Capstan: Du guindeau de navire au transport de bande

Sur un navire, un capstan est un poteau rotatif autour duquel une corde ou un câble est enroulé. Les marins enroulent un hauban plusieurs fois autour de celui-ci, puis tournent le tambour pour créer un avantage mécanique; le frottement entre la corde et le cylindre fait le gros du travail. Le même principe régit l'appareil depuis des siècles, des versions manuelles à manivelle aux équipements motorisés embarqués.

Dans l'enregistrement et la lecture de bandes, le capstan effectue la même opération d'enroulement et de frottement, mais avec des tolérances microscopiques et une vitesse constante. Un arbre cylindrique, généralement de moins d'un centimètre de diamètre, tourne à des révolutions par minute précisément contrôlées, généralement 1,875 ou 3,75 pouces par seconde pour les magnétophones à bobines. La bande d'enregistrement s'enroule partiellement autour de cette surface tournante et est maintenue contre elle par un rouleau presseur en caoutchouc ou en feutre appelé galet presseur. Au fur et à mesure que le capstan tourne, il entraîne la bande magnétique vers l'avant à travers les têtes de lecture à la vitesse exacte requise pour récupérer le signal enregistré.

La stabilité de la vitesse du capstan détermine directement la fidélité audio. Tout vacillement, vibration ou variation de rotation produit du « flutter » et du « wow », des décalages de fréquence audibles qui dégradent la qualité sonore. Les premiers magnétophones utilisaient de simples capstans avec des entraînements par courroie à partir de moteurs uniques; les machines ultérieures ont ajouté des régulateurs, des freins magnétiques à courants de Foucault et des oscillateurs à quartz pour maintenir la vitesse à une tolérance de 0,3 % ou mieux. Les magnétoscopes, qui exigeaient une précision encore plus grande, utilisaient des capstans asservis qui détectaient électroniquement la vitesse de la bande et ajustaient la tension du moteur en temps réel.

Le nom est passé du maritime à l'électronique sans changement car l'action mécanique est identique: un cylindre rotatif tire un matériau flexible devant un point fixe par le seul frottement. Ce qui diffère, c'est l'échelle, la vitesse et le contrôle plutôt que le principe. Le capstan reste l'un des rares mécanismes industriels dont la forme et la fonction sont restées pratiquement inchangées au cours de quatre siècles et de multiples technologies.