SÉCAM

Les trois systèmes de télévision couleurs historiques successifs (NTSC, SECAM et PAL) ont été conçus pour être compatibles avec les normes de télédiffusion en noir-et-blanc antérieures, pour des motifs de compatibilité d'équipements. Ainsi, un téléviseur adapté à la réception en noir-et-blanc doit pouvoir restituer les émissions émises exploitant des signaux couleurs et un téléviseur couleurs doit permettre de restituer des émissions diffusées en noir-et-blanc. Les informations supplémentaires spécifiques à la couleur sont donc ajoutées ou combinées avec les signaux en noir-et-blanc.

Le signal noir-et-blanc ou luminance (Y) constitue la première information vidéo à exploiter (première composante du vecteur). Il reste donc au moins deux informations (deux composantes) dites de chrominance, à transmettre. Il a été choisi de transmettre U = constante × (R – Y) et V = constante × (B – Y), car l’information de couleur verte G est celle qui est la plus proche de la luminance Y. Le SECAM se distingue des autres normes sur ce point par une autre formule de transmission.
Nota : R = Red (rouge), G = Green (vert), B = Blue (bleu).

Pour les nouvelles chaînes apparues par la suite ainsi que celles transcodées en Sécam sur le câble analogique, l'autorité de régulation ou le CSA n'a jamais imposé les deux signaux ; les opérateurs sont alors uniquement contraints d’exploiter l’identification Ligne ; ils restent libres de diffuser l’autre signal simultanément ou pas.

• Canal+ est la première chaîne qui retransmet uniquement l’identification ligne en 1984 lors de ses émissions cryptées :
• La Cinq exploite simultanément les deux signaux jusqu’à sa faillite en 1992.
• TV6 (France) dès mars 1986 exploite simultanément les deux signaux jusqu’à son arrêt en 1987.
• M6 exploite simultanément les deux signaux du 1er mars 1987 jusqu’en 2001, exceptés les décrochages locaux qui conservent les deux modes.
• La 5^e renommée ensuite France 5 exploite simultanément les deux signaux jusqu’en 1998 pour développer le télétexte et le PDC.
• Arte France qui partage le temps d’antenne et les canaux de la 5^e) exploite simultanément les deux signaux jusqu'en 1998.
• TF1 abandonne la double identification dès l’automne 2005.
• France 2 abandonne la double identification dès l’automne 2005.
• France 3 supprime l'identification trame en avril 2007, sur son signal national.
• Les chaines de TV locales, diffusant encore en hertzien analogique, diffusent en SECAM, uniquement avec les salves d'identification ligne.
• Télé Monte-Carlo / TMC disponible en analogique Sécam sur le satellite Télécom 2 depuis 1992, ne retransmet que l’identification Ligne.

Durant les années 1980 et 1990, le problème d'identification ligne se pose avec les téléviseurs fabriqués avant 1980 encore en fonction, lesquels restituent une image noir et blanc en recevant un signal couleur modulé en Sécam. Les téléviseurs sortis après le 31 décembre 1979 dotés d'une prise Péritélévision conforme, n’ont pas subi ce problème d’identification couleur. Pour résoudre l'incompatibilité des téléviseurs affectés par le problème, le fabricant français CGV produit un boitier adaptateur, dont une version tout spécialement adaptée aux abonnés Canal+. Cet appareil régénère l'identification TRAME, à partir des signaux d'identification ligne, ce qui permet de restituer les émissions analogiques de Canal+ en couleur sur les téléviseurs anciens. Cependant, certains téléviseurs sortis avant 1979, équipés notamment du circuit intégré TCA 640, sont compatibles avec l'identification ligne. De nos jours, les réseaux câblés Français, distribuant, encore, de l'analogique, en SECAM L/L', utilisent uniquement l'identification ligne. De même, les engregistrements vidéo (exemple : avec un magnétoscope VHS Sécam) accusent le même problème dès lors que l'émission enregistrée n'est pas identifiée conformément à ce qu'attend le téléviseur.

• 1954 : Début du développement des brevets Sécam par les laboratoires d'Henri de France.
• 1956 : Dépôt du brevet Sécam par Henri de France.
• 1962 : Premiers tests auprès des autorités françaises par les laboratoires d'Henri de France.
• 1963 : Lancement de la deuxième chaîne nationale française RTF à la norme L (625 lignes), en noir et blanc.
• 1964 : Début des tests du Sécam sur un émetteur de la Deuxième chaîne de l'ORTF.
• 1966 : Choix officiel du standard couleur Sécam par l'ORTF.
• 1967 : Lancement officiel des émissions en couleur Sécam, dès le 1er octobre sur la Deuxième chaîne de l'ORTF.
• 1972 : Le 31 décembre 1972, début des émissions de la Troisième chaîne couleur de l'ORTF directement proposée en couleur.
• 1975 : Exploitation du réseau UHF couleur à la norme L Sécam, en décembre 1975 pour TF1.

Toutefois pour la première chaîne, il faut attendre jusqu’en 1980 pour que soit exploité le Sécam dans l’ensemble du pays. Le réseau d’émetteurs en noir et blanc et « haute définition » 819 lignes n’a pas été adapté à la couleurs, pour des motifs de coûts industriels et d’occupation du signal modulé (bande passante des signaux). En parallèle au Sécam diffusé en UHF, TF1 continue toutefois à diffuser son programme en noir et blanc 819 lignes sur le réseau VHF jusqu’en juillet 1983, soit quelques mois à peine avant l'annonce de l’arrivée de Canal+ qui reprend au passage, la plupart des fréquences VHF du tout premier réseau national historique, devenu inutile pour TF1.

• 1977 : Début de diffusion de pages Télétexte Antiope retransmises de manière invisible, dans l'espace de synchronisation di signal vidéo. Pour être visualisées, ces pages Télétexte nécessitent un décodeur Télétexte externe ou intégré au téléviseur ou encore intégré au magnétoscope.
• 1980 : TF1 couvre désormais toute la France en couleur.
• 1983 : l'ancien réseau historique de la première chaîne 819 lignes en noir et blanc est abandonné puis les canaux sont exploités un an plus tard en Sécam identification ligne, par Canal+.
• 1994 : Son NICAM. La norme L (avec Sécam) est la dernière à pouvoir exploiter un son stéréophonique. Alors que les normes américaines et européennes ont pu ajouter la stéréo dès les années 1960 puis les effets Surround à compter du milieu des années 1980, le Sécam doit attendre l’introduction du procédé audio numérique NICAM à partir de 1994. Son extension à l’ensemble des émetteurs français se poursuit jusqu’en 1999.
• 1999 : Tous les émetteurs français exploitent la stéréo NICAM.
• 2011 : Arrêt de l'exploitation de la norme L / Sécam en télédiffusion hertzienne terrestre. Le Sécam est définitivement abandonné le 29 novembre 2011 en télédiffusion hertzienne terrestre ; la région Languedoc Roussillon est la dernière région Française à passer au tout numérique. Sur le satellite Atlantic Bird 3, la diffusion en Sécam de France 5, Arte et M6 est supprimée le même jour puis TF1 cesse sa diffusion dans ce standard, sur le même satellite, le 13 décembre 2011, suivi de la chaîne Canal+.
• 2012 : Arrêt le 1^er janvier 2012, des retransmissions en Sécam sur Atlantic Bird 3 (TF1 et France 2 ont été remplacés par une boucle vidéo promotionnelle en PAL pour FRANSAT, jusqu'en février 2012). Le standard Sécam survit encore quelques années dans les foyers français grâce aux magnétoscopes analogiques VHS ainsi que sur le continent africain. De fait, les normes numériques deviennent les formats les plus employés par le plus grand nombre de pays au monde.
• 2015 : La norme L/L' et la couleur Sécam, disparaissent définitivement des réseaux cablés français, du fait de l'arrêt total de la diffusion analogique sur ces réseaux.

Le SECAM a bien corrigé tous les gros défauts du NTSC, et le PAL a été créé à partir du SECAM comme une norme intermédiaire, reprenant l’essentiel des améliorations du SECAM, notamment :

• la séparation séquentielle des composantes de chrominance grâce à l’invention et l’utilisation par Henri de France de la ligne à retard de 64 µs pour permettre la mémorisation des informations de chrominance d’une ligne à l’autre
• la modulation de la sous-porteuse de couleur unique (deux porteuses en NTSC, l’une bavant sur l’autre suivant les conditions de transmissions et les distances !), en fréquence pour le SECAM (meilleure stabilité et donc qualité), en amplitude pour le PAL et le NTSC. En fait, dans la 3^e version du SECAM, on utilise successivement deux sous-porteuses à 4,406 25 MHz et 4,25 MHz[2]
• l’utilisation d’une bande élargie pour le signal de chrominance grâce à la sous-porteuse unique en SECAM (idée conservée en PAL) par rapport aux faibles bandes des deux sous-porteuses NTSC
• le modèle colorimétrique (pour le signal démodulé) YUV corrigé en fonction de la sensibilité relative plus faible du bleu par rapport au rouge et donc converti en <Y, Dr, Db> avec une bande passante nécessaire plus faible pour le signal de chrominance quand il transporte le delta bleu (ce modèle colorimétrique a été repris aussi dans le PAL)
• la distinction des lignes paires et impaires (pour distinguer les lignes émises en <Y, Dr> des lignes émises en <Y, Db> par des fréquences de sous-porteuse distinctes, celle du bleu étant légèrement plus faible et ayant donc une modulation en fréquence sur une largeur de bande plus faible, ce qui aurait permis de coder une bande son améliorée (la stéréo par exemple) ou des données numériques (télétexte, sous-titrage, signaux horaires, téléservices…) dans les lignes libres : idée nouvelle non conservée dans le PAL qui utilise une fréquence de sous-porteuse unique pour les lignes paires ou impaires, mais signale les trames couleur modulées en amplitude sans quadrature par une « salve initiale » comprenant une ligne déphasée de + ou - 45° (suivant la parité de la trame) par rapport à la position de déphasage alternée à 0 ou 180° (ce qui est un système spécifique PAL incompatible avec ses prédécesseurs SECAM et avant lui NTSC, mais n’apporte pas d’amélioration qualitative).
• Toutefois, le SECAM a ensuite évolué en tenant compte des remarques des constructeurs du système PAL : l’alternance des fréquences de sous-porteuses pour les lignes paires et impaires a été rendue optionnelle, permettant l’utilisation d’une fréquence de sous-porteuse unique (en conservant toutefois sa modulation en fréquence et non en amplitude comme en PAL) : c’est l’objet de la variante L' du SECAM par rapport à la variante L initiale. [La phrase précédente est complètement fausse. Il y a toujours deux fréquences de sous-porteuses de chrominance en SECAM, et cela n’a aucun rapport avec les normes L et L' qui concernent l’écart entre la sous-porteuse son et la sous-porteuse image]. L’identification des trames devient alors obligatoire (faute de quoi les lignes <Y, Dr> et <Y, Db> seraient permutées ce qui aurait eu pour effet de permuter le rouge et le bleu). Cette identification pouvant se faire soit en début de trame sur les salves des premières lignes, ou en début de chaque ligne pour en indiquer la nature. L’identification a été l’objet d’incompatibilités, et c’est pourquoi les deux systèmes d’identification ont été employés simultanément, ce qui a « mangé » la bande passante restante et empêché son utilisation pour le son stéréo (apparu bien plus vite en PAL et en NTSC, les deux systèmes n’ayant pas à coexister simultanément).

On pourrait dire toutefois que le PAL a légèrement amélioré la qualité de couleur pour la composante bleue, en ne réduisant pas sa bande passante, comme en SECAM, et simplifié la conception en évitant la double syntonisation sur les deux fréquences de sous-porteuse. Toutefois, en faisant cette opération, si le modèle colorimétrique a été simplifié en <Y, Pr, Pb> avec un traitement égal pour le delta rouge et le delta bleu, le peu qui a été gagné a été perdu par le retour à la modulation d’amplitude comme en NTSC, avec donc une plus forte sensibilité aux perturbations et parasites lors de la transmission, et donc plus d’aberrations chromatiques.

Bref, le SECAM a bien été une invention techniquement meilleure, seulement un peu trop en avance par rapport à l’époque, et pas suffisamment appuyée par les industriels ni par une volonté politique (déblocage des programmes TV encore trop contrôlés par le gouvernement). De plus, il n’a malheureusement pas dopé assez vite le marché français pour accélérer l’adoption de la couleur, qui a été relativement longue en France (de 1967 à 1983), ce qui a considérablement freiné l’achat des récepteurs couleurs en France (malgré la colorisation très précoce de la deuxième chaîne nationale de l'ORTF).

Le SECAM a en fait plus souffert du cadre réglementaire français qui a imposé aux chaînes des émissions avec deux systèmes simultanés d’identification des trames, et trop longtemps aussi du manque de liberté de programmation en France avec une ouverture très tardive à la concurrence (problème encore plus critique en Europe de l’Est, Albanie et Grèce où le SECAM avait aussi été adopté dans des pays encore politiquement non démocratisés, de même qu’en Afrique pour cause d’absence de moyens de production suffisants). De fait, c’est le PAL (et ses variantes) qui a le plus gagné comme norme de production commune en raison de sa plus grande proximité à la fois du NTSC et du SECAM en tant que norme intermédiaire combinant la compatibilité avec le NTSC et en partie la qualité colorimétrique supérieure du SECAM.

Le choix politique d’une partie des normes de télévision en France revient à François Mitterrand (secrétaire d’État) ainsi qu’à Charles de Gaulle. Pour des motifs d’une part strictement de protection des frontières françaises face à la réelle « influence » et concurrence qui existaient déjà alors en radio (anglo-saxonne et pro américaine) durant la Guerre froide, mais aussi pour le rayonnement de la maîtrise technologique française. Le pouvoir a également préconisé l’adoption par les autres pays de cette technologie innovante puisque théoriquement meilleure que ses deux concurrentes (allemande PAL et surtout américaine NTSC). Le Général de Gaulle a alors réussi à convaincre l’URSS et ses alliés ainsi que tous les pays sous influence française (à l’exception notable du Canada francophone) d’adopter le SECAM.

Le SECAM aurait pu réussir à supplanter le NTSC par exemple en Chine et au Japon, si la France n’avait pas été aussi protectionniste en taxant fortement les téléviseurs asiatiques importés (on se souvient encore en Asie de l’affaire des téléviseurs et magnétoscopes asiatiques bloqués en douane à Poitiers). Empêchés de produire en grand volume des appareils compatibles SECAM, l’Asie a sans problème produit à bas prix des appareils PAL et NTSC, et les équipements de réception PAL ont même réussi leur percée aux États-Unis et au Japon (sauf pour la diffusion hertzienne, devenue assez marginale en raison de sa piètre qualité qui a été moteur de la percée des réseaux câblés dans ces pays, dont les abonnés se sont équipés de matériels bi-standards supportant la modulation PAL des réseaux câblés, dans sa variante M à 525 lignes à 60 Hz, pour pleinement profiter de la couleur améliorée, mais aussi du son stéréophonique bien meilleur en PAL qu’en NTSC, et du télétexte codable aussi dans la bande passante restante).

La tentative de remplacement du SECAM par la norme D2MAC (modulation vidéo par « paquets » associée à un son numérique déjà exploitée par satellite et sur le câble) a été vite abandonnée avec l’émergence de la numérisation vidéo (qui deviendra le MPEG) dès 1993.

Le NTSC sera la première norme couleur à disparaître, tant son utilisation a été abandonnée et critiquée, au profit des réseaux câblés. La conversion totale de la télévision hertzienne de NTSC en PAL n’est plus aujourd’hui d’actualité, car les trois systèmes seront remplacés par la télévision numérique terrestre (DVB-T). Le SECAM doit normalement mourir en même temps que le PAL, toutefois, il est probable que le PAL survivra plus longtemps en raison de sa compatibilité mondiale avec pratiquement tous les équipements vidéos. Il restera parfois la modulation locale pour les autres appareils et il est probable que celle-ci sera partout en PAL (ou PAL-M aux États-Unis pour sa version 60 Hz), voire aussi de plus en plus en YUV en analogique sans modulation, ou en numérique direct (par une connexion vidéo DVI avec un port son numérique, ou un port HDMI combinant les deux) cette dernière possibilité permettant l’exploitation des protections DRM.

Les détracteurs du SECAM ont tourné en dérision ses initiales, les mettant en rapport avec les difficultés de diffusion de cette norme, à travers un ensemble de rétroacronymes tel que « Surtout Éviter la Compatibilité Avec le Monde » ou encore « Système Élégant Contre les AMéricains ». Le NTSC donne lieu à une boutade du même genre et où l'acronyme signifie Never Twice The Same Color (jamais la même couleur deux fois de suite).

De nos jours certains récepteurs DVB (Sat/Antenne/câble), ont une sortie vidéo composite CVBS, sur cinch ou broche 19 de la Péritel, qui permet au convertisseur Numérique analogique (DAC), de sortir un signal couleur PAL 4,43 Européen 625 lignes 50 Hz (composite ou séparé Y/C), éventuellement, un signal CVBS SECAM (identification ligne uniquement), un signal NTSC 3,58, un signal PAL-M (525 lignes, 60 Hz) et un PAL-N (625 lignes 50 Hz)

Le grand public étant plus habitué à parler en définition du type 720*576 qu'en termes de bande passante de 3,6 MHz pour du 625 lignes, ou qu'en termes de qualité type 500 lignes, il est possible de définir une équivalence en définition de Y, Db et Dr.

Les trois systèmes commencent par transformer le signal RVB où le R, le V et le B sont analysés en 576 lignes (488 en NTSC et PAL 60) en disons YUV ici pour simplifier la comparaison.

En SECAM, le Y reste sur 576 lignes. Le U et le V sont ramenés à 288 lignes où le U provient des lignes paires et le V des lignes impaires (en fait ça change à chaque demi image).

Le Y est modulable en amplitude sur 6 MHz dans un canal 7 MHz en France, pour rester compatible avec les téléviseurs à la norme L (norme noir et blanc 625 lignes).

Le U et le V sont modulés en fréquence sur ce même canal de manière alternative à respectivement 4,406 25 MHz et 4,25 MHz.

Néanmoins, très vite, la porteuse Y est bridée à l’émission par TDF à 3,6 MHz pour ne pas interférer avec les sous porteuses couleurs. Ceci rendant inutiles les filtres cloches évolués qui auraient permis de déboucher la porteuse dans son intégralité (7 MHz ⇒ 700 points environ) dans les récepteurs SECAM, les téléviseurs n’en seront jamais équipés.

La durée d’une ligne est de 64 µs dont 52 µs de signal utile. Dès lors le SECAM est bridé à :

• Y = 3 600 000/25/625*(52/64)*2 ⇒ 374 valeurs discrètes Y par ligne.

U et V sont modulés en fréquence 1 ligne sur 2 respectivement à 4,40625/2 MHz et 4,25/2 MHz. On a donc :

• U = (4 406 250/2) /25/625*(52/64)*2 ⇒ 229 valeurs discrètes U pour deux lignes.
• V = (4 250 000/2) /25/625*(52/64)*2 ⇒ 221 valeurs discrètes V pour deux lignes.

À titre de comparaison en PAL :

• Y = 4 000 000/25/625*(52/64)*2 ⇒ 416 valeurs Y ligne.
• U = V = (2 570 000/2) /25/625*(52/64)*2 ⇒ 133 valeurs U par ligne, 133 valeurs V par ligne.

et en NTSC :

• Y = (3 200 000)/30/525*(52/64)*2 ⇒ 330
• U = V = (1 500 000)/30/525*(52/64)*2 ⇒ 206

• World TV standards(en)

• Les secrets de l’image vidéo, par Philippe Bellaïche, éditions Eyrolles, juillet 2008, (ISBN 2-2121-2284-5)

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