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Numériser... Comment ça marche ?

Numériser... Comment ça marche ?

Un scanner de documents est un appareil qui transforme une information physique en une informations électrique qui est ensuite elle-même transformée en un fichier informatique.

Le principe du scanner est de lire la surface d'un document et d'y "mesurer" les couleurs et leur intensité ; ces informations sont alors traitées.

Pour lire un document, il faut une source lumineuse, un capteur de lumière et le déplacement du cpateur par rapport au document. Il n'y a alors que deux possibilités proches :

 - Lire par transparence (pour les scanners de diapos et négatifs par exemple).
 - Lire par réflexion (pour les documents).

La troisième possibilité étant de prendre une photo d'ensemble du document comme avec un appareil photo, mais ce n'est pas l'objet de ce document.

Les capteurs de lumière

La performance d'un scanner s'exprime par plusieurs grandeurs telles que la vitesse (en pages/minutes ou ppm, en images/minutes ou ipm) et la résolution (300 points par pouces ou dpi ou encore ppp).

Dans ce dernier cas, un "point" représente un capteur. Ainsi, pour un scanner à 300 dpi, il y a donc 300 capteurs de lumière élémentaires sur 2,54 cm. Si la largeur du capteur permet de numériser un document A4 (21 x 29,7 cm), alors gageons qu'il y a au moins des capteurs sur la largeur de 21 cm soit... 2480 capteurs ! Notons que le standard est de 600 dpi, soit 4960 capteurs au minimum !

Certains scanners sont simple face, d'autres double face. Pour numériser en double face, il suffit de numériser chaque coté du document en même temps.

Pour numériser, il faut donc que la source lumineuse éclaire la surface du document, et qu'un certain nombre de capteurs soient positionnés très près de la source pour lire la surface du document ainsi éclairée.
Chaque capteur reçoit donc une information de couleur et d'intensité lumineuse, et comme les capteurs sont très petits, très proches les uns des autres et qu'ils sont organisés sous forme d'une ligne parfaitement droite, ils restituent un flot d'informations électriques correspondant à ce qui est "vu" à un instant "t".
Sachant que le document avance continuellement devant les capteurs, la totalité du flot d'informations correspond à "l'image électrique" du document.
Un traitement est alors appliqué et cela forme une "photo" du document.

La source de lumière

Il faut une lumière de bonne qualité et constante dans le temps. Ainsi, il existe les sources dites "à cathode froide" ou ccfl et les Leds.

Les CCFL ne sont en fait que de mini tubes fluorescents nécessitant un temps de chauffe pour arriver à une belle lumière bien homogène et dont le fonctionnement fait appel à un élévateur de tension (autrement dit, compliqués, fragiles et onéreux) alors que les Leds sont des composants électroniques qui sont instantannés et ne nécessitent pas d'électronique particulière.

La durée de vie des leds est bien supérieure à celle des CCFL, c'est la raison pour laquelle nous trouvons de plus en plus de scanners équipés de Leds.

Les détecteurs de documents

Pour que le scanner gère les documents qui lui sont fournis, il lui est nécessaire de savoir si un document est présent ou non, et si le document est bien sorti.
Il y a donc pour cela un ou plusieurs détecteurs de présence papier. Ce sont en général des "doigts" plastiques qui se rentrent lorsqu'un document les pousse. Il y a derrière ce doigt un composant électronique qui est actionné.

Voici quelques photos de modules "scanner"

Modules de numérisation d'un scanner double-facesModule de numérisation et galets
Scanner, capteurs et rouleaux d'un scannerModule de numérisation en vue rapprochée
Rouge : 2 modules face à face de part et d'autre du document.
Vert : le capteur de présence papier à droite, à gauche son logement.
Bande blanche = source de lumière
Bande noire = capteurs
Photos : eScan A150 de Plustek

L'étalonnage

Certains scanners nécessitent avant leur première utilisation une procédure dite "d'étalonnage" ou de "calibration".

Cette étape consiste à numériser une feuille spéciale (généralement parfaitement blanche) afin que le scanner enregistre pour chaque capteur le niveau électrique correspondant à la couleur blanche.

Sans cette procédure, les résultats ne seront pas bons, et les documents générés auront du "fond" ou des fausses couleurs.

Les problèmes possibles

Le scanner indique un bourrage papier

Il n'y a pas de document, et pourtant !
C'est un problème de détecteur. Il est fort à parier que le détecteur qui se trouve le plus proche de la sortie du document soit coincé, sale ou cassé.

Les pages numérisées sont noires

Soit la source lumineuse ne s'allume pas, soit le capteur ou l'électronique de traitement sont défectueux.

Des rayures apparaissent en longueur

Il faut vérifier la propreté de la source lumineuse et du capteur. Un chiffon légèrement humide fera l'affaire pour une nettoyage doux. S'il y a des traces de colle, un peu d'alcool aidera le nettoyage.
Il peut aussi y avoir du blanc correcteur resté collé sur la vitre !

Si le capteur est rayé, sa surface étant en verre, il n'est pas possible de d'y remédier.
Les rayures sont occasionnées par des éléments durs et très souvent par les agraphes restées sur les documents.
Il faut toujours enlever les agraphes avant de numériser un document !

Il est aussi possible que la source lumineuse soit défectueuse...
 - Leds : Vérifier qu'il n'y ait pas de points sombres. Toute la ligne doit être bien éclairée.
 - CCFL : Quand la lampe vieillie, il se forme des tâches sombres.

Pour les scanners ayant été utilisés intensivement, il peut y avoir de la poussière de papier entrée dans le capteur lui-même. Il n'y a rien à y faire !

Les documents sont sombres

Vérifier que le source lumineuse est bien lumineuse. ce sont souvent les sources CCFL qui en vieillissant s'assombrissent.

Il y a du fond sur les documents

La page blanche sort gris clair... Il est fort à parier qu'un nouvel étalonnage résoudra le problème.

Comme précédemment, pour les scanners ayant été utilisés intensivement, il peut y avoir de la poussière de papier entrée dans le capteur lui-même. Il n'y a rien à y faire 

Le scanner patine sur la feuille 

Les rouleaux sont sûrement sâles ou usés. En effet, les nombreux documents ont déposé une couche grasse en surface des rouleaux qui perdent alors leur "grip".
Il faut s'armer d'un chiffon imbibé d'alcool à bruler et frotter vigoureusement chaque rouleau. Ensuite, utiliser le coté grattoir d'une éponge sèche et râper le rouleau transversalement dans le but d'y créer de micro-rayures, ce qui lui redonnera du grip.
Souvent, les rouleaux sont démontables et remplaçables.

Le scanner prend toutes les feuilles

En regard des rouleaux d'entrée (appelés rouleaux de prise papier), il y a ce qui s'appelle un tampon dont le but est d'accrocher sur la dernière feuille. Quand ce tampon est usé ou sâle, il glisse trop et laisse partir le tas de feuilles.
Tenter un nettoyage avec de l'alcool à bruler, puis un brossage léger avec le grattoir d'une éponge sêche.
Bien souvent, cette pièce est amovible et peut donc être remplacée.

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