USB Power Delivery est une norme publiée par l'USB Implementers Forum, l'organisme qui définit les spécifications USB. Elle règle une chose précise : la façon dont deux appareils reliés par un câble USB-C se mettent d'accord sur la tension et le courant qui vont circuler entre eux. Sans elle, une prise USB délivre 5 volts et rien d'autre. Avec elle, la même prise peut monter jusqu'à 48 volts et 240 watts. Ce qui suit décrit les paliers de la norme, ses deux plages de puissance et les sigles qu'on lit sur une fiche technique.
Ce que la norme ajoute à l'USB
L'USB d'origine impose sa tension. La prise fournit 5 volts, l'appareil branché s'en accommode, et la puissance disponible se compte en quelques watts. Ce fonctionnement convient à une souris ou à une clé de stockage, pas à un ordinateur portable.
Power Delivery remplace cette imposition par une négociation. La source annonce les combinaisons de tension et de courant qu'elle sait fournir. L'appareil alimenté demande celle qui lui convient. Les deux s'accordent, et l'échange se fait à cette valeur. Si aucune combinaison ne convient, la liaison reste aux 5 volts d'origine : elle ne tombe pas en panne, elle charge simplement au minimum.
Cette négociation explique pourquoi deux moniteurs qui portent tous les deux la mention Power Delivery ne se chargent pas toujours à la puissance espérée. La norme garantit le protocole d'accord, pas la valeur sur laquelle l'accord tombe.
La plage standard, jusqu'à 100 watts
La première plage définie par la norme s'appelle la plage standard, abrégée SPR pour Standard Power Range. Elle couvre les valeurs les plus courantes.
- Jusqu'à 2 ampères sous 5 volts.
- Puis 3 ampères ou 5 ampères, sous 12 volts ou sous 20 volts.
Le plafond de cette plage se situe à 100 watts, atteints par la combinaison de 20 volts et 5 ampères. C'est la valeur qui couvre la très grande majorité des ordinateurs portables et des écrans de bureau. Les 65 watts que beaucoup d'écrans annoncent se situent à l'intérieur de cette plage.
La plage étendue, jusqu'à 240 watts
La révision 3.1 de la norme ajoute une seconde plage, la plage étendue, abrégée EPR pour Extended Power Range. Elle introduit trois tensions supplémentaires, et les puissances qui vont avec.
- 28 volts, pour 140 watts.
- 36 volts, pour 180 watts.
- 48 volts, pour 240 watts.
Ces valeurs visent les machines dont la consommation dépasse ce qu'un chargeur de 100 watts peut suivre : stations de travail portables, matériel professionnel, appareils qui embarquent une carte graphique dédiée. Un écran de bureau n'a pas besoin de cette plage pour alimenter un portable de bureautique.
Tension fixe ou tension ajustable
Les paliers décrits plus haut sont des tensions fixes : la source les propose telles quelles, l'appareil en choisit une. La norme prévoit aussi une tension ajustable, appelée AVS pour Adjustable Voltage Supply.
Dans ce mode, la valeur ne se choisit plus dans une liste mais se règle en continu, de 15 à 48 volts, par pas de 100 millivolts. Le même mécanisme descend jusqu'à 9 volts à l'intérieur de la plage standard. L'intérêt est de coller au besoin réel de la batterie au lieu d'arrondir au palier le plus proche, ce qui limite la chaleur produite pendant la charge.
Les sigles qu'on lit sur une fiche
Quatre abréviations reviennent sur les fiches techniques, et chacune annonce autre chose.
- PD indique que l'appareil sait négocier selon la norme. Seul, ce sigle ne dit rien de la puissance.
- SPR désigne la plage standard, celle qui s'arrête à 100 watts.
- EPR désigne la plage étendue, celle qui va jusqu'à 240 watts.
- AVS désigne la tension ajustable par pas de 100 millivolts.
Une mention utile associe toujours le sigle et une valeur en watts. « PD » sans chiffre laisse la puissance inconnue. Sur les écrans de bureau, la valeur figure à côté du port : l'écran de bureau 27 pouces en 2560x1440 annonce ainsi sa puissance de charge sur sa fiche, au même titre que sa définition. La gamme complète des écrans porte cette information modèle par modèle.
Le câble fait partie de la norme
La norme ne s'arrête pas aux deux appareils : elle définit aussi ce que le câble doit être capable de transporter. Un câble USB-C ordinaire est prévu pour 3 ampères. Au-delà, la norme exige un câble à marquage électronique, c'est-à-dire un câble qui embarque une puce déclarant ses propres capacités, et tenu pour 5 ampères.
Cette exigence conditionne l'accès aux puissances hautes. La plage étendue, avec ses 140, 180 et 240 watts, ne s'ouvre qu'avec un câble de ce type. Un câble sous-dimensionné ne provoque pas de panne : la négociation retombe sur une combinaison que le câble sait porter, et la charge se fait plus lentement.
C'est la raison pour laquelle la puissance annoncée par un appareil ne se lit jamais seule. Elle décrit ce que l'appareil sait proposer, et le résultat dépend des trois maillons : la source, le câble et la machine alimentée.
