Cet article fait suite au premier article Matos Le matériel rétro : comprendre avant d’optimiser. Dont nous vous conseillons la lecture afin de vous familiariser avec certains termes

Comprendre les écrans CRT : ce qui se passe vraiment derrière le verre

Vous avez probablement grandi devant un CRT sans jamais vous demander comment cette boîte géante transformait un signal en image. On branchait la console, on allumait la télé, et ça marchait. L'image était là, les couleurs aussi, et personne ne se posait de questions.

Pourtant, ce qui se passe à l'intérieur d'un téléviseur cathodique est tout sauf anodin. C'est un objet d'une complexité remarquable, où l'on retrouve du vide, de la haute tension, des faisceaux d'électrons et des matériaux luminescents — le tout orchestré avec une précision qui, rétrospectivement, force le respect.

Comprendre comment fonctionne un CRT, même dans les grandes lignes, ce n'est pas un exercice théorique. C'est ce qui permet de saisir pourquoi ces écrans restent, encore aujourd'hui, les plus adaptés au jeu vidéo rétro — et pourquoi aucun écran moderne n'a réussi à reproduire exactement ce qu'ils faisaient naturellement.

Du canon à la lumière : le parcours du faisceau

Un CRT, c'est avant tout un tube en verre sous vide. À l'arrière, un dispositif appelé canon à électrons. À l'avant, une surface recouverte de phosphore. Entre les deux, du vide, et un faisceau d'électrons qui traverse tout ça à une vitesse considérable.

Le principe est plus simple qu'il n'y paraît.

Le canon à électrons est un dispositif qui émet des électrons et les accélère à très grande vitesse grâce à une tension extrêmement élevée — de l'ordre de 25 000 volts sur un téléviseur couleur classique¹. Un champ magnétique généré par des bobines enroulées autour du col du tube oriente ensuite le faisceau vers le bon point de l'écran.

Le faisceau parcourt l'écran selon un schéma appelé balayage (ou raster en anglais) : il trace une ligne de gauche à droite, revient rapidement à gauche, descend d'un cran, trace la ligne suivante, et ainsi de suite, du haut vers le bas de l'écran. Ce cycle complet se répète 50 à 60 fois par seconde selon le standard utilisé.

Quand les électrons frappent le revêtement de phosphore² déposé sur la face intérieure de la vitre, ils excitent les atomes du matériau — c'est-à-dire qu'ils leur transfèrent de l'énergie. En retombant à leur état normal, ces atomes libèrent cette énergie sous forme de lumière visible. Ce phénomène s'appelle la cathodoluminescence.

Schema faisceau
Coupe simplifiée du tube. Ici dans une version couleurs, avec trois faisceaux (Red, Blue, Green) qui convergent vers un même point.

C'est cette lumière qui traverse le verre et atteint vos yeux. L'image que vous voyez sur un CRT, c'est littéralement du phosphore qui brille après avoir été bombardé par des électrons.

Une fois qu'ils ont frappé le phosphore, les électrons ne restent pas sur l'écran — ils retournent vers le circuit via un revêtement conducteur à l'intérieur du tube³. Sans ce retour, les charges s'accumuleraient et l'écran s'assombrirait progressivement.

La persistence : un défaut devenu qualité

Le phosphore ne s'éteint pas instantanément après le passage du faisceau. Il continue d'émettre de la lumière pendant une fraction de temps — c'est ce qu'on appelle la persistence.

Dans un téléviseur, cette persistence est volontairement courte : suffisante pour maintenir une impression de continuité entre deux passages du faisceau, mais assez brève pour ne pas créer de traînées sur les objets en mouvement. C'est un équilibre subtil, et le choix du type de phosphore est fait en conséquence.

Pour le rétrogaming, cette persistence a un effet secondaire bienvenu : elle contribue à lisser certains défauts visuels inhérents aux consoles de l'époque. Le jitter de la Nintendo 64, par exemple — ce tremblement caractéristique des textures — est naturellement atténué par le comportement du phosphore. Ce qui paraît instable sur un écran LCD pixel-perfect devient à peine perceptible sur un CRT, absorbé par la douceur du rendu analogique.

La couleur : trois faisceaux, un seul écran

Tout ce qui précède décrit le fonctionnement d'un CRT monochrome — un seul canon, un seul type de phosphore, une image en noir et blanc (ou en vert, pour les nostalgiques des terminaux informatiques).

Pour afficher de la couleur, le principe reste le même, mais tout est multiplié par trois.

Un CRT couleur possède trois canons à électrons, un pour chaque couleur primaire : rouge, vert et bleu. La surface intérieure de l'écran est recouverte de trois types de phosphore différents — un rouge, un vert, un bleu — disposés côte à côte sur une seule et même surface, comme une mosaïque microscopique peinte directement sur le verre. Chaque groupement de trois phosphores forme un point de couleur, et ces groupements se répètent sur toute la surface de l'écran, à une échelle inférieure au millimètre.

Le problème est évident : si les trois canons tirent simultanément vers la même zone, comment s'assurer que le faisceau "rouge" n'excite pas le phosphore vert ou bleu ?

C'est le rôle du masque.

Le masque : un jeu d'ombres géométrique

Le masque est une structure métallique percée d'ouvertures, placée entre les canons et le phosphore, à environ un centimètre derrière la surface de l'écran. Il ne produit rien, n'émet rien — c'est un filtre passif.

Son fonctionnement repose sur un principe purement géométrique. Les trois canons à électrons sont positionnés côte à côte, à des angles légèrement différents. Ils convergent vers les mêmes ouvertures du masque, mais comme ils n'arrivent pas avec la même incidence, chaque faisceau ne peut atteindre que « son » phosphore de l'autre côté — les deux autres sont dans l'ombre du masque, vu depuis son angle. C'est ce jeu d'ombres qui rend la couleur possible. Sans masque, les trois faisceaux éclaireraient n'importe quel phosphore et l'image serait une bouillie visuelle.

Le mélange des couleurs, lui, est réalisé par votre œil. Les points de phosphore sont si petits qu'à distance de vision normale, votre cerveau fusionne les trois composantes en une couleur unique — on verra plus loin que les développeurs de l'époque exploitaient un principe similaire, le dithering, pour tromper cette même perception et simuler des effets que leurs consoles ne pouvaient pas produire nativement.

Pour afficher du blanc, les trois canons tirent à pleine puissance. Pour du jaune, seuls les canons rouge et vert s'activent. Pour du noir, aucun canon ne tire — et le phosphore reste éteint. Toute la palette de couleurs est produite en dosant l'intensité de chacun des trois faisceaux, indépendamment, point par point, ligne par ligne.

Trois grands types de masques ont coexisté.

Shadow mask

Le design le plus ancien. Une plaque métallique percée de trous ronds, disposés en triades. Les phosphores correspondants sont des points groupés en triangle. C'est robuste et précis, mais cette plaque bloque une grande proportion des électrons — jusqu'à 80 %, convertis en chaleur plutôt qu'en lumière. L'image est homogène, les couleurs fidèles, mais la luminosité s'en ressent.

Slot mask

Une évolution du shadow mask. Les trous ronds sont remplacés par des fentes rectangulaires verticales, disposées en quinconce, et les phosphores deviennent de courtes bandes verticales au lieu de points. Les fentes laissent passer davantage d'électrons — l'image gagne en luminosité. C'est ce type de masque qu'on retrouve dans la grande majorité des télévisions grand public et des moniteurs d'arcade. Le rendu est celui que la plupart des joueurs ont connu dans leur salon.

Aperture grille

L'approche la plus radicale. Inventée par Sony pour ses téléviseurs Trinitron (1968), elle remplace entièrement la plaque percée par un réseau de fils métalliques verticaux tendus très finement. Les phosphores sont des bandes verticales continues, sans interruption du haut en bas de l'écran. Les fils bloquent beaucoup moins d'électrons — la luminosité et le contraste sont supérieurs. En contrepartie, un ou deux fils horizontaux de stabilisation sont nécessaires pour maintenir la tension des fils verticaux, et ceux-ci sont légèrement visibles à l'écran sous forme de fines lignes.

L'aperture grille a aussi ses faiblesses. La géométrie est plus sensible — les bords de l'image ont tendance à se déformer davantage que sur un shadow mask, surtout sur les grands formats. La convergence des trois faisceaux est également plus délicate à maintenir, ce qui peut se traduire par des franges de couleur visibles sur les contours, en particulier dans les coins de l'écran.

Après l'expiration des brevets Sony à la fin des années 90, d'autres fabricants ont proposé leurs propres versions de l'aperture grille — comme le Diamondtron de Mitsubishi ou le SonicTron de ViewSonic.

description
Les trois types de masque. La flèche à double sens représente le pitch : la distance entre deux phosphores de même couleur les plus proches.

Et les scanlines dans tout ça ?

Le type de masque influence directement la perception des scanlines — ces espaces noirs entre les lignes de l'image, caractéristiques du 240p. Sur un aperture grille, les bandes de phosphore continues produisent des lignes de balayage aux bords très nets et rectilignes. Sur un slot mask, le motif en quinconce crée des bords légèrement dentelés, plus doux — les scanlines paraissent moins découpées.

Note: Les scanlines elles-mêmes ne sont pas causées par le masque. Elles existent parce qu'en 240p, le faisceau ne trace que 240 lignes dans un espace prévu pour 480 — les lignes intermédiaires restent noires. Le masque, lui, détermine simplement à quel point ces lignes sont nettes ou diffuses.

exemple de slot mask
Slot mask : on constate les fentes rectangulaires verticales
exemple d'aperture grille
À titre de comparaison, l'aperture grille et ses bandes de phosphore verticales continues produisent des scanlines plus nettes et rectilignes.

Les TVL : la finesse du trait

Le masque détermine comment les phosphores sont disposés et influence la netteté de l'image — mais ce n'est pas le seul facteur. Les TVL (Television Lines) mesurent quelque chose de plus global : la capacité réelle du tube à afficher du détail fin, qui dépend à la fois du masque, de la taille du spot et de la qualité de l'électronique⁴.

Sur un écran moderne, la netteté horizontale dépend du nombre de pixels sur chaque ligne — c'est le premier chiffre d'une résolution comme 1920×1080. Plus il y a de pixels, plus la ligne peut contenir de détails fins.

Les TVL sont l'équivalent analogique de cette mesure. Elles indiquent combien de points distincts le tube est capable de reproduire le long d'une ligne horizontale. Ce qui détermine ce nombre, c'est la taille du spot — le point lumineux que le faisceau produit sur le phosphore. Ce spot n'est pas infiniment fin : c'est une petite tache, plus ou moins large selon la qualité du tube. Un spot large chevauche plusieurs variations de couleur dans le signal et les fusionne — le détail se perd. Un spot fin les restitue séparément — le détail est préservé.

La différence clé avec un écran moderne, c'est qu'il n'y a pas de grille fixe de pixels avec des frontières nettes. Sur un CRT, le faisceau est un spot continu dont la largeur détermine le niveau de détail — sans bord dur entre deux points.

Un spot large (faible TVL) produit des lignes de balayage épaisses qui débordent verticalement. La lumière de chaque ligne empiète sur l'espace censé être noir au-dessus et en dessous. Les scanlines se remplissent partiellement, l'image paraît douce et homogène. C'est le rendu des téléviseurs de salon de l'époque — celui avec lequel la majorité des joueurs ont grandi.

Un spot fin (haute TVL) produit des lignes étroites et précises. La lumière reste confinée, le noir entre les lignes reste noir. Les scanlines sont très prononcées, l'image est nette et tranchée. C'est le rendu des moniteurs professionnels (PVM/BVM), très apprécié aujourd'hui par les puristes.

Ni l'un ni l'autre n'est objectivement « meilleur ». Mais il faut savoir qu'un PVM à 800 TVL affichant un signal en 256×240 (la résolution d'une NES) produira une image où chaque point de couleur est net et isolé, séparé par de grosses lignes noires. Certains adorent ce rendu clinique. D'autres trouvent que ça ne ressemble en rien à leurs souvenirs d'enfance — et ils n'ont pas tort. À l'époque, personne ne jouait à Super Mario Bros. sur un moniteur de broadcast.

Pour référence, un téléviseur grand public tournait autour de 300 à 500 TVL. Un PVM professionnel, entre 600 et 800 TVL.

TVL Comparaison
Comparaison de la finisse de l'image selon le nombre de TVL.

Les fréquences de balayage : le vrai facteur limitant

On parle souvent de résolution quand on évoque les CRT. Mais la résolution d'un CRT n'est pas une donnée fixe comme sur un écran moderne. Un CRT n'a pas de résolution native : il trace ce qu'on lui demande de tracer, dans la limite de ce que son électronique permet. Et cette limite, c'est la fréquence de balayage horizontal.

Cette fréquence, exprimée en kilohertz, correspond au nombre de lignes que le faisceau peut tracer par seconde. C'est elle qui détermine, concrètement, combien de lignes peuvent être affichées à l'écran pour un taux de rafraîchissement donné.

Un téléviseur standard fonctionne à ~15 kHz — soit environ 15 700 lignes par seconde. À 60 images par seconde (standard NTSC), ça donne 15 700 ÷ 60 ≈ 262 lignes par trame. En retirant les lignes invisibles⁵, il reste environ 240 lignes visibles. C'est le fameux 240p — la résolution de la quasi-totalité des consoles 8 et 16 bits.

Pour afficher 480 lignes à 60 Hz, il faudrait tracer 480 × 60 = 28 800 lignes par seconde — soit une fréquence d'environ 31 kHz. Un châssis 15 kHz en est physiquement incapable.

La solution retenue par les châssis 15 kHz — c'est-à-dire la grande majorité des téléviseurs grand public et même des moniteurs PVM — est le 480i, le « i » pour interlacé.
Le principe : au lieu de tracer 480 lignes d'un coup, la TV affiche d'abord les 240 lignes paires, puis les 240 lignes impaires, en alternance, 60 fois par seconde. L'œil, aidé par la persistence du phosphore, reconstitue une image de 480 lignes — mais à 30 images complètes par seconde seulement. Le scintillement typique de l'entrelacé (le flicker) sur les détails fins est la contrepartie de cette astuce.

Le 240p, lui, n'est pas un standard TV officiel. C'est un détournement : la console envoie un signal qui ressemble à du 480i, mais en répétant toujours la même trame au même endroit, sans jamais alterner entre lignes paires et impaires. La télévision ne « sait » pas qu'elle ne reçoit pas un vrai signal entrelacé — elle trace simplement ce qu'on lui envoie. Le résultat : une image stable, sans scintillement, avec ces scanlines nettes qui sont devenues la signature visuelle du retrogaming.

Pour afficher un vrai signal 480p — 480 lignes progressives à 60 Hz — il faut un châssis capable de fonctionner à 31 kHz. C'est la fréquence des moniteurs VGA d'ordinateur, mais aussi de certains moniteurs professionnels CRT (BVM, JVC DT-V) qui acceptent plusieurs fréquences de balayage. Côté consoles, le 480p apparaît avec la sixième génération — Dreamcast, PlayStation 2, Xbox, GameCube — même si le support varie selon les jeux, les modèles et les régions.

Le point crucial à retenir est que ce n'est pas le tube qui limite la résolution d'un CRT, mais bien son châssis⁶.

La géométrie : quand les lignes droites ne le sont plus

L'image d'un CRT est tracée par un faisceau d'électrons guidé par des champs magnétiques. Contrairement à un écran moderne où chaque pixel est physiquement fixé dans une grille, ici l'image est « dessinée » en temps réel — et le trait n'est jamais parfaitement droit. Les bords se courbent, les coins se déforment, l'image peut pencher légèrement. Sur un CRT, une géométrie parfaitement rectiligne est l'exception plutôt que la règle.

Ces déformations peuvent aussi évoluer dans le temps. Le vieillissement des composants ou un choc pendant un transport peuvent modifier la géométrie d'un tube qui était correctement réglé.

La bonne nouvelle, c'est que la plupart des CRT permettent d'ajuster leur géométrie. Les téléviseurs grand public disposent souvent d'un menu service — un menu caché, distinct du menu utilisateur — qui donne accès à des réglages fins de positionnement, de taille et de correction géométrique. Sur certains modèles ces réglages passent par des potentiomètres physiques accessibles sur la carte électronique — ce qui implique d'ouvrir le boîtier, avec les précautions que cela suppose.

Une géométrie imparfaite n'empêche pas de jouer, mais elle fait partie des points à vérifier lors de l'acquisition d'un CRT d'occasion. Un tube avec une bonne géométrie de base sera toujours plus agréable qu'un tube qu'il faut corriger en profondeur.

Problème de géometrie sur CRT
Une mire de test affichée sur un CRT. On observe les déformations typiques : bords courbés, coins compressés et lignes qui ne sont pas parfaitement droites.

La taille de l'écran : un paramètre souvent négligé

Deux tubes de 600 TVL, l'un en 14 pouces et l'autre en 20 pouces, ne produisent pas le même rendu. À spécifications identiques, un écran plus grand étale les mêmes 240 lignes sur une surface plus large : les scanlines sont plus visibles, le spot couvre davantage de surface et l'image paraît plus douce.
Le dithering fusionne également mieux sur un petit format, où les motifs sont physiquement plus serrés. Côté géométrie, un grand écran amplifie les déformations dans les coins, le faisceau devant dévier davantage pour atteindre les bords.

Ce n'est pas une question de qualité mais d'équilibre : un 14 pouces produit une image dense et compacte, un 20 pouces une image plus aérée où les scanlines font davantage partie du rendu.

Pourquoi le CRT reste roi pour le retrogaming

Pixel et spot : deux mondes qui se rencontrent

Avant d'aller plus loin, il faut comprendre une distinction fondamentale.

Un pixel existe du côté de la console. Pour chaque ligne, la puce vidéo envoie une succession de valeurs de couleur : couleur 1, couleur 2, couleur 3… Par exemple, sur une SNES, chaque ligne horizontale contient 256 de ces points. Ce sont les « pixels » : des moments dans le signal où la couleur change.

Le CRT, lui, ne connaît pas les pixels. Il reçoit un signal analogique continu et le faisceau module son intensité en temps réel pendant qu'il balaie l'écran. Le point lumineux qu'il produit sur le phosphore — le spot — a une certaine largeur, et comme le signal est continu, il n'y a pas de frontière nette entre deux valeurs adjacentes. Elles se fondent naturellement l'une dans l'autre.

Un CRT n'affiche donc pas des pixels. Il interprète un signal continu à travers un faisceau analogique. Et c'est précisément cette absence de frontières rigides qui donne au rendu CRT sa douceur caractéristique — et qui fait fonctionner un certain nombre de techniques graphiques de l'époque.

Le dithering : l'art de tricher avec l'écran

Le dithering est une technique qui consiste à disposer des valeurs de couleurs différentes en motifs alternés — damier, lignes, quadrillage — pour simuler une couleur ou un effet que le matériel ne peut pas produire nativement. Sur un écran LCD, chaque valeur est affichée comme un carré distinct et le motif reste visible. Sur un CRT, le spot chevauche ces valeurs adjacentes et les fusionne — c'est ce comportement, décrit dans la section précédente, qui rend l'illusion possible.

Prenons l'exemple de la Mega Drive. Sa palette est limitée à 61 couleurs simultanées. Pour enrichir les dégradés ou simuler des effets au-delà de cette limite, les graphistes alternaient des valeurs de couleurs différentes en motifs réguliers — du damier aux lignes alternées.

Sur un CRT, le spot du faisceau chevauche naturellement plusieurs de ces valeurs adjacentes — elles se fondent en une teinte orange homogène. Plus le spot est large (faible TVL), plus la fusion est efficace : sur un téléviseur de salon, l'effet est exactement celui voulu par le graphiste. Sur un PVM à haute TVL, le motif reste partiellement visible, mais bien moins que sur un LCD où l'astuce ne fonctionne simplement pas.

L'application la plus spectaculaire est la fausse transparence. La Mega Drive ne dispose pas de transparence matérielle (contrairement à la SNES). Par exemple pour les cascades dans Sonic, les développeurs alternaient une valeur « objet » et une valeur « arrière-plan » en damier. Sur le CRT de l'époque, le spot fondait ces alternances en un effet semi-transparent parfaitement convaincant. Sur un écran LCD, on voit un quadrillage.

Ce n'est pas un défaut, ni un bricolage. C'est une technique artistique qui exploite intentionnellement le comportement analogique du CRT. Et c'est l'un des arguments les plus forts en faveur de ces écrans pour le retrogaming : les jeux n'étaient pas seulement affichés sur des CRT, ils étaient conçus pour eux.

Comparaison des cascades dans Sonic.
Les cascades de Sonic sur Mega Drive : à droite sur CRT, le dithering fusionne en un effet de transparence convaincant. À gauche sur LCD, l'alternance de lignes verticales reste clairement visible.

Les scanlines comme élément de design

Les graphistes des années 80 et 90 travaillaient en sachant que leurs sprites seraient vus à travers le filtre naturel du CRT.
Les scanlines — ces lignes noires entre les lignes actives en 240p — ne sont pas un artefact subi : elles faisaient partie intégrante du rendu.

La douceur du spot adoucit les bords pixelisés, lisse les dégradés de couleur, et les scanlines structurent l'image en ajoutant un contraste vertical qui lui donne de la lisibilité. Les deux ensemble produisent un rendu où le pixel individuel disparaît au profit de la forme.

Sur un écran moderne, un sprite de Chrono Trigger est une grille de petits carrés de couleur : on voit la construction et le quadrillage.
Sur un CRT, la douceur du spot et les scanlines effacent cette grille : le même sprite se lit comme le graphiste l'avait imaginé.

Chrono Trigger LCD VS CRT
Comparaison CRT / LCD sur Chrono Trigger
Castlevania LCD VS CRT
L'apport du CRT sur les yeux de Dracula est époustouflant

Zéro latence ajoutée

Un CRT affiche le signal au fur et à mesure qu'il arrive, ligne par ligne. Il n'y a aucun tampon mémoire, aucun traitement numérique entre l'entrée et l'affichage du moins sur un CRT SD standard. L'image commence à apparaître à l'écran dès que le premier pixel du signal est reçu.

Sur un écran LCD ou OLED, le signal est d'abord reçu en intégralité, traité (mise à l'échelle, désentrelacement, correction…), puis affiché en une seule fois. Même en « game mode », les meilleurs écrans modernes ajoutent quelques millisecondes de délai. Un CRT SD est en dessous de la milliseconde.

Pour les jeux de combat, les speedruns, les jeux de rythme ou simplement la sensation de contrôle immédiat, cette différence n'est pas anecdotique. C'est ce qui fait qu'un Street Fighter « répond » différemment selon l'écran.

Les light guns : une exclusivité CRT

Les pistolets optiques — le Zapper de la NES, le GunCon de PlayStation — reposent sur un capteur qui détecte la lumière du phosphore. Le calcul des coordonnées du tir dépend du balayage séquentiel du CRT : c'est le timing précis entre le passage du faisceau et la détection de lumière qui permet de localiser le point visé.

Sur un écran LCD ou OLED, l'image s'affiche simultanément sur toute la surface. Ce timing n'existe plus, et le principe ne fonctionne tout simplement pas. Les light guns sont une exclusivité technique du CRT.

Une raison de plus de conserver un bon tube si l'on tient à Duck Hunt ou à Time Crisis.

L'avantage européen : la Péritel RGB

C'est un point rarement soulevé, surtout dans les ressources anglophones, mais les joueurs européens disposaient d'un avantage technique considérable sans même le savoir.

La prise Péritel (ou SCART), standard en Europe depuis les années 80, est capable de transporter un signal RGB — c'est-à-dire les trois composantes rouge, verte et bleue séparées. C'est le signal le plus fidèle que la plupart des consoles rétro peuvent produire.

Concrètement, une SNES, une Mega Drive, une PlayStation ou une Saturn branchée en Péritel RGB sur un téléviseur français produisait une image nette, aux couleurs précises et bien définies sans aucune modification de la console ou matériel supplémentaire. C'est la qualité d'image que les joueurs américains et japonais n'ont découverte que bien plus tard, à travers des moniteurs professionnels et des câbles spécialisés.

Attention toutefois : un câble Péritel ne transporte pas automatiquement du RGB. Tout dépend du câblage interne. Un câble Péritel bon marché, ou celui fourni avec certaines consoles, peut très bien ne véhiculer qu'un signal composite à travers les broches de la prise. Pour bénéficier du RGB, il faut un câble explicitement conçu pour transmettre ce signal — un point abordé dans l'article matos mentionné en introduction.

En théorie, l'Europe disposait donc du meilleur signal analogique disponible pour le jeu vidéo. En pratique, peu de joueurs en profitaient réellement. La prise Péritel était surtout répandue en France — d'autres pays européens utilisaient davantage le composite ou le S-Video. Et même en France, les câbles RGB adaptés aux consoles étaient vendus séparément : la plupart des joueurs branchaient le câble composite fourni dans la boîte, sans savoir qu'un signal bien meilleur existait. C'est un héritage technique dont les joueurs tirent surtout parti aujourd'hui.

Ce qu'il faut savoir avant d'ouvrir (ou plutôt de ne pas ouvrir) un CRT

Un CRT n'est pas un écran LCD. Ce n'est pas un objet qu'on démonte un dimanche après-midi par curiosité.

La tension d'anode d'un téléviseur couleur avoisine les 25 000 volts. Et cette charge persiste même après extinction et débranchement car elle est stockée dans le tube lui-même, qui agit comme un condensateur. Toucher le mauvais composant peut provoquer une décharge potentiellement mortelle.

Je peux en parler avec un certain recul : il y a quelques années, j'avais ouvert un CRT sans rien y connaître, simplement pour accéder aux potentiomètres de réglage de la géométrie. Avec le recul, j'ai eu de la chance que rien ne se passe. C'est le genre de manipulation qui ne pardonne pas si l'on ne sait pas exactement où mettre les mains.

La règle est simple : ne jamais ouvrir un CRT sans formation ou accompagnement par quelqu'un qui sait ce qu'il fait.

Les curiosités du CRT

Le sifflement à 15 kHz : le transformateur de ligne vibre à la fréquence de balayage horizontal, et 15 734 Hz se situe à la limite supérieure de l'audition humaine. Les plus jeunes (et ceux qui ont gardé une bonne audition) peuvent entendre un sifflement aigu caractéristique dès qu'un CRT est allumé — même depuis une autre pièce. C'est un son qui a accompagné toute une génération, sans que personne ne sache vraiment d'où il venait.

L'électricité statique : la haute tension de l'anode, à l'intérieur du tube, crée un champ électrique qui traverse le verre et accumule des charges sur sa surface extérieure. C'est cette charge qu'on sentait en approchant la main — ce picotement caractéristique, les poils qui se dressent sur l'avant-bras — et c'est aussi elle qui attirait obstinément la poussière sur l'écran.

Les bruits du CRT : à l'allumage, ce « chtou » caractéristique suivi d'un léger tremblement de l'image, c'est le cycle de démagnétisation — une bobine s'active quelques instants pour éliminer les champs magnétiques parasites et garantir des couleurs uniformes. À l'extinction, le claquement sec correspond à l'effondrement brutal de la haute tension. Le crépitement qui suit pendant plusieurs secondes, c'est la charge statique accumulée sur la surface du verre qui se dissipe.

La durée de vie du phosphore : les CRT ont une durée de vie finie. Le phosphore se dégrade progressivement avec l'usage — la luminosité baisse, les couleurs perdent en vivacité, les noirs se voilent. Un tube en bon état offre typiquement entre 15 000 et 30 000 heures d'utilisation avant de montrer des signes de fatigue. C'est long, mais pas éternel — et c'est une donnée à garder en tête quand on acquiert un CRT d'occasion dont on ignore l'historique.

Conclusion

Le CRT n'est pas un objet nostalgique qu'on ressort par caprice. C'est un outil d'affichage dont les propriétés physiques — la cathodoluminescence du phosphore, l'absence de grille de pixels fixe, le balayage séquentiel, la persistance contrôlée — ont directement influencé la manière dont les jeux rétro ont été conçus et pensés visuellement. Mieux : les développeurs de l'époque ont exploité ces propriétés comme de véritables outils créatifs, du dithering qui fusionne sur le spot au pixel art pensé pour les scanlines.

Comprendre comment il fonctionne, même dans les grandes lignes, c'est comprendre pourquoi une SNES branchée en Péritel sur un bon Trinitron donne un résultat qu'aucun filtre logiciel ne reproduit parfaitement. Ce n'est pas de la magie, et ce n'est pas de la nostalgie. C'est de la physique.

Et c'est peut-être là que réside tout l'intérêt : un CRT ne simule rien. Son rendu fait partie de sa conception.

Notes techniques

¹ Cette tension est produite par un transformateur spécialisé appelé flyback. C'est aussi cette tension qui rend les CRT dangereux à manipuler — elle persiste même après extinction. Voir la section « Ce qu'il faut savoir avant d'ouvrir un CRT ».

² Le phosphore utilisé dans les CRT est un matériau luminescent (à base de sulfure de zinc, notamment), à ne pas confondre avec le phosphore en tant qu'élément chimique (P). Les deux partagent la même étymologie grecque — porteur de lumière — mais n'ont aucun rapport. Le processus précis est le suivant : les électrons du faisceau transfèrent leur énergie cinétique aux électrons orbitaux du phosphore, qui passent à un niveau d'énergie supérieur (état excité). En retombant à leur état fondamental, ils émettent des photons — c'est la cathodoluminescence. Les phosphores utilisés dans les TV couleur sont désignés sous le nom P22 : P22R (rouge, oxysulfure d'yttrium dopé europium), P22G (vert, sulfure de zinc dopé cuivre) et P22B (bleu, sulfure de zinc dopé argent).

³ Un revêtement d'aluminium à l'intérieur du tube et une couche conductrice (appelée Aquadag) le long des parois forment le chemin de retour des électrons vers le circuit. Ce revêtement sert également de réflecteur pour renvoyer la lumière du phosphore vers l'avant de l'écran.

⁴ Le facteur limitant côté électronique est la bande passante de l'amplificateur vidéo — le circuit qui module l'intensité du faisceau en temps réel pendant le balayage. Si ce circuit ne peut pas changer l'intensité assez vite, les transitions rapides entre clair et foncé sont lissées, et le détail se perd. Les téléviseurs grand public ont une bande passante modeste, suffisante pour un signal TV standard. Les moniteurs professionnels (PVM/BVM) disposent d'une bande passante bien plus large, ce qui contribue directement à leur TVL supérieure.

⁵ Quand le faisceau atteint le bas de l'écran, il doit revenir en haut pour tracer la trame suivante. Ce retour prend du temps — quelques lignes du signal sont « perdues » pendant ce trajet, et ne produisent aucune image visible. C'est ce qu'on appelle l'intervalle de suppression verticale (vertical blanking interval ou VBI). Sur les 262 lignes d'une trame NTSC, environ 22 sont consacrées à ce retour, ce qui laisse 240 lignes visibles.

⁶ Le transformateur, les bobines de déflexion et les condensateurs du châssis sont dimensionnés pour résonner à une fréquence précise. On ne peut pas forcer un châssis 15 kHz à fonctionner en 31 kHz — au mieux rien ne s'affiche, au pire on grille l'électronique. Le tube lui-même est souvent capable de travailler à différentes fréquences — c'est le châssis qui impose la limite.

Sources

Sources des illustrations