Comment fonctionnent vraiment les AirPods ? (vidéo)

Si vous êtes en possession d’une paire d’AirPods, vous les logez probablement dans vos oreilles par réflexe, sans forcément porter à ce qu’ils sont réellement : des petits bijoux à la pointe technologie. Mais vous êtes vous déjà posé cette question : que se passe-t-il à l’intérieur et comment fonctionnent-ils ? Plus petits qu’un doigt, ils embarquent des composants qui nous auraient paru complètement surréalistes il y a à peine 10 ans.

Heureusement, la chaîne YouTube Real Engineering, spécialiste de ce genre de question, s’est penché sur le sujet. En disséquant une paire d’AirPods Pro 2 grâce à un scanner 3D à rayons X, le vidéaste s’est plongé au plus profond de ces écouteurs sans fils pour en dévoiler toute leur intimité. S’ils sont bluffants à utiliser (voir notre article complet les concernant), leurs entrailles le sont tout autant à admirer et à comprendre.

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L’art de miniaturiser sans compromis

Premier aspect que l’on abordera, l’un des plus frappants selon nous, c’est la batterie. Invisible de l’extérieur, elle se cache derrière le haut-parleur et ne pèse que… trois petits grammes. Cette minuscule cellule cylindrique de 182 mWh suffit pourtant à offrir jusqu’à six heures d’autonomie par écouteur, « soit environ 2 % de la capacité d’un iPhone », rappelle le vidéaste.

Comment a fait Apple pour garantir une telle autonomie dans un si petit gabarit ? La clé, c’est sa structure : elle est construite comme un rouleau de papier (« un parchemin roulé », selon les termes de la vidéo), avec des couches superposées (cathode, anode, électrolyte). Ce roulage extrêmement serré maximise ainsi l’espace disponible, et donc la densité énergétique, permettant d’emmagasiner un maximum d’ions lithium dans un petit volume.

C’est d’ailleurs un excellent moyen de distinguer un vrai AirPod d’une copie (illégale, rappelons-le) : dans les contrefaçons, le cœur de la batterie est moins serré, avec des électrodes mal superposées. En résultent moins de matériau actif disponible, une densité énergétique réduite et une résistance interne plus élevée. Les écouteurs perdent donc plus de chaleur et tendent à s’user beaucoup plus vite que les originaux d’Apple.

Les couches internes de la batterie sont d’ailleurs assez fragiles (changements de températures, chocs, etc.). L’électrolyte cesse alors de faire contact avec certaines zones des électrodes, créant de véritables « zones mortes » incapables de conduire les ions lithium. Avec le temps, ces zones s’accumulent et expliquent pourquoi une batterie qui offrait six heures d’écoute lorsqu’elle était neuve peut tomber à deux ou trois heures après un an d’usage intensif.

Derrière la batterie se trouve l’autre centre nerveux, des AirPods : la puce Bluetooth. Là encore, la vidéo rappelle que ce protocole, inventé dans les années 1990, n’aurait jamais percé sans le principe du frequency hopping, ou « saut de fréquence ». Plutôt que de rester bloqués sur une onde saturée par le Wi-Fi ou d’autres appareils, les AirPods changent en permanence de canal dans la bande des 2,4 GHz. Pour assurer une réception optimale, Apple a déplacé l’antenne dans la tige, à l’écart de la tête qui bloque une partie des ondes.

Le métal de l’antenne est gravé au laser sur un cylindre plastique, puis recouvert de cuivre et d’or pour résister à la corrosion : un travail d’orfèvre !

Comment vos AirPods transforment le bruit en silence

Vous n’êtes pas sans savoir que les AirPods Pro 2 sont dotés de la réduction de bruit active, une fonctionnalité qui vous permet de les utiliser dans (presque) toutes les circonstances. Pour maximiser son efficacité, Apple a décidé d’intégrer trois microphones.

Le premier est placé à l’extrémité de la tige : il capte votre voix, mais aussi le bruit ambiant. Le second, légèrement décalé, reçoit le même son avec quelques millionièmes de seconde de retard. Cette différence infime (environ six microsecondes) permet à la puce interne de localiser l’origine du son et de renforcer uniquement votre voix lors d’un appel.

Enfin, le troisième micro est placé juste devant le haut-parleur, à l’intérieur de votre oreille. C’est lui qui rend la réduction de bruit active si performante : il compare en temps réel le son qui sort de l’AirPod avec celui qui parvient réellement à votre oreille, et le système corrige immédiatement le signal pour juguler toute fuite ou parasite.

Ce principe de réduction du bruit est ancien, très ancien même, puisqu’il a été mis au point pour le secteur de l’aviation dans les années 1950. Ce, dans le but que les pilotes d’avions puissent continuer à communiquer avec l’ATC (tour de contrôle) et les autres appareils sans être dérangés par le ronronnement du moteur de leur aéronef. Le procédé, dit feedforward, consistait à placer un micro à l’extérieur du casque, en mesurer le bruit, puis générer ensuite une onde sonore inverse pour le supprimer.

Dans les AirPods, c’est peu ou prou le même principe, mais poussé un cran plus loin : grâce au micro placé dans l’oreille, ils comparent en continu le son qui devrait arriver à votre tympan avec le son qui y arrive réellement. La puce interne corrige alors immédiatement les écarts, comme expliqué précédemment. C’est une boucle fermée, recalculée en temps réel, qui permet d’annuler des sons variables et imprévisibles de la vie quotidienne.

« Alors, la prochaine fois que vous mettrez vos AirPods, rappelez-vous que vous n’écoutez pas seulement de la musique, vous portez une merveille d’ingénierie, minuscule et économe en énergie », conclue Real Engineering. Une merveille, certes, mais pas un miracle : ils sont un concentré du savoir faire d’Apple, qui se paie toutefois au prix fort : la réparabilité et la robustesse. En effet, conçus pour être extrêmement difficiles à restaurer, ils sont assez fragiles, mais restent conçus pour délivrer une expérience presque parfaite pour l’utilisateur. Une fragilité donc parfaitement assumée, puisqu’elle découle directement à l’obsession qu’on connaît de l’entreprise pour l’ergonomie et l’expérience utilisateur.

• Les AirPods Pro 2 intègrent une mini-batterie enroulée et une antenne gravée au laser, condensant un haut niveau d’ingénierie dans quelques grammes.
• Trois micros coopèrent pour isoler la voix et ajuster en direct l’atténuation du bruit, avec un système inspiré de l’aviation.
• Derrière leur simplicité apparente, ils restent des objets très difficiles à réparer, conçus pour offrir une expérience sans accroc, quitte à sacrifier leur longévité.