pas ces systèmes, comme en témoignent la BMW 850 E31 ou la “fer” Mercedes-Benz SL R129, c’est-à-dire les deux voitures les plus avancées techniquement du début des années 90. Seuls quelques modèles sont restés en Europe, par exemple la Renault Twingo, plus tard la Citroën Picasso, C2/C3. Au Japon à cette époque, on trouvait des appareils électroniques chez Toyota ou Lexus (Lexus n’utilisait pas l’écran LCD dans les années 90, à l’exception du premier IS Cold Cathode Tube), et à partir de 1997 également dans la Mercedes Classe S W220. Mais nous approchons lentement du troisième millénaire.

Jusqu’à 90 ou 180

Nous examinerons de plus près le tableau de bord électronique des années 80 sur les voitures plébéiennes Renault 11 TSE Electronic et Volkswagen Golf II GTI. Le plus âgé de la paire mentionnée est le représentant français. En plus du synthétiseur de parole humaine déjà mentionné, une grande attention a été accordée à l’utilisation de l’électronique en tant que dispositif d’information pour le conducteur. Le plus grand avantage du tableau de bord électronique est la possibilité de le configurer selon les souhaits du conducteur et le fait qu’il a pu offrir plus d’informations dans un espace plus petit.

La première fonctionnalité mentionnée est courante aujourd’hui, grâce à l’intégration de systèmes individuels, elle est également plus complète. Par conséquent, une carte du système de navigation (typique des voitures du groupe VW) peut être appelée devant le conducteur, de sorte que le guidage du véhicule le long de l’itinéraire sélectionné est visible directement dans son champ de vision. Sans oublier la disposition différente des appareils (colonne, circulaire) ou la couleur du rétroéclairage. Ou éteindre certains indicateurs, par exemple, lors de la conduite de nuit (le soi-disant panneau noir). Le R11 TSE Electronic n’offrait rien de tel, mais même ici, il était déjà possible de modifier les données affichées à volonté.

Dans la partie centrale du tableau de bord, il y avait une échelle linéaire au-dessus de la lecture numérique (numérique) de la vitesse de conduite, qui pouvait indiquer la vitesse dans la plage de 0 à 90 km/h ou de 0 à 180 km/h ou pouvait afficher le régime moteur instantané. Le tout basé sur la position du contrôleur sur le panneau à gauche du volant. La plage de l’échelle du compteur de vitesse a également changé automatiquement en fonction de la vitesse de conduite. Dès que le véhicule atteint 85 km/h, l’autonomie passe de 0 à 90 à 0 à 180 km/h. De retour à une plage plus petite, l’échelle changeait dès que la vitesse descendait en dessous de 45 km/h.

Mais le tableau de bord électronique pourrait indiquer, par exemple, la quantité d’huile dans le moteur ou signaler divers défauts. Les lampes de contrôle étaient divisées en deux zones. Le premier a fourni un signal d’avertissement préliminaire, par exemple, sur l’usure des freins, un faible niveau de liquide de refroidissement ou d’eau dans le réservoir de lave-glace. Le second était clairement un avertissement, par exemple une surchauffe du moteur, un défaut dans l’un des circuits de freinage ou une faible pression de lubrification du moteur.

Combien de litres reste-t-il ?

Volkswagen a introduit le tableau de bord électronique (appelé Kombiinstrument) dans les Golf GTI et GTI 16V quatre ans plus tard que Renault. Un appareil nommé DIGIFIZ (Digitales Fahrer-Informations-Zentrum) pourrait, comme le R11, remplacer le tableau de bord habituel. Contrairement au presse-agrumes français, il n’était pas possible de modifier les plages d’échelle de l’affichage, mais certaines fonctions vous surprendront encore des années plus tard.

Le tableau de bord électronique existait en deux versions : pour la GTI à huit soupapes et pour la 16 soupapes. Les deux différaient, par exemple, par l’échelle du tachymètre électronique. Pour la variante à huit soupapes, la plage était de 0 à 7000 par minute, pour la version 16V, elle allait jusqu’à 8000 par minute. La principale différence par rapport au tableau de bord conventionnel concernait la signalisation d’atteinte de la vitesse maximale, qui était de 6400/min pour le moteur à huit soupapes, et de 7125/min pour le moteur à 16 soupapes.

Le compteur de vitesse était numérique avec une plage de 10 km/h à 255 km/h par incréments d’un km/h. Les créateurs ont résolu l’indicateur de niveau de carburant d’une manière très intéressante, qui montrait au conducteur le niveau directement en litres. Il y avait l’indicateur multifonctionnel obligatoire MFA 1 et MFA 2, qui affichait également la température de l’huile moteur. Par rapport à la version standard du tableau de bord, le niveau des indicateurs a été sensiblement amélioré. Au lieu de confondre les diodes, il y en avait de grandes et l’indicateur de direction avait deux flèches, il était donc clair où vous clignotiez. Pour la version conventionnelle, les créateurs n’ont utilisé qu’une seule diode pour les directions gauche et droite. L’indicateur de température moteur était du type à colonne, cette solution s’est avérée très performante dans l’aviation dans les années 1970. De plus, la couleur des segments lumineux (rectangles) variait également en fonction de la température du liquide de refroidissement. Il était jaune jusqu’à 70°C, ce qui signalait un échauffement du moteur. De 70 à 124 degrés vert, c’est-à-dire état normal, et de 124 degrés au-dessus du rouge. De plus, les symboles ont commencé à clignoter, avec lesquels la voiture a averti le conducteur que le moteur était en surchauffe. À première vue, ces tableaux de bord électroniques semblaient compliqués, mais en réalité, ils se sont avérés assez fiables. C’est du moins ainsi que les témoins l’évoquent. Mais pourquoi ont-ils reculé dans les années 1990 ? Une des raisons pourrait être les réticences des utilisateurs à l’époque. Les instruments électromécaniques à mains étaient simplement plus faciles à lire. Il en était de même dans l’aviation à l’époque où fut introduit le cockpit dit en verre, dans lequel les écrans remplaçaient jusqu’alors un grand nombre d’appareils électromécaniques.

Comment fonctionne l’écran LCD

LCD (Liquid Crystal Display) est un panneau d’affichage qui fonctionne sur le principe des cristaux liquides. Ils peuvent rester à la fois à l’état liquide et solide, créant ainsi une structure cristalline. Tout dépend de la charge électrique qui leur est injectée. Les cristaux sont insérés entre des électrodes transparentes et des filtres polarisants. À l’aide d’une charge électrique, la rotation des cristaux est contrôlée, modifiant ainsi le passage et la polarisation de la lumière. L’unité d’affichage est un point, appelé pixel. Chaque pixel a trois sous-pixels, à savoir RVB (rouge, vert et bleu). En combinant l’éclairage des sous-pixels, le rendu de toutes les couleurs du spectre peut être obtenu. Les filtres polarisants sont utilisés pour filtrer les nuances de couleurs indésirables. Les systèmes plus anciens utilisaient des matrices dites TN (Twist Nematic). Ils se caractérisent par un prix bas, une réponse rapide, mais aussi une moins bonne lisibilité, selon l’angle de vue. Depuis 2006, il existe des matrices IPS (In-Plane Switching) plus avancées, développées par Hitachi.

CRT : Une fois la concurrence directe de LCD

Alors que l’industrie automobile s’est appuyée sur le LCD dès le début, le CRT (Cathode Ray Tube) a été utilisé dans l’aviation pendant de nombreuses années. C’est-à-dire le principe d’un récepteur TV classique. Au début, les écrans CRT multifonctionnels ne faisaient que compléter, puis dans certains cas complètement remplacé les dispositifs électromécaniques, ce qui a conduit à une simplification. Après 2000, CRT a commencé à être déplacé des cabines d’avion par LCD. Un CRT nécessite une alimentation haute tension pouvant atteindre 50 000 volts, un LCD ne nécessite que quelques volts. De plus, la durée de vie des écrans LCD modernes dans les avions est d’environ 32 000 heures, tandis que les fabricants indiquent 18 000 heures pour les CRT. L’écran LCD ne nécessite pas non plus un refroidissement aussi puissant. Et c’est aussi moins cher à fabriquer. Le dernier CRT fabriqué pour l’avionique date de l’année dernière par Toshiba. De nombreux types d’avions sont passés du CRT au LCD pendant la production. Alors pourquoi le CRT a-t-il été tellement plus populaire que le LCD dans l’aviation dans le passé, s’il n’a que des inconvénients ? La raison en est la résolution, généralement à un niveau plus élevé pour les CRT. Compte tenu du nombre de symboles avec lesquels l’avionique de l’avion fonctionne, c’était peut-être la caractéristique la plus importante. Un récepteur TV de type CRT avec un écran trinitron a généralement toujours une meilleure qualité d’image que les téléviseurs plasma ou LCD les plus modernes.