USB-A, USB-B, USB-C : quelles différences entre ces ports réputés universels ?

Qui n’a jamais galéré à brancher une prise USB dans le bon sens, surtout du premier coup ? Qui n’a jamais égaré le seul câble qu’il ne fallait pas perdre ? À mesure que le recours à l’USB est devenu une norme, sa praticité comme ces détails agaçants se sont installés dans notre quotidien. Pour autant, la généralisation de ces prises n'était pas écrite dans le silicium. Il aura fallu des années d'améliorations successives avant de voir émerger les connecteurs que nous connaissons. Petit retour sur l’histoire des ports USB, leurs origines, leurs spécificités et leurs évolutions à venir.

L'adaptateur USB ultime

Retour vers le futur des connectiques

Une seule connectique pour les gouverner toutes

C’est en 1996 que l’USB-A vit le jour, antique relique qui précéda toutes les autres. Avant cela, durant le néolithique technologique, tout ce qui était connectique dépendait d’un chaos de câbles et de prises diverses et variées.

Pire ignominie encore, la majorité des périphériques nécessitait… une prise d’alimentation en courant en plus de celle pour les données ! Les écrans dépendaient ainsi de ces bons vieux branchements VGA. Pour les claviers et souris, il s’agissait plutôt de connexions PS/2. Des ports parallèles et bien d’autres encore foisonnaient pour chaque catégorie d’appareils et type de données. Autant dire que le “cable management” d’aujourd’hui n’a rien à voir avec celui du siècle dernier.

Partant de ce constat, les chercheurs et l’industrie ont souhaité instaurer un standard universel et polyvalent. Cette démarche déboucha sur l’universal serial bus, que tout le monde connaît sous l’acronyme d’USB. L’idée était de proposer un protocole et un matériel standard pour l’ensemble des périphériques, mais surtout de n’utiliser qu’un seul câble pour acheminer à la fois le courant et les données.

Une technologie devenue si banale qu'elle en est presque transparente

Les limites technologiques

Un problème persistait cependant : si les données peuvent aller du périphérique au système principal – par exemple de la souris à l’ordinateur – le courant ne va, lui, que dans un seul sens. Celui de la prise et du câble se devait donc aussi d’être en partie unidirectionnel dans ce tout-en-un. En somme, il y a un sens de branchement spécifique avec une imbrication inversée entre prise mâle et femelle. C’est d’ailleurs ce qui en a agacé plus d’un, surtout dans la pénombre ou sans visuel sur l’arrière d’une tour.

Ce premier USB-A proposait également une vitesse de transfert de données et une charge électrique bien plus faible que nos modèles actuels. Sa version 1.0 affichait une vitesse de 1,5 Mbits/sec pour 100 mA de courant. Une vraie disquette comparée aux Blu-rays à venir.

De son côté, l’USB-B, a vu le jour en même temps que le A. Situé à l’autre extrémité du même câble, il fonctionne à l’inverse de son comparse. Si le A est utilisé pour aller du périphérique vers l’hôte, le B va de l’hôte vers le périphérique. Par exemple, un clavier utilise de l’USB-A pour se connecter à l’ordinateur, sans que le B ne soit visible. L’USB-B se montre peu et peut être observé dans son milieu naturel, notamment sur des imprimantes.

Petite disquette partie trop tôt

La montée en puissance

Dès 1998, la version 1.1 augmente la vitesse de transfert à 12 Mbits/sec. Deux ans plus tard, la version 2.0 fait bondir ce taux de transfert à 480 Mbits/sec, pour une puissance électrique de 500 mA. Les types mini-A, B ou AB arrivent aussi sur le marché puis, plus rien pendant sept ans.

C’est donc en 2007 que les micro-USB – qui équipent la majorité de nos téléphones et tablettes – débarquent, toujours sous la version 2.0 dite à « grande vitesse ». L’année suivante, la spécification 3.0 introduit la « super vitesse » pour tous les connecteurs. Le taux de transfert grimpe drastiquement à 5 Gbits/sec et la puissance électrique à 900 mA !

Ces modèles 3.0 et ultérieurs se généralisent doucement, encore aujourd’hui. Ils sont faciles à reconnaître avec leur couleur bleu flashy recouvrant l'intérieur de la prise, à la place du noir ou de l'argent habituels. Enfin, en 2013, la version 3.1 et sa « Superspeed+ » double les valeurs précédentes pour atteindre 10 Gbits/sec et 1.5 A.

Une charte de tous les types d'USB histoire de ne plus les confondre

Les inconvénients passés et l’avènement de l’USB-C

Un chaos persistant et Apple en cavalier seul

Malgré cela, le problème central avait été déplacé plutôt que résolu. Si l’impulsion d’origine visait un standard simple d’usage, le chaos des anciennes connectiques avait été remplacé par une nouvelle jungle de formats USB. Certes, ils ont eu le mérite de combiner les câbles d’alimentation avec ceux convoyant les données, mais pas beaucoup plus. Il n’y a pas eu d’homogénéisation, pas plus que de modèle universel et unique.

Comme mentionné, même l’USB 3.1 n’est pas encore utilisé partout, bien que disponible depuis 2013. Cette diversité – accentuée par des constructeurs n’utilisant pas les mêmes ports – a généré de la confusion dans les usages et les câbles à avoir. Tout cela sans parler du sens de branchement devenu une source de mèmes perpétuelle.

"Votre prochaine épreuve est de brancher une prise USB du premier coup"

Premier à faire (encore) bande à part, Apple a refusé de se conformer à la norme commune et a équipé ses appareils de prises appelées « lightning », remplaçant depuis 2012 l’ancien connecteur 30 broches, lui aussi propre à la marque.

Malgré une offre d’adaptateurs micro-USB permettant la recharge du téléphone, la fameuse politique d’Apple consistant à favoriser des périphériques et connectiques exclusifs et incompatibles avec tout autre équipement restait de mise.

Une prise absolument pas surchargée...

L’USB-C comme réelle solution universelle

Deux ans après la mise en service de la solution lightning d’Apple, en 2014, l’USB-C voit le jour. Si la quantité de données transmise reste d’abord la même, ce connecteur a l’avantage d’offrir un courant deux fois plus intense (3A) que son prédécesseur, mais, surtout, d’être réversible et donc de pouvoir être branché dans n’importe quel sens (que ce soit celui de la prise ou du câble complet).

Deux dernières avancées, en 2017, puis 2019, ont encore plus poussé cette technologie sur le devant de la scène. D’abord, la version logicielle 3.2 a fait fort avec 20 Gbits/sec de données et 5A de courant, suivie de la version 4.0, augmentant le transfert de données à un maximum de 40 Gbits/sec.

Si l’on résume, l’USB-C est réversible, assez petit pour équiper tous les appareils et assez puissant pour alimenter en courant la grande majorité des machines actuelles. Dans le même temps, il propose un taux de transfert de données parmi les plus élevés pour l’heure. Tous les flux audios, vidéos, de données et électriques peuvent ainsi passer par un seul et même câble, en théorie pour tout simplifier et quel que soit le périphérique.

Économiser en plastiques et en métaux ne sera pas de trop

S’ajoute à cela le fait que des directives européennes viennent de passer en faveur d’un port unique dès fin 2024. La Commission européenne exprimait depuis longtemps cette volonté d’instaurer une solution standardisée, mais aussi non propriétaire. C’est désormais acté et la solution choisie sera l’USB-C.

D’abord boudeur, Apple a finalement annoncé se plier à l’implémentation de ports USB-C sur toutes ses tablettes et téléphones, sans préciser ce qu’il en sera pour le reste du globe. Une plus large adoption de l’USB-C pour tous nos usages semble ainsi se profiler.

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Avantages et inconvénients de l’USB-C

Au-delà des points forts déjà énoncés, l’USB-C présente également d’autres avantages. Une norme standardisée a en effet l’immense intérêt de favoriser l’économie de ressources, qui ne seront pas utilisées dans toute une palette superflue d’alternatives. À une période où les préoccupations écologiques se font plus pressantes, les économies d’échelle évitant le gâchis et la pollution grise sont d’autant plus les bienvenues.

Aller vers un modèle unique facilite également la production de masse, réduisant d’autant plus les coûts et donc les prix. Apple argue du contraire et pointe l’impact écologique et économique du changement pour défendre sa solution propriétaire. Mais la bataille semble perdue pour le géant à la pomme.

L'élégance des courbes, la simplicité de l'usage

Malgré ce tableau très favorable, quelques obstacles se dressent tout de même sur le chemin de cette nouvelle connectique presque parfaite. Tout d’abord, elle reste pour l’instant encore marginale et tarde à monter en puissance. Ensuite, en tant que nouveau standard tentant de tout faire à la fois, il peine à s’imposer dans un écosystème pour l’instant complexe et mêlant de nombreuses normes et protocoles.

Enfin, étant donné que toutes les machines ne disposent pas encore de ports adaptés (et même lorsque c’est le cas), l’USB-C ne peut opérer au maximum de ses capacités et ne correspond pas à tous les usages. Le parc informatique actuel n’est pas optimisé pour tirer parti de son taux maximum de transfert ou de toute sa puissance d’alimentation.

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Un avenir prometteur

Un potentiel encore à exploiter

L’USB-C cumule les qualités : il offre un excellent son, une haute résolution et une grande flexibilité d’usage. Il peut aussi se targuer d’une belle longévité et son obsolescence ne devrait pas survenir de sitôt, ses capacités devant connaître des améliorations notables.

Ce sera notamment le cas du côté des versions logicielles, puisque l’USB 4 et sa puissance équivalente au Thunderbolt d’Intel reste encore peu disponible ; mais cela concernera aussi de nouveaux protocoles de communication visant à optimiser l’efficacité des transferts et la compatibilité logicielle.

Les smartphones les plus récents déjà équipés

Un autre point d’amélioration à venir pourrait graviter autour de l’économie d’énergie. Toujours dans une optique écologique, réduire et affiner la gestion de la consommation électrique des périphériques devrait suivre la généralisation de ce format.

En effet, cette solution autorise une circulation du courant dans les deux sens à une puissance qui a récemment été augmentée à 240 Watts. Elle serait donc en mesure à la fois de permettre aux appareils de s’alimenter mutuellement, mais aussi de se décharger plus lentement, pesant moins sur le réseau. Tout cela sans compter l’optimisation perfectible des charges pour éviter toute déperdition et dissipation en chaleur.

L’évolution de la technologie USB n’en est donc pas à son apogée ni à son crépuscule. Elle parviendra très certainement à harmoniser et simplifier l’interconnectivité numérique. Pour autant, il est aussi possible qu’il se fasse damer le pion et qu’une autre technologie émergente prenne le pas.

Comme aux échecs, les futures technologies USB prévoient déjà leur coup d'avance !

Les alternatives présentes et futures

Il n’est pas dit que l’USB ne disparaisse pas un jour du paysage. Les différentes connexions sans fil, mais aussi le rechargement par induction électromagnétique tendent à remiser les câbles au placard. Les diverses avancées autour de métaux ultrafins, d’une meilleure conductivité ou de batteries pouvant tenir des siècles pourraient également changer les besoins en connectiques.

Si l’on se projette encore plus loin dans le temps, peut-être que, à l’image de systèmes CPL encore limités, tout finira par passer par des courants électriques alternatifs plus performants. Une simple prise d’alimentation suffirait alors. D’autres expériences étudient même la transmission sans fil instantanée de point à point, sorte de wi-fi ne reposant plus sur des ondes et sans déperdition de signal.

Non, ce n'est pas un chauffe-tasse

Bien évidemment, ces nouvelles technologies n’en sont qu’à leurs balbutiements, mais les recherches progressent à grands pas. Si l’USB a encore quelques années devant lui, voire quelques décennies, l’avenir pourrait être réservé au sans-fil.

Or, niveau praticité, avantage écologique et économie de matériaux, ce dernier l’emporte forcément. Du moins, il le fera s’il ne consomme pas davantage de terres rares ou de métaux précieux, de moins en moins disponibles.

Le souci de compatibilité des câbles, des ports, des versions logicielles, des adaptateurs ou des solutions propriétaires n’aurait dès lors plus cours. Le fameux "cable management" – et les tiroirs remplis de ces prises dont on a oublié l’utilité – pourrait bien lui aussi disparaître. Impossible pour l’heure de prédire avec exactitude quelle norme l’emportera.

Co-écrit avec Yan Gamard