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Le tactile, troisième génération des interfaces utilisateurs

La rédaction
L'informatique connaît une véritable révolution avec la mise au point des interfaces tactiles. Elles simplifient l'interaction de l'homme avec la machine, tandis que l'évolution rapide des différentes technologies mises en oeuvre ouvre la voie à de nouvelles applications où les objets eux-mêmes pourront dialoguer facilement avec l'utilisateur.

La révolution du tactile a commencé. Rupture majeure, elle s'inscrit toutefois dans la continuité de l'évolution des interfaces homme-machine. Depuis la création des ordinateurs, les moyens d'interagir avec eux n'ont en effet cessé d'évoluer, en parallèle de la complexification de notre environnement numérique. Dans les années soixante et soixante-dix, les interfaces à commande en ligne (CLI) dominaient. À partir des années quatre-vingt, la généralisation de l'écran et du clavier a conduit à l'essor des interfaces graphiques (GUI) personnifiées par la souris. Désormais, nous entrons dans l'ère des interfaces naturelles (NUI) vers toujours plus de facilité d'usage, de fluidité et de performance.

L'introduction du geste marque toutefois une évolution radicale (Fig. 1). Il permet en effet un dialogue avec la machine plus direct, plus intuitif et plus accessible. Il offre en outre la possibilité de médiatiser le travail collaboratif à travers des interfaces réellement multi-utilisateurs.

1. HISTORIQUE : 60 ans d'expérience

Aujourd'hui monnaie courante dans notre vie quotidienne, les technologies tactiles progressent rapidement en termes d'économie, de robustesse et d'ergonomie. Un travail de longue haleine, puisqu'elles sont nées il y a plus de 60 ans.

En 1953, le physicien canadien Hugh Le Caine invente un système de capteurs capacitifs sensibles à la pression des doigts pour contrôler le timbre et le volume d'un synthétiseur électronique. Dix-huit ans plus tard, Sam Hurst, de l'Oak Ridge National Laboratory, réalise le premier écran tactile résistif pour la saisie de coordonnées de graphiques sur ordinateur. Dès 1972, le tactile gagne en visibilité avec le Plato IV (Programmed Logic for Automated Teaching Operations) distribué par IBM. Imaginé à la fin des années soixante par des chercheurs de l'université de l'Illinois, c'est le premier écran tactile à infrarouge avec une surface de 16 x 16 zones sensitives. D'abord utilisé pour permettre aux étudiants de répondre à des questionnaires directement en touchant l'écran d'un ordinateur, le système ne reconnaissait qu'un seul point de contact.

En 1982, Nimish Mehta, chercheur à l'université de Toronto (Canada), crée le premier système « multi-touch », c'est-à-dire capable de reconnaître au moins trois points de contacts simultanément. C'est un simple touchpad. En 1983, le HP-150 est le premier ordinateur commercialisé muni d'un écran tactile uni-point (écran CRT Sony de 9 pouces). Et en 1984, les laboratoires Bell Labs sortent le premier écran CRT multi-touch avec un dispositif tactile couplé à un dispositif d'affichage. En 1986, l'université de Toronto met au point le premier système contrôlé par les deux mains : l'une effectue les tâches de disposition et de mise à l'échelle, l'autre se charge de la sélection et de la navigation.

Ces interfaces tactiles servent d'abord dans l'industrie lourde, pour des bornes interactives dans les musées, des distributeurs automatiques, ou encore pour l'instrumentation médicale. C'est à partir des années quatre-vingt-dix qu'elles se perfectionnent et se diffusent massivement, en parallèle de l'évolution des technologies d'écrans. En 1991, Bill Buxton apporte la technologie bidirectionnelle qui intègre le pointage tactile et l'affichage (écran LCD pouvant recevoir les touchers des utilisateurs). En 1997, Palm Pilot, le premier PDA fait son apparition, suivi de près par le Newton d'Apple sorti en 1998. Ces agendas électroniques sont un premier pas vers le tactile pour tous.

En 2001, Mitsubishi Research Labs propose le Diamond Touch, un écran capable d'interpréter une suite de touchers comme un seul geste complexe. En 2003, le premier écran multi-utilisateur naît à l'université de Toronto. Enfin en 2005, Jefferson Han de l'université de New-York invente la technologie FTIR (Frustrated Total Internal Reflection) pour interpréter les événements tactiles. Elle permet de mettre au point un mur tactile à très bas coût, le Magic Wall, popularisé par CNN en 2008 lors de la couverture des élections présidentielles aux États-Unis.

C'est en 2007 qu'Apple annonce l'iPhone, doté d'un écran tactile multi-touch accompagné d'une interface graphique ergonomique révolutionnaire. Très rapidement, l'iPhone démocratise l'utilisation du tactile. Peu après, Microsoft dévoile Surface, une table interactive multipoint. En 2009, ThinSight est le premier écran LCD doté de capteurs optiques sur toute sa surface ; dans un même temps, on voit apparaître des trackpads multi-touch sur les Macbooks.

Aujourd'hui, les écrans tactiles multi-touch sont devenus matures et abordables. Pourtant de multiples approches technologiques restent en lice.

2. TECHNOLOGIES : Deux grandes familles : optiques et électriques

Parmi les technologies électriques, on distingue la technologie résistive et la technologie capacitive projetée. Dans la première, un champ électrique est maintenu entre une plaque de verre et une membrane plastique flexible, surfaces rendues conductrices par un revêtement de fils d'oxyde métallique et maintenues séparées par de minuscules patins isolants. La pression exercée par le doigt crée un contact entre le film et le verre, perturbant le champ électrique. (Fig. 2) Cette variation est retransmise et traitée par l'algorithme de calcul intégré dans l'appareil. Cette technologie précise a l'avantage de fonctionner quel que soit le type de pointeur utilisé et n'est pas perturbée par la présence de poussière ou d'eau à la surface de l'écran. Cependant, l'ensemble des couches tactiles absorbe environ 15 à 20 % de la luminosité de l'écran. De plus, la simple plaque de verre ne résiste pas aux chocs. Conséquence : le système ne fonctionne plus en cas de fissures. Ce type d'écran est plutôt dédié aux PDA, smartphones, navigateurs GPS ou consoles de jeux.

Dans la technologie[…]

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