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Électronique Numérique

Électronique numérique

Généralités

L'électronique numérique regroupe les systèmes électroniques dont le fonctionnement est basé sur des états électriques précis dont le nombre et la valeur sont fixés à l'avance pendant la conception de ces systèmes, à chaque état correspondant en général une valeur numérique.
La prédétermination de ces états électriques permet de disposer de systèmes qui se comportent de manière parfaitement stable, elle leur permet de s'affranchir de bon nombre de parasites se superposant à tout courant électrique et électronique.

Le système « binaire »

Pour éviter les confusions de lecture que peuvent créer les parasites, une des méthodes possibles est de réduire au minimum les ambiguïtés en réduisant au minimum le nombre d'états distincts que peut prendre un signal. Ce minimum possible est 2. Le système numérique permettant 2 états différents par numéro se nomme « binaire » (du latin, binarius) qui signifie « deux par deux ».

- Les états sont notés FAUX / VRAI ou 0 / 1.Ils correspondent à des tensions 0v / +Vcc ou, avec certaines technologies -Vcc / +Vcc. (Où +Vcc représente de 3 à 9 volts dans la majorité des cas et selon les applications.)

- Ces états peuvent être combinés au travers de portes logiques réalisant des opérations ou fonctions logiques telles le ET, le OU, etc. (voir algèbre de Boole).

- On utilise ce type d'électronique pour la réaliser des circuits de commutation qui, en raison de leur simplicité, ont le mérite de présenter de très faibles coûts et, donc permettent la réalisation de systèmes logiques très complexes pour des prix dérisoires.
- En fonction de leur gamme de tolérance et, aussi longtemps qu'on continue à pouvoir distinguer un état 0 d'un état 1, ils pourront être accélérés jusqu'à des fréquences élevées (en 2005 plusieurs dixaine de giga hertz).

Technologies les plus courantes

- TTL
- CMOS

Applications

Désormais, l'électronique numérique est utilisé dans tout les domaines :
- Les systèmes d'aquisition de données, (temps, vidéo, son, température, pression, vitesse, positionnement, mesures en tout genres);
- Les systèmes de calcul, de stockage de l'informations (mémoire CI, DD disque magnétique ou CD, DVD optique);
- Les transmissions (téléphone, télévision, radio).
- Les aides à la gestion et à la conduite des moyens de transport (automobile, avion, train, bateau).
- Électroniques :
- Bascule
- Additionneur
- Registre
- Compteur
- Multiplexeur
- Démultiplexeur (décodeur)
- Microprocesseur
- Microcontrôleur
- processeur de signal numérique (DSP)
- Photographie numérique
- Vidéo numérique

Voir aussi

- Informatique
- Synthèse numérique du son
- Simulateur logique

Nombre

Catégorie:Numération
- Un nombre est une quantité abstraite utilisée pour dénombrer et classer des objets ou pour mesurer une grandeur physique.
Les nombres doivent être distingués des chiffres, qui sont des (combinaisons de) symboles utilisés pour représenter les nombres. La notation des nombres comme une série de chiffres est développée dans l'article : système de numération. La langue française, à la différence de beaucoup d’autres, utilise deux mots proches : nombre et numéro, pour désigner des notions voisines. Si le numéro désigne souvent un code représenté par des chiffres (numéro de téléphonne, jeton de loto...), il suggère l'idée d'un emplacement particulier dans une suite ordonnée d'éléments (adresse dans une rue, en l'occurrence, les chiffres ne suffisent plus à exprimer le 3bis de la rue). Le nombre, quant à lui, induit plutôt l'idée de quantité, de population. Lorsqu'il n'est pas attaché à un objet (numéro) ou des objets (population), le nombre est une abstraction pure. Ainsi le numéro est représenté par des chiffres composant un nombre.

Mesure et comptage

La numération, outre le système de numération employé, connaît deux modes :
- le mode quantitatif qui exprime une mesure en utilisant des adjectifs numéraux cardinaux : trois litres, 3 000 Hz, 0,5 Ω,
- le mode ordinal qui attribue aux objets un numéro d'ordre : le premier, le deuxième, la seconde, la tierce... L'utilisation d'adjectifs numéraux cardinaux remplace alors parfois celle d'adjectifs ordinaux : page trois, l'an III du règne de Sédécias. Le nombre devient alors plutôt un numéro.

Quantification

La numération quantitative s'est fortement répandue avec la culture scientifique qui mesure son objet, qui en évalue la quantité par rapport à une unité arbitraire. Cette quantité peut être nulle (0 m) ou négative (-12 V). Le nombre de fois où l’unité peut être observé dans l’objet mesuré est entier ou fractionnaire (0,50 €). La quantification, jointe à l’usage d’une numération positionnelle, facilite grandement la manipulation conceptuelle : les opérations (les quatre de bases : addition, soustraction, multiplication, division, et autres que la Mathématique élabore). De fait, c’est l’approche quantitative du réel, jointe à une mathématique utilisant un système arithmétique positionnel qui a permis l‘émergence de la physique.

Indexation

La numération ordinale est couramment utilisée pour le comptage d'objets distincts, unitaires : les livres sur une étagère, même si les adjectifs cardinaux sont utilisés dans le langage courrant. Il s'agit alors d'une indéxation plutôt que d'une mesure. Je compte un, deux, trois, quatre, cinq livres sur l'étagère. Le troisième livre, c‘est-à-dire en troisième position, porte l'index trois. Le nombre de livres, 5, correspond à l'index le plus grand. L'indexation commence à 1. Il n'y a pas d'objet 0. Dans l‘exemple ci-dessus, il n’y a pas d'unité arbitraire, de livre de référence : un gros dictionnaire vaut un livre tout comme un simple feuillet. L’utilisation d’une quantification (pesage, mesure à la règle...) ne permet pas d’obtenir le nombre de livres sur l’étagère si ceux-ci ne sont pas homogènes. On ne cherche pas une quantité de livres ( 5 mètres linéaires d’étagère) mais un nombre de livres.

Observations

Quelques effets de l'existence de deux modes de numérotation peuvent être signalés.
- En musique, la tierce est un intervalle de deux tons. Héritée de la culture antique, la numération n'est pas quantitative mais ordinale. On ne compte pas la quantité d'intervalles mais la note sur laquelle aboutit l'intervalle : la troisième puisque celle de départ porte l'index 1 (Do = 1 ; Ré = 2 ; Mi = 3 ). Il y a une disjonction entre le rang d'une note d'arrivée (comptage de tons) et l'écart (mesure de tons).
- L’an 1 appartient au . Il n’y a pas d'an 0 puisque la numérotation des ans est un comptage. Le siècle ayant 100 années, l'an 100 appartient au même siècle. C'est l'an 101 qui commence le deuxième siècle. Ainsi, le vingtième siècle comprenait les années de 1901 à 2000 et le les années allant de 1001 à 2000. Il semble cependant que le développement de la quantification ait fait commencer le et ses festivités un an plus tôt.
- La syntaxe de certains langages informatiques fait commencer à 0 l'indexation de tableaux $var[0], $var[1], $var[2]. Si i est l'index le plus grand des éléments de la variable $var, celle-ci comprend alors i+1 éléments. L'informatique a ainsi réintroduit une disjonction entre les numérations ordinale et cardinale que la science faisait disparaître.

Types de nombres

Il existe différents types de nombres. Les nombres les plus familiers sont les nombres entiers naturels notés par

\mathbb\,

, utilisés pour le dénombrement.
Si les entiers négatifs sont inclus, on obtient l'ensemble des nombres entiers relatifs

\mathbb\,

. Les rapports d'entiers réalisés par la division sont appelés nombres rationnels ou fractions; l'ensemble de tous les nombres rationnels est noté

\mathbb\,

, formé des ensembles de nombres à développement décimal fini (les nombres décimaux) et les nombres à développement périodique. Si , dans l'ensemble, outre les éléments de

\mathbb\,

, on inclut tous les développements décimaux infinis et non périodiques , on obtient l'ensemble des nombres réels, noté

\mathbb\,

. Ces nombres réels qui ne sont pas rationnels sont appelés nombres irrationnels. Cet ensemble est la réunion de l'ensemble des nombres algébriques (les racines de polynômes à coefficients rationnels) et de l'ensemble des nombres transcendants. Les nombres réels peuvent être étendus aux nombres complexes, dont l'ensemble est noté

\mathbb\,

, qui est un corps algébriquement clos dans lequel chaque polynôme à coefficients complexes peut être complètement factorisé. Ainsi : :

\mathbb\sub\mathbb\sub\mathbb\sub\mathbb\sub\mathbb

Les nombres complexes peuvent, à leur tour, être étendus aux quaternions, mais la multiplication des quaternions n'est plus commutative. Les octonions, à leur tour, étendent les quaternions, mais cette fois, l'associativité est perdue. Les sédénions étendent à leur tour l'ensemble des octonions. En fait, les seules algèbres de division associatives à dimension finie sur

\mathbb\,

, sont les nombres réels, les nombres complexes, et les quaternions. Les éléments des corps de fonction algébriques de caractéristique finie ont été souvent interprétés de plusieurs manières comme une sorte de nombres par les théoriciens des nombres. Ils sont historiquement apparus dans cet ordre :
- Les entiers naturels,
- Les nombres rationnels positifs,
- L'invention du zéro,
- Les entiers relatifs,
- Les nombres rationnels,
- Les nombres irrationnels et les nombres réels,
- Les nombres complexes,
- Les nombres hypercomplexes,
- Les nombres p-adiques,
- Les nombres réels transcendants et les nombres réels algébriques,
- Les nombres transfinis,
- Les nombres hyperréels,
- Les nombres surréels et pseudo-réels. Ce n'est pas fortuit : on passe de la façon la plus simple de mesurer à des techniques beaucoup plus élaborées. La compréhension des limites des nombres rationnels et de la nécessité des nombres réels fut particulièrement douloureuse pour les pythagoriciens ; on dit même que cela scella la fin de cette École. Les nombres complexes se sont imposés dans un premier temps comme un argument spécieux mais efficace pour résoudre les équations polynomiales (d'où le vocable d'« imaginaire » pour désigner certains d'entre eux), avant de finalement être reconnus comme des nombres tout à fait convenables. Les nombres hypercomplexes furent inventés par Hamilton (quaternions) puis par Cayley (octonions) et les sédénions par la construction de Cayley-Dickson. À chaque composante d'un nombre hypercomplexe, on peut associer une base à plusieurs dimensions (4 pour les quaternions, 8 pour les octonions et 16 pour les sédénions). Il existe aussi les biquaternions. L'apparition des nombres p-adiques est liée à la notion de valeur absolue, et sont très utilisés en théorie des nombres ; ces nombres sont cependant assez méconnus au sein même de la communauté mathématique… Les nombres hyperréels furent conçus pour résoudre certains problèmes de l'analyse et leur création par Abraham Robinson permit le développement de l'analyse non-standard. Les nombres pseudo-réels sont très semblables à l'ensemble plus vaste des hyper-réels, mais la construction est différente. Les opérations arithmétiques sur les nombres, telles que l'addition, la soustraction, la multiplication et la division sont généralisée dans la branche des mathématiques appelée algèbre abstraite dans laquelle on obtient les groupes, les anneaux et les corps.

Articles connexes

- Numération ;
- mathématiques ;
- fraction ;
- les dix premiers nombres entiers ou chiffres, qui servent à former tous les nombres dans la numérotation décimale : zéro, un, deux, trois, quatre, cinq, six, sept, huit, neuf ;
- nombre premier ;
- gogol ;
- nombres en français ;
- nombres dans le monde ;
- Liste des nombres ;
- Les nombres ordinaux et cardinaux ;
- Table des diviseurs.

Références

- John H. Conway, Richard K. Guy, « Le Livre des Nombres », Paris, éditions Eyrolles, 1998, ISBN 2-212-03638-8
- Article nombre dans le wiktionnaire Georges Ifrah, Histoire universelle des chiffres, Editions Robert Laffont, collection "Bouquins" ja:数 ko:수 (수학) simple:Number th:จำนวน

Signal

Catégorie:Optique Catégorie:Transport Catégorie:électricité Catégorie:électronique Catégorie:Communication Un signal est un message simplifié et généralement codé.
- Il existe sous forme d'objets ayant des formes particulières.
- Les signaux lumineux sont employés depuis la nuit des temps par les hommes pour communiquer entre eux à distance.
- Le signal électrique est une des formes les plus récentes de signal.
- Un signal dans le domaine informatique et de la communication inter-processus.
- Une marque de dentifrice. Voir aussi :
- Traitement du signal ja:信号

Porte logique

Les types de fonctions logique

Il existe deux grands types de fonctions logiques :
- les fonctions logiques "combinatoire" bases du calcul booléens : Qui résulte de l'analyse combinatoire des variations des grandeurs d'entrées uniquement.
- les fonctions logiques "séquentielle" ou : bascule, résultant de l'association de plusieurs fonctions logique "combinatoire" : Les grandeurs de sorties dépendent, de la variation des grandeurs d'entrées mais également de la valeurs de la sortie à l'instant précédent. Les fonctions logiques "combinatoire" directement issues des mathématique (algèbre de Boole) sont les outils de base de l'électronique numérique animant automatisme et informatique. Elles sont utilisées en électronique sous forme de portes logiques.
- Ces portes électroniques sont construites à partir de plusieurs transistors reliés entre eux.
- Selon la modélisation utilisée, on prendra en compte les temps de retard ou pas dans les calculs.

Classification

Les portes peuvent se classer suivant leur nombre d'entrées :
- « Portes » sans entrée : VRAI,- FAUX.
- Porte à une entrée : NON.
- Portes à deux entrées : ET, NON-ET, OU, NON-OU OU exclusif, coïncidence dite aussi NON-OU exclusif ou équivalence, implication.
- À partir de trois entrées, le nombre de fonctions commence à subir l'influence de l'explosion combinatoire. On note toutefois l'existence de : ET, OU, etc. à plus de deux entrées. Des fonctions plus complexes, bascule, compteur, additionneur voire puce complète. Ces fonctions sont entre autres utilisées dans les fonctions de chip select indispensables à l'adressage mémoire, ou pour le multiplexage.

Représentation

Pour définir chacune des fonctions logiques, nous donnerons plusieurs représentations :
- une représentation électrique : schéma développé à contacts
- une représentation algébrique : équation
- une représentation arithmétique : table de vérité
- une représentation temporelle : chronogramme
- une représentation logique : symbole logique

Fonction OUI

Exemple : une lampe est montée en série avec le contact, elle s'allume quand le contact « a » est actionné. ; Schéma : Image:Fonctions_logiques(1-a).png ; Équation :

L = a

; Table de vérité : ; Chronogramme : Image:Fonctions_logiques(1-d).png ; Symbole : Image:Fonctions_logiques(1-e).png ;Voir aussi
- identité
- relation d'équivalence

Fonction NON

NON (NOT en anglais)
Exemple : une lampe est montée en série avec le contact, elle s'éteint quand le contact « a » est actionné. ; Schéma : Image:Fonctions_logiques(2-a).png ; Équation :

L = \bar

: L = ¬A ; Table de vérité : ; Chronogramme : Image:Fonctions_logiques(2-d).png ; Symbole : Image:Fonctions_logiques(2-e).png

Fonction ET

ET (AND en anglais)
Exemple : une lampe s'allume si l'on appuie sur « a » ET « b » et seulement dans ce cas là. La fonction « ET » est caractérisé par des contacts montés en série. ; Schéma : Image:Fonctions_logiques(3-a).png ; Équation :

L = a \cdot b

; Table de vérité : ; Chronogramme : Image:Fonctions_logiques(3-d).png ; Symbole : Image:Fonctions_logiques(3-e).png ; Conjonction : P ∧ Q

Fonction OU

OU (OR en anglais)
Exemple : une lampe s'allume si l'on appuie sur « a » OU « b » à plus forte raison si l'on appuie sur « a » et sur « b ». La fonction « OU » est caractérisée par des contacts montés en parallèle. ; Schéma : Image:Fonctions_logiques(4-a).png ; Équation :

L = a + b

; Table de vérité : ; Chronogramme : Image:Fonctions_logiques(4-d).png ; Symbole : Image:Fonctions_logiques(4-e).png ; Disjonction : P ∨ Q

Fonction OU exclusif

OU exclusif (XOR en anglais)
Exemple : une lampe s'allume si l'on appuie sur « a » ou « b » seulement, mais pas si l'on appuie sur « a » et « b » simultanément. ; Schéma : Image:Fonctions_logiques(5-a).png ; Équation :

L = a \oplus b

; Table de vérité : ; Chronogramme : Image:Fonctions_logiques(5-d).png ; Symbole : Image:Fonctions_logiques(5-e).png Pour plus de détail : OU exclusif

Fonction NON-ET

NON-ET (NAND en anglais)
Exemple : une lampe s'allume sauf si l'on appuie sur « a » et « b » et seulement dans ce cas là. La fonction « NON-ET » est caractérisé par des contacts montés en parallèle. ; Schéma : Image:Fonctions_logiques(6-a).png ; Équation :

L = \overline = \bar + \bar

; Table de vérité : ; Chronogramme : Image:Fonctions_logiques(6-d).png ; Symbole : Image:Fonctions_logiques(6-e).png

Fonction NON-OU

NON-OU (NOR en anglais)
Exemple : une lampe s'allume sauf si l'on appuie sur « a » ou « b » et seulement dans ce cas là. La fonction « NON-OU » est caractérisé par des contacts montés en série. ; Schéma : Image:Fonctions_logiques(7-a).png ; Équation :

L = \overline = \bar . \bar

; Table de vérité : ; Chronogramme : Image:Fonctions_logiques(7-d).png ; Symbole : Image:Fonctions_logiques(7-e).png

Universalité de l'opérateur NON-ET

Universalité de l'opérateur NON-OU

Fonction NON

Image:Fonctions_logiques(9-1).png

Fonction OU

Image:Fonctions_logiques(9-2).png

Fonction ET

Image:Fonctions_logiques(9-3).png

Voir aussi

- Sortance
- Table de Karnaugh Catégorie:Électronique Catégorie:Logique Catégorie:Automatisme ja:論理回路

Giga

Transistor-Transistor logic

Catégorie:Composant électronique Catégorie:Composant actif

Principales caractéristiques

Le Transistor-Transistor logic ou TTL est une famille de circuits logiques utilisée en électronique. Cette famille est réalisée avec la technologie du transistor bipolaire.

Avantages

- Cette famille de composant allie une bonne vitesse de commutation à un faible temps de transfert.
- L'immunité aux parasites est bonne à condition de découpler l'alimentation au plus près de chaque circuit par un condensateur de filtrage.
- Les entrées en l'air, sans état fixé, sont à l'état logique « 1 » par défaut.

Inconvénients

- L'alimentation des circuits TTL doit être précise: +5 V +-10 %, en comparaison aux circuits CMOS qui ont, eux, une plage de tension d'alimentation bien plus vaste (de +3 à +18 V). En cas de non-respect de cet impératif, on risque, au mieux, un fonctionnement erratique du circuit, et au pire, une destruction partielle ou complète du circuit.
- La technologie bipolaire est grande consommatrice de courant électrique; les mémoires statiques en TTL sont certes rapides, mais ne peuvent guère être secourues bien longtemps en cas de coupure d'alimentation.
- On ne peut transmettre les signaux émis par les circuits TTL sans circuits de transmission additionnels sur de grandes distances sans pertes : longueur maximum environ 2 m.

La famille TTL

La famille TTL se décompose en 7 séries:
- TTL Standard : 74xx
- TTL Low-power Schottky : 74LSxx
- TTL Low-power : 74Lxx
- TTL Advanced Schottky : 74ASxx
- TTL Schottky : 74Sxx
- TTL Advanced Low-power Schottky : 74ALSxx
- TTL Fast : 74Fxx

Évolutions

Afin de combiner les avantages des technologies bipolaire (vitesse) et CMOS (faible consommation, large plage de tension) les ingénieurs se sont acharner à concevoir d'autres types de circuit logique reprenant les fonctions des séries TTL classiques: Dans l'ordre chronologique
- Pseudo TTL 74HCxx (Vcc = 2V <= 6V, Temps de propagation = 80ns).
- Pseudo TTL 74HCTxx (Vcc = 3V <= 18V, Temps de propagation = 20ns).

Exemple : circuit 7400

le circuit 7400 est un quadruple "NON-ET" (NAND).
On alimante le circuit de la maniere suivante : Vcc sur la broche 14 (+5V) et la masse sur la broche 7.
On peut utiliser chacunes des quatres portes de la maniere suivante :
- porte NAND-1, entrées A et B sur les broches 1 et 2, sortie sur le broche 3.
- porte NAND-2, entrées A et B sur les broches 4 et 5, sortie sur le broche 6.
- porte NAND-3, entrées A et B sur les broches 9 et 10, sortie sur le broche 8.
- porte NAND-4, entrées A et B sur les broches 12 et 13, sortie sur le broche 11. Bien sûr les portes sont independantes les une des autres. si des portes ne sont pas utilisées, on peut relier leur entrées A et B au +Vcc (ou à la masse) et laisser la sortie "en l'air".
note : les entrées A et B sont interchangeables l'une l'autre.

Liens externes

- Circuits intégrés logiques TTL [http://www.stielec.ac-aix-marseille.fr/cours/abati/ttl.htm]
- Technologie des fonctions logiques TTL et CMOS [http://www.stielec.ac-aix-marseille.fr/cours/bonnet/ttlcmos.htm]
- Liste de circuits TTL [http://www.ac-nancy-metz.fr/enseign/ssi/ressourcesP/Documentation/GE/TTL.htm] ja:Transistor-transistor logic

CMOS

Catégorie:Composant électronique Catégorie:Composant actif

Technologie de fabrication de composant logique

Complementary Metal Oxide Semi-conductor ou CMOS est un type de composant électronique à faible consommation électrique. A l'instar de la famille TTL ces composants sont en majeure partie des portes logiques (NAND, OR ...) L'adjectif Complementary provient du fait qu'un circuit est composé de deux ensembles de transistors à effet de champ N et P placés de manière symétrique réalisant chacun la même fonction. Du fait de leur caractéristique de fonctionnement inversée, un groupe est passant alors que l'autre est bloquant. transistor Pour expliquer le fonctionnement, on peut prendre par exemple le circuit le plus simple existant, l'inverseur CMOS (fonction NON), composé de 2 transistors, un N et un P. La table de vérité de l'inverseur est la suivante: Si on applique à l'entrée un niveau haut, le transistor N est passant et le P est bloqué. On place ainsi la sortie au potentiel Vss, soit à l'état bas. Inversement, en mettant l'entrée à l'état bas, le transistor P est passant et le N est bloqué. La sortie est donc à l'état haut. On a donc bien réalisé une fonction inversion. Ainsi, on voit qu'en fonctionnement normal, il n'y aucun chemin entre Vdd (l'alimentation positive) et Vss (la masse). De ce fait, la consommation est nulle en régime établi. Cependant, durant les transitions entre états (passage du niveau haut au niveau bas et inversement), les deux transistors sont simultanément conducteurs, ce qui entraîne une consommation d'énergie. C'est pour cela que plus la fréquence de l'horloge d'un circuit intégré CMOS est élévée, plus ce circuit consomme de l'énergie. De la même manière, plus un circuit intégré CMOS comporte de transistors, plus il consomme de l'énergie (à fréquence constante). On réalise de la même manière toutes les portes (ET avec deux P en parallèle et deux N en série puis un inverseur, OU avec deux P en série et deux N en parallèle puis un inverseur, etc).

Circuit spécialisé

Par extension, c'est un circuit spécialisé installé dans les micro-ordinateur. Il contient une petite mémoire informatique et une horloge en fonctionnement permanent (grâce à une petite pile électrique). La mémoire contient les informations de base nécessaires au fonctionnement de l'ordinateur et de son BIOS (heure, date, détails des disques durs, etc). Elle peut même être la cible de certains virus.

Voir aussi

- Circuit intégré numérique
- Capteur d'image
- MOSFET

Liens externes

- Technologie des fonctions logiques TTL et CMOS [http://www.stielec.ac-aix-marseille.fr/cours/bonnet/ttlcmos.htm]
- Circuits intégrés logiques CMOS [http://www.stielec.ac-aix-marseille.fr/cours/abati/cmos.htm] ja:Complementary Metal Oxide Semiconductor

Temps

Catégorie:Astronomie Catégorie:Philosophie
- Le temps est un concept qui a été développé pour représenter la variation du monde. Ce concept utilise un des mécanismes utile au raisonnement qui est la mise en mémoire de symboles représentant les états antérieurs de notre perception. La notion de temps est indissociable de la notion de mouvement :
- tout le monde perçoit l'idée que si on arrêtait le temps, « plus rien ne bougerait ! » même pas notre pensée;
- le temps s'arrête quand le mouvement s'arrête, le temps s'arrête quand la variation s'arrête : il s'écoule inexorablement d'un état à un autre, du passé vers le futur et ce qui existe est dans l'instant présent : certains parlent de la flèche du temps ;
- le temps s'écoule de façon irrégulière du passé vers le futur ; une capacité électrique se chargera de A vers B, puis se déchargera de B vers A, en empruntant un autre chemin, puis se chargera de A vers B, ainsi si le futur de A est B, le futur de B est A.
- la relativité d'Einstein a cependant rendu la mesure du temps relative au référentiel. L'Homme constate que le monde évolue, change, se transforme. Outre la notion d'« objet », il y a donc la notion d'« événement » (transformation de l'objet). Ces constatations amènent aux notions de :
- simultanéité : deux événements ont lieu « en même temps », si les objets se transformant sont distants, on ne peut assister à la transformation que de l'un d'entre eux ;
- succession, antériorité et postériorité : si deux événements ne sont pas simultanés, l'un a lieu après l'autre. Ces notions font appel à la mémoire : le classement des événements dans un ordre de succession ne peut se faire que si l'on se souvient de ces événements. La mémoire elle-même provient du fait que certains événements se répètent, ce qui permet l'apprentissage. Cet aspect met en avant les deux aspects du temps :
- l'aspect cyclique: cycle des jours, des saisons, de la vie...
- l'aspect linéaire: évolution, transformation irréversible, passage de la naissance à la mort. L'aspect cyclique de certains événements a permis d'avoir une référence de durée (calendrier, horloge), et donc de quantifier le temps : lui associer un nombre et une unité.

Problème du temps

Le temps est peut-être une des questions fondamentales de la métaphysique, il est à la limite entre physique et métaphysique. Qu'est-ce que le temps ? Bien que l'intuition du temps qui passe soit universelle, définir le temps semble au-delà de nos capacités. Cela inspira une célèbre boutade à Saint Augustin dans ses Confessions : :« Si personne ne me le demande, je le sais. Si je veux l'expliquer, je ne le sais plus »
- Quelques philosophies considéraient depuis les Grecs le temps comme un absolu, indépendant de l'espace ; d'autres non.
- La théologie catholique estimait avec Thomas d'Aquin que le temps était une création de Dieu au même titre que l'espace, et le situait dans une dimension nommée aevum, elle-même distincte de l'éternité qui la contenait. La création conjointe de l'espace et du temps est une des affirmations de la somme théologique, ce qui incitera par la suite quelques physiciens qui n'admettent pas au début l'idée de big bang (comme Fred Hoyle qui en avait créé le nom par dérision) à s'en méfier, y voyant juste une résurgence religieuse. Remarquons toutefois que Thomas d'Aquin considère lui aussi le temps comme un absolu : Dieu lui-même ne peut pas faire que ce qui a été n'ait pas été. Il est en son pouvoir certes de rendre sa virginité à une femme déflorée, mais il ne peut en aucun cas changer le passé et faire que cette femme n'ait pas été déflorée. Il ne le considère pas comme une soumission de Dieu lui-même au temps, mais au contraire comme une manifestation de cohérence implicite à la nature même de Dieu, qui ne saurait s'autocontredire.
- Isaac Newton considère le temps comme un absolu.
- Kant considère temps et espace comme des catégories pré-conceptuelles de la sensibilité, et donc comme des formes de l'expérience nécessaires et universelles (a priori).
- Einstein revisitera le concept même de temps : contrairement aux idées communément admises, d'une part il n'existe pas de temps absolu dans l'univers, et d'autre part le temps est étroitement imbriqué à l'espace, comme l'avait suggéré avant lui (mais mathématiquement et non au sens physique) son professeur Minkowski. Les notions de simultanéité et de succession sont relatives, elles dépendent de l'observateur.
- La mécanique quantique suggère que la notion de temps perd sa signification commune aux échelles qu'elle traite. Une expérience imaginée par Marlan Scully et utilisant les résultats de celle d'Alain Aspect exigerait en effet que dans certains cas spécifiques une observation modifie un état antérieur d'un système, faute de quoi des relations de conservation ne seraient plus respectées. Cela remettrait alors en cause une partie de la notion de causalité. Le physicien John Wheeler considère d'emblée ce résultat comme acquis dans le cadre de l'hypothèse émise en 1957 par son élève Hugh Everett, mais sa position ne fait pas l'unanimité chez les physiciens.
- Dans le langage courant, on peut voir le temps comme une dimension conventionnelle à l'aide de laquelle nous structurons le monde. Les concepts utilisés dans la mesure du temps sont issus de l'inné. Comme nous comptons nos moutons, nos enfants, nous mesurons le temps. De l'application, il apparaît un nouveau concept qui mesure le temps d'une manière proportionnelle exponentielle en rapport avec le sujet étudié. Ce nouveau concept est décrit sur le site hypothèse sur le temps [http://www.letime.net]. En application à la perception, ce concept donne que pour l'enfant d'un jour, le jour serait sa vie, le mois beaucoup, et l'année l'infini ; pour l'adulte de soixante douze ans, l'année serait 1/72, le mois 1/864, et le jour l'instant. En d'autres mots cinq minutes de rire pour adulte durent une éternité pour un enfant. En d'autres termes, le temps est un phénomène qui apparait à l'aide de la mise en mémoire des anciennes formes lors d'une variation. Sans variation pas de temps, cette approche contredit la notion de temps continue, perpétuelle, pour avancer une perception discontinue et irrégulière. En d'autres mots encore, chaque variation possède son propre temps donc celui-ci est discontinue, de plus la variation, donc le temps, varie de manière différente selon le début ou la fin de la variation par rapport au temps repère de la rotation de notre planète.

Temps subjectif et temps physique

La philosophie distingue deux dimensions dans la notion de temps. La dimension objective est étudiée par la science physique et est appelée en philosophie « temps ». La dimension subjective, étudiée par la philosophie, est appelée « durée ». Cette distinction simple n'est pas tout à fait correcte : la physique utilise également le terme de durée et la philosophie celui de temps...
- Le temps objectif est défini par rapport à une horloge. Son unité légale dans le système international est la seconde (et ses multiples).
- En temps subjectif les secondes peuvent paraître des heures et les heures peuvent paraître des secondes. Exemples:
- Un enfant joue à son jeu préféré et au bout d'une heure, il doit s'arrêter : il s'exclame « Déjà ? », même si pour un scientifique le temps écoulé est exactement 3600 secondes. Mais pour l'enfant la durée écoulée est de toute façon trop courte.
- Un lycéen en cours, s'ennuie et regarde régulièrement sa montre avec l'espoir qu'il s'est écoulé une dizaine de minutes. Et il constate avec horreur qu'il ne s'en est objectivement écoulé qu'une seule. La durée (l'impression subjective de temps) dépend donc des émotions ressenties par la personne qui l'évalue. Autrement dit, l'horloge subjective bat la mesure en raison inverse de la concentration du sujet. Pour le sujet très pris par son activité (par exemple quand il s'amuse), l'horloge bat très lentement, il ne s'écoule que quelques battements et le sujet « ne voit pas le temps passer ». Inversement, quand on s'ennuie ou qu'une situation est dramatique (accident de voiture, par exemple) les phénomènes semblent se ralentir (l'attention cherche un appui), les battements s'accélèrent et on « trouve le temps long ». Il semble donc qu' il y ait deux sortes de temps distincts : d' une part le temps physique, celui des horloges qui s' écoule en dehors de nous de manière uniforme, et d' autre part le temps psychologique, qui s' écoule en nous de manière plus fluctuante. Pour suspendre le temps, disait le célèbre physicien Schrödinger : « aimez une fille de tout votre coeur et embrassez-la sur la bouche, alors le temps s' arrêtera et l' espace cessera d' exister » Avant Einstein, on pensait généralement que le temps objectif était fixe, toujours le même, tandis que le temps subjectif était variable, dépendant de l'état d'esprit de la personne qui l'observe. Les travaux d'Einstein sur la relativité ont pour conséquence que le temps objectif est variable (local). La mesure du temps est différente d'un référentiel à un autre quand leur vitesse respective est différente l'une par rapport à l'autre. Pour cette raison, on ne peut jamais parler de simultanéité objective universelle, absolue, mais on peut parler de simultanéité "objective" locale. Autre distinguos s'appliquant au temps :
- temps linéaire de la tradition chrétienne, avec une création et une fin (apocalypse, jugement dernier), et temps cyclique de la tradition indo-européenne (éternel retour, cercles concentriques Nietzsche) ;
- temps continu, et discret : le temps comme séquence ordonnée d'événements, une notion faible de la synchronie étant l'observation des mêmes événements significatifs dans le même ordre ;
- temps irréversible, et voyages dans le temps ; l'irréversibilité qui caractérise le temps est un phénomène qui ne concerne qu'une partie des lois de la physique, et qui est liée au concept d'entropie, et jusqu'à récemment étudié plus ou moins exclusivement sous l'angle de phénomènes dissipatifs -- mais en biologie, l'irréversibilité du temps est liée à l'évolution, et à une génération d'ordre (peut-être seulement localisée, pour satisfaire le second principe de la thermodynamique). L'expérience de Marlan Scully jette un doute sur la non-réversibilité du temps à l'échelle quantique.

Le temps en physique

Pour les théories physiques, le temps est une grandeur essentielle, qui intervient dans les équations. Il se mesure en secondes, une unité de base du système international. Dans les Temps Modernes, le format hexadécimal du temps a été proposé.
D'abord par l'ingénieur américain John W. Nystrom [http://www.oughtred.org/patents.shtml] en 1863, puis en 1997 par l'Américain Mark Vincent Rogers [http://www.intuitor.com/hex/hexclock.html]. Voir l'article détaillé Le temps en physique.

La mesure du temps

Depuis 1967, la seconde est définie à partir d'un phénomène physique : :le temps nécessaire à un rayon lumineux bien défini pour effectuer 9 192 631 770 oscillations. Ce rayon lumineux servant à définir la seconde est celui dont la fréquence provoque une excitation bien déterminée d'un atome de césium-133 (transition entre les deux niveaux hyperfins de l'état de base de cet atome). Ceci signifie que en 1 seconde, il y a 9 192 631 770 périodes de ce « pendule » atomique ou horloge atomique dont la fréquence d'horloge est proche des 10 gigahertz. Ainsi pour mesurer 1 seconde il suffit de savoir produire cette émission et d'en mesurer la fréquence. Notons que cette émission pourrait, par sa longueur d'onde (3,261 226 cm), donner une unité de longueur puisqu'il faut 30,663 3 = (9 192 631 770 / 299 792 458) périodes spatiales pour faire un mètre. Ceci souligne le fait qu'en l'état actuel des connaissances, la vitesse de la lumière dans le vide est constante et indépendante du référentiel, et constitue de fait l'étalon « naturel » dont sont dérivés l'étalon-temps et l'étalon-longueur. En fait, selon les connaissances actuelles de la mécanique quantique, les rayons lumineux absorbables par un type d'atome ont toujours la même fréquence, pour une excitation (transition) donnée. Et selon les connaissances actuelles de la relativité générale, cette mesure sera toujours la même pour un observateur immobile par rapport aux atomes en question. Avant la décision de la Conférence Générale des Poids et Mesures de 1967 de définir l'unité de temps en fonction d'un phénomène atomique, le temps a longtemps été défini en fonction de phénomènes d'origine astronomique. La seconde est issue historiquement du jour (période de révolution de la terre sur elle même), qui est subdivisé en heures, minutes et secondes. Le coefficient 9 192 631 770 de la définition ci-dessus vise à donner à la seconde sa valeur historique. Mais en fait, la science moderne a montré que les phénomènes astronomiques tels que la durée de rotation de la terre sur elle même, ou la révolution de la terre autour du soleil, n'ont pas une durée constante, et ne sont donc pas un bon support pour définir une unité de temps. Par exemple, la rotation de la terre sur elle-même ralentit (très lentement), en particulier à cause des effets de marée de la lune. De même, l'orbite de la terre autour du soleil se modifie avec le temps, car le soleil a tendance à perdre de la masse au fur et à mesure que les réactions nucléaires qui ont lieu en son centre produisent de l'énergie. La réalisation de la première horloge atomique en 1947 a permis d'adopter par la suite la définition de la seconde que nous connaissons, et qui est plus rigoureuse, d'un point de vue scientifique, que la définition historique basée sur des phénomènes astronomiques. La plupart des horloges modernes, (montres, ordinateurs, etc.), utilisent des cristaux de quartz ayant une fréquence d'oscillation stable pour définir leur base de temps, elles vont de quelques kilohertz à plusieurs gigahertz. Notons que les temps définissant les durées nécessaires à réaliser une tâche dans une usine sont généralement mesurés en centième d'heure (ch) ou décimilliheure (dmh). Ces besoins divers expliquent les options des chronomètres modernes.

Temps et espace

Depuis le début du , et la publication de la théorie de la relativité restreinte, il est admis que le temps et l'espace sont liés. La théorie de la relativité générale montre que l'espace-temps est déformé par la présence de matière, et cela se manifeste par la force que nous appelons la gravité. Selon Albert Einstein, temps, espace et matière ne peuvent exister l'un sans l'autre. Cette théorie, qui lie espace, matière et temps fait dans certains cas des prédictions différentes de celles de la mécanique classique, ou temps et espace sont séparés. L'observation de tels phénomènes à montré que cette théorie était plus proche de la réalité que la mécanique classique. Par exemple, la relativité générale, et uniquement elle, prédit l'existence de 'lentilles cosmiques', dues au fait qu'une étoile massive dévie la lumière qui passe à proximité. De tels phénomènes ont effectivement été observés. Le lien entre espace et temps a aussi pour conséquence que la notion de simultanéité (le fait que deux évènements se passent en même temps), n'est pas une notion absolue, mais dépend de l'observateur. Ce phénomène ne fait pas partie du sens commun car il ne se produit pas dans notre vie quotidienne, et n'est visible que si les observateurs se déplacent l'un par rapport à l'autre à des vitesses relativement élevées par rapport à la vitesse de la lumière.

Le temps relatif

Les équations des théories physiques considèrent le temps comme relatif. Les équations de la physiques sont symétriques par rapport à une translation dans le temps. Le théorème de Noether, établi en 1918, montre que cette propriété implique l'existence d'une quantité, l'énergie, qui se conserve quelles que soient les interactions entre objets. Le fait que les équations de la physique ne soient pas modifiées par une translation dans le temps ne signifie pas pour autant que le temps est infini. En fait, de nombreuses observations, interprétées dans le cadre de la théorie de la relativité générale ont permis d'établir la théorie du Big Bang, selon laquelle l'univers aurait eu un début, où seraient apparus le temps, l'espace et la matière. Selon les connaissances actuelles, le temps aurait commencé il y a environ 13,7 milliards d'années. Le fait que le temps ait eu un début, et que la question « qu'y avait-il avant le début du temps ? » n'ait pas de sens est extrêmement difficile à se représenter. Parmi les observations qui ont permis de confirmer la théorie du Big Bang (dans le sens où cette théorie leur donne une explication cohérente), figurent le décalage vers le rouge du spectre lumineux émis par les étoiles lointaines, ainsi que l'existence d'un rayonnement cosmique provenant de toutes les directions de l'univers, correspondant à un rayonnement du corps noir de température 2,73 kelvin. Ce dernier phénomène avait été prédit par la théorie du Big Bang dans les années 1940 (avec une légère erreur sur la température), alors qu'il n'a été observé pour la première fois qu'en 1964.

La flèche du temps

Les équations de la physique sont en générale symétriques par rapport à une inversion temps. C'est le cas de toutes les équations qui décrivent les phénomènes à une échelle microscopique. Ainsi, si on passe l'enregistrement d'une interaction physique se produisant à échelle microscopique, il est impossible de dire si l'enregistrement est passé à l'endroit ou à l'envers. Pourtant, à l'échelle macroscopique, certains phénomènes ne peuvent évidemment pas se passer à l'envers (par exemple, un œuf qui tombe par terre et qui se casse). Un autre exemple est la transmission d'énergie thermique entre corps, qui se fait toujours du corps le plus chaud vers le corps le plus froid, et jamais l'inverse. Le second principe de la thermodynamique, dont l'objet est l'évolution de l'entropie au cours des échanges de chaleur, postule que l'entropie d'un système isolé ne peut qu'augmenter, et donne donc une loi physique non symétrique par rapport au temps. Ludwig Boltzmann a tenté d'expliquer comment des phénomènes réversibles par rapport au temps à échelle microscopique peuvent conduire à une flèche du temps évidente à échelle macroscopique. Pour cela, il a développé la physique statistique, où les probabilités jouent un rôle très important. Il est à noter qu'une exception à la symétrie par rapport au temps des particules élémentaires a été observée sur le Kaon neutre ([http://cplear.web.cern.ch/cplear/Welcome.html site de l'expérience]). Cette asymétrie à trait à la fréquence de transformation du Kaon neutre en son antiparticule. Ce phénomène pourrait expliquer pourquoi, lors de la formation de l'univers, la matière l'aurait emporté sur l'anti-matière. En quelque sorte, sans cette asymétrie, il se pourrait que l'univers actuel ne soit rempli que de photons, résultat de la réaction de la matière initiale avec l'anti-matière initiale.

Le temps en philosophie

"Ephémère" est le mot qu'utilisaient les Grecs pour parler de la condition des hommes. Les hommes apparaissent pour disparaître, « comme des ombres ou des fumées » écrit Jean-Pierre Vernant. Ils manquent de consistance, d'être. Etymologiquement, en effet, est éphémère ce qui ne dure qu'un jour. Il faut comprendre que rapportée à l'infinité du temps toute durée est assimilable à un néant. Ainsi, contrairement à l'Eternité, la permanence n'est pas hors du temps. Est permanent au sens le plus fort du terme ce qui durera toujours, voire ce qui a également toujours existé. A première vue, la permanence se confond donc avec le temps lui-même. « La permanence exprime en général le temps, comme le corrélatif constant de toute existence des phénomènes, de tout changement et de toute simultanéité. En effet, le changement concerne non pas le temps lui-même, mais seulement les phénomènes dans le temps » écrit Kant. En un sens plus faible du mot, est permanent ce que nous avons "toujours" vu et que nous verrons peut-être "toujours". « Où étais-tu quand je fondais la terre? » répond l'Eternel à Job. La permanence est ainsi l'attribut premier de ce que nous pouvons habiter, de tout ce qui nous permet d'organiser notre existence et de lui donner sens. C'est ce que nous appelons le monde. Il s'agit non seulement d'un cadre physique ou institutionnel, mais aussi de la continuité d'une civilisation ou encore de valeurs et de représentations qui nous semblent aller de soi. Comme le remarque Hannah Arendt, la distinction que fait Aristote entre la fabrication et l'action doit être rattachée à la fugacité de l'existence humaine. La chose fabriquée est bien le produit d'une activité humaine, mais elle lui survit, elle s'intègre dès qu'elle est fabriquée à ce monde que nous habitons. En revanche, l'action, aussi admirable soit-elle, est éminemment passagère. Seulement, il en va au fond de même pour la vie toute entière. A lire Epicure, il n'y a cependant pas de contradiction entre le caractère fugace de notre existence et le bonheur. Lorsque notre vie s'achève, nous avons le privilège de la reprendre comme un tout. Peu importe s'il ne restera rien de nous après notre mort: nous n'en souffrirons pas plus que de ne pas avoir été avant de naître. Le vieillard doit savoir jouir du récit de sa propre vie, lorsqu'elle a été réussie. « Ce n'est pas le jeune homme qui doit être considéré comme parfaitement heureux, mais le vieillard qui a vécu une belle vie. Car le premier est encore souvent exposé aux vicissitudes de la fortune, tandis que le dernier se trouve dans la vieillesse comme dans un port où il a pu mettre à l'abri ses biens. » Rattacher étroitement l'existence humaine au récit nous aide à ne pas confondre la durée avec le néant, ni avec l'instant. La durée est la condition du déploiement d'une histoire. Elle suppose l'écoulement du temps, et cet écoulement lui-même demeure, tandis que l'on ne peut pas se représenter l'instant pur, infiniment bref, sinon en en faisant une sorte de cliché photographique immobile, hors du temps: de l'éternité, en quelque sorte! Pourtant, note Henry Dilberman, la mort est davantage qu'une simple limitation. La limite spatiale n'abolit pas l'espace qu'elle enferme. En revanche, ma vie passée n'existe encore que si je me la rappelle. La mort est précisément l'oubli, et donc l'anéantissement de ce que je fus. Vladimir Jankélévitch rappelle cependant que nous avons tous ce viatique mélancolique pour l'éternité: à défaut d'être toujours, rien ne fera que nous n'ayons pas été. L'avoir été est une forme spectrale de l'être que nous avons été. En faire un être, c'est confondre l'espace et le temps. En effet où serait cet être que nous ne sommes déjà plus? Nulle part, sinon dans le temps. Si Epicure ne se souciait guère de ne bientôt plus être, son cas est exceptionnel, écrit Arendt. Les Grecs ont cherché à immortaliser leurs actions par la gloire, dont la condition était une vie brève, mais héroïque. Ils étaient hantés, rappelle Arendt; par le dicton qui voulait que nul ne passe pour heureux avant d'être mort: en effet rien ne nous garantit que nous ne finirons pas notre vie de façon ignominieuse. Seuls ceux qui nous survivront pourront dire si notre vie a été ou non réussie, car eux seuls pourront la considérer comme un tout, la raconter et en tirer la leçon. La création artistique peut être assimilée à la synthèse de la fabrication et de l'action, c'est-à-dire, dans le vocabulaire de Wilhelm von Humboldt, de l'énergie créatrice (energeia en grec) et du produit (ergon). Apprécier une œuvre d'art, c'est à la fois la considérer comme une réalité distincte de l'artiste, possédant l'ambiguïté des choses, et y retrouver la puissance vivante de l'imagination, des sentiments, d'une vision du monde. L'œuvre confère la permanence de la chose à la fugacité de l'inspiration et du geste de l'artiste. Cette tension entre Apollon et Dionysos se retrouve dans la rivalité du classicisme et du romantisme, ou encore du formalisme et de l'expressionnisme. Dans un clin d'œil à Bichat, Malraux définissait la culture toute entière comme l'ensemble des formes qui résistent à la mort. A vrai dire, remarque Sartre, si l'œuvre d'art survit en effet à l'artiste, on ne saurait la confondre avec une chose, c'est-à-dire une réalité qui demeure indépendamment de l'imagination humaine. C'est parce que nous contemplons un tableau qu'il est davantage que des pigments étalés sur une toile. Ajoutons que certaines cultures ne voient dans la création que l'aspect dynamique, l'acte pur ou l'inspiration, et ne se soucient absolument pas de pérenniser le dessin ou la peinture. En Inde, toute vie est transition, tout est pris dans un cycle perpétuel de création et de destruction. L'art ne saurait faire exception. Il est vrai qu'il s'agit surtout de communier, par l'intermédiaire d'un objet, avec l'esprit de quelque divinité. En dehors de cet instant sacré, l'œuvre n'est plus qu'un réceptacle déserté. Elle aura surtout servi à relier l'âme de l'artiste à la divinité, à la manière d'une prière. Benedetto Croce soulignait cependant qu'il n'y a art à proprement parler que si la création se continue dans la contemplation. Contempler, ce n'est pas coïncider avec les affects de l'artiste. L'art n'est pas de l'ordre du sentiment immédiat, ce qui ne signifie pas qu'il soit un jeu frivole et froid. L'art objective les sentiments. La colère s'évanouit en se répandant. Mais l'artiste la donne à voir, donne à voir les passions, les élans du cœur, métamorphosés dans la forme ou le rythme. Il les met au passé en quelque sorte. Alain écrit à propos de la musique qu'elle n'est ni gaie ni triste. « On appelle quelquefois mélancolie, faute d'un meilleur mot, cet état où l'on contemple ses propres malheurs, et tous les malheurs, comme des objets qui passent et déjà lointains; la musique figure merveilleusement ce souvenir et cet oubli ensemble. » Ainsi, la contemplation esthétique ne consiste pas seulement à apprécier une forme soustraite au temps. Elle nous libère de l'urgence de l'instant, elle nous permet de contempler la condition humaine de loin, ou de plus loin. C'était aussi la raison d'être de la tragédie: contempler les malheurs de l'homme du point de vue du destin. (voir l'article sur la vérité.)

Musique

Le temps est le paramètre principal de la musique, un des rares arts à s'inscrire dans une évolution temporelle. La différenciation entre temps subjectif et temps objectif y joue un rôle primordial, puisque l'émotion procurée se mesure à l'aune d'un temps subjectif, non quantifiable, et qui fait l'objet de plusieurs recherches en psychologie. Plusieurs compositeurs contemporains, comme Arvo Pärt, Pierre Boulez, José Manuel Lopez Lopez et bien d'autres, ont recherché des formes d'écriture, des procédés musicaux pour suspendre ce temps subjectif, pour inscrire le temps vécu dans une dimension contrôlée.
- Dans le solfège, le temps est une subdivision de la mesure et suggère la dynamique à apporter à l'interprétation (temps fort - temps faible).

Humour

- « Le temps est le moyen qu'a trouvé la Nature pour que tout ne se passe pas au même moment. » (John Wheeler, physicien)
- « Le temps n'est pas moins pollué que l'espace : je viens de passer un sale quart d'heure. » (Roland Topor)

Voir aussi

- Histoire de la mesure du temps
- Chronobiologie
- Kant : temps préconceptuel
- Saussure : synchronie et diachronie
- Hawking : une brève histoire du temps
- Feynman : la nature des lois physiques (The Character of Physical Law)
- Prigogine et Stengers : la Nouvelle Alliance
- Ordre de grandeur (temps)
- Temps décimal
- La synchronicité, chez Jung (psychologue) et Fermi (Physicien) Existence | Philosophie | Espace | Relativité | Temps universel coordonné | Le temps en physique

Liens externes

- [http://members.aol.com/lagardesse Histoire de la mesure du temps]
- [http://www.bipm.fr/fr/si/si_brochure/chapter2/2-1/2-1-1/second.html BIPM] La définition de la seconde.
- [http://www.florencetime.net/ Florencetime.net] Le temps en hexadécimal.
- Horloges en ligne
- [http://www.horlogeparlante.com/ Horloge Parlante]
- [http://www.bipm.org/fr/practical_info/time_server.html Heure UTC] du BIPM
- [http://www.timeticker.com/ TimeTicker] Horloge en ligne avec outil de synchronisation de l'heure de l'ordinateur (par ActiveX donc pour Internet Explorer uniquement)
- [http://f.noiraux.free.fr/ Sunclock designed by Franck NOIRAUX] Le temps solaire réel.
- [http://www.centrebouddhisteparis.org/Sangharakshita/Les_limites_de_l_espace_et_le_/les_limites_de_l_espace_et_le_.html Kant et les limites de l'espace et du temps] ja:時間 ko:시간 simple:Time

Son (physique)

Le son est une onde produite par la vibration mécanique d’un support fluide ou solide et propagée grâce à l’élasticité du milieu environnant sous forme dondes longitudinales. Par extension physiologique, le son désigne la sensation auditive à laquelle cette vibration est susceptible de donner naissance. La science qui étudie les sons s’appelle l’acoustique. La psychoacoustique combine l'acoustique avec la physiologie et la psychologie pour déterminer la manière dont les sons sont perçus et interprétés par le cerveau.
Propagation du son

- Dans un milieu compressible, le plus souvent dans l’air, le son se propage sous forme d'une variation de pression créée par la source sonore. Un haut-parleur, par exemple, utilise ce mécanisme. Notons que seule la compression se déplace et non les molécules d’air, si ce n’est de quelques micromètres. Lorsque l'on observe des ronds dans l’eau, les vagues se déplacent mais l'eau reste au même endroit, elle ne fait que se déplacer verticalement et non suivre les vagues (un bouchon placé sur l’eau reste à la même position sans se déplacer). Pour cette raison, il n’y a pas de « vent » devant un haut-parleur. Le son se propage également dans les solides sous forme de vibrations des atomes appelées phonons. Là encore, seule la vibration se propage, et non les atomes qui ne font que vibrer très faiblement autour de leur position d'équilibre.
- La vitesse de propagation du son (on parle également de la célérité) dépend de la nature, de la température et de la pression du milieu. Comme l’air est proche d’un gaz parfait, la pression a très peu d'influence sur la vitesse du son. Dans un gaz parfait la célérité est donnée par la relation $c=\frac$ ou $\rho$ est la masse volumique du gaz et $\chi$ sa compressibilité. On voit donc que la célérité du son diminue lorsque la densité du gaz augmente (effet d’inertie) et lorsque sa compressibilité (son aptitude à changer de volume sous l’effet de la pression) augmente. Dans des milieux solides (non gazeux) le son peut se propager encore plus rapidement (voir ci-après).
- Les ondes sonores se déplacent à environ 344 mètres par seconde dans de l’air à 20 °C, vitesse qu'on peut arrondir à environ un kilomètre toutes les trois secondes, ce qui est utile pour mesurer grossièrement la distance d’un éclair lors d'un orage (la vitesse de la lumière rendant sa perception quasi instantanée). Dans l’eau, sa vitesse est de 1482 m/s et dans l’acier de 5050 m/s. Le son ne se propage pas dans le vide, car il n’y a pas de matière pour supporter les ondes produites (isolation phonique).
Fréquence et hauteur
La fréquence d’un son est exprimée en Hertz (Hz), elle est directement liée à la hauteur d’un son perçu, mais n'en est qu'une des composantes (voir Psychoacoustique). À une fréquence faible correspond un son grave, à une fréquence élevée un son aigu. Tout être vivant doté d’une ouïe ne peut percevoir qu'une partie du spectre sonore.
- L’oreille humaine moyenne ne perçoit les sons que dans une certaine plage de fréquences située environ (selon l’âge, la culture, etc.), entre 30 Hz (au-deça les sons sont qualifiés d’infrasons) et 15 kHz (au-delà les sons sont qualifiés d’ultrasons). Certains physiologistes étendent même les limites de cette plage entre 20 Hz et 20 kHz.
- Le chat peut percevoir des sons jusqu’à 25 kHz.
- Le chien perçoit les sons jusqu’à 35 kHz.
- La chauve-souris et le dauphin peuvent percevoir les sons de fréquence 100 kHz. Certains animaux utilisent leur aptitude à couvrir une large bande de fréquences à des fins diverses :
- Les éléphants utilisent les infrasons pour communiquer à plusieurs kilomètres de distance.
- Les dauphins communiquent grâce aux ultrasons.
- Les chauve-souris utilisent les ultrasons avec leur système d’écholocation leur permettant de se déplacer dans le noir total.
Amplitude et force
L'amplitude est une autre caractéristique importante d’un son. La force perçue dépend (entre autres) de l’amplitude : le son peut être fort ou doux (les musiciens disent forte ou piano). Dans l’air, l’amplitude correspond aux variations de pression de l’onde. (cf. psychoacoustique)
Unité de mesure
Là où habituellement la pression est mesurée en pascals, en acoustique l’intensité se mesure en décibels (dB). C'est une unité qui utilise le logarithme soit du rapport de l'intensité sonore sur l’intensité de référence exprimées en watts par mètre carré (W₀ = 10^-12W.m^-2), soit du rapport de la pression produite sur la pression de référence, exprimées en pascals (P₀ = 2.10^-5 Pa). Elle a été choisie ainsi parce que cela permet d’avoir des chiffres aisément manipulables, qui ne deviennent pas extrêmement grands ou petits (cf. échelle logarithmique), et parce que cette approche correspond mieux à ce que perçoit l’oreille humaine en terme de sensation sonore. Mais attention, la notion de niveau sonore ne donne qu’une vague idée de la sensation perçue, car il faut prendre en compte la sensibilité de l’oreille, qui varie principalement selon la fréquence du son (l’oreille est moins sensible aux basses fréquences). Une meilleure approximation du volume perçu est donnée en dBA ou décibels pondéré A, elle peut être mesuré électroniquement après filtrage du signal par un filtre à pondération A (il existe également des pondérations B et C adaptées aux mesures de sons d’intensités plus grandes). 0 dB correspond au minimum que l’oreille humaine peut percevoir appelé seuil d'audibilité, et non au silence absolu. Cette valeur a été choisie par expérimentation pour un son de fréquence 1000 Hz, elle vaut 10^-12 W.m^-2, mais la plupart des personnes ont un seuil d’audibilité supérieur à 0 dB (environ 4 dB). Le seuil de douleur est de 130 dB, mais l’oreille peut subir des dommages à partir de 85 dB (voir Psychoacoustique). Il suffit de changer la référence de puissance ou de pression (P₀ ou W₀ dans les formules ci-dessous) pour que l’échelle des volumes soit complètement changée. C'est pourquoi les décibels gradués sur le bouton de volume d’une chaîne Hi-fi ne correspondent pas du tout à des niveaux acoustiques mais à des puissances électriques de sortie de l’amplificateur, ce qui n'a quasiment rien à voir : la valeur 0 dB représente bien souvent la puissance maximale que l’amplificateur est capable de délivrer.
Différentes mesures de l’amplitude
Il existe plusieurs façons de mesurer l’amplitude d’un son, et par extension, d’un signal quelconque de nature ondulatoire :
- l’amplitude moyenne (la valeur moyenne arithmétique du signal positif)
- l’amplitude efficace (amplitude continue équivalente en puissance)
- l’amplitude crête (maximale positive)
- l’amplitude crête à crête (l’écart maximal d’amplitude positive et négative) Dans la pratique, l’amplitude moyenne présente peu d’intérêt et n’est pas utilisée. En revanche, la valeur efficace ou RMS, pour Root Mean Square en anglais, soit la valeur quadratique moyenne du signal est universellement adoptée pour mesurer la valeur des tensions alternatives, dans le cadre général autant qu’en acoustique. Un amplificateur qui est donné pour 10 watts RMS fera 14 watts en crête et 28 watts en crête à crête (aussi noté cc). Les mesures de puissance crête à crête sont assez souvent appelées « watts musicaux » par les vendeurs de matériel audiovisuel car les chiffres sont plus flatteurs.
Timbre
Le timbre détermine la couleur du son. Il est différent pour chaque type de source sonore et différencie, à l’oreille, deux sons qui auraient la même fréquence fondamentale et la même force. Le timbre musical est très difficile à définir autrement que de manière négative (le timbre n’est pas ...). Pourtant, depuis le milieu du , l’acoustique a fait de grands progrès dans l'étude de cette composante, grâce au perfectionnement des instruments d’analyse du son (voir l'article Timbre). Dans un sens restreint du mot, le timbre représente aussi la clochette ou à l’avertisseur sonore que l'on utilise dans les hôtels ou sur un vélo pour avertir de sa présence. C’est aussi un élément de la caisse claire, situé en dessous (voir la description d’une batterie). Cet élément est constitué généralement de fils métalliques vibrant sous l’effet de la frappe, donnant le son caractéristique de la caisse claire.
Espace-temps
Comme tous les phénomènes perçus, le temps joue un rôle fondamental pour l’acoustique (et encore plus en musique). Il existe même des relations très étroites entre l'espace et le temps, vu que le son est une onde qui se propage dans l’espace au cours du temps. On distingue trois grandes classes de signaux acoustiques :
- périodiques : Signaux dont la forme se répète dans le temps (à l’identique) ;
- aléatoires : Signaux qui n'ont pas de caractéristiques périodiques. Dans ce qui suit, et d’une manière générale, on ne s'intéresse qu'à un ensemble restreint de ces signaux ; ceux qui ont des caractéristiques statistiques stables dans le temps. On les appelle signaux aléatoires ergodiques. Concrètement, c’est le cas des bruits « blanc ou rose » utilisés par les scientifiques et certains artistes ;
- impulsionnels : Signaux qui ne se répètent pas dans le temps et ont une forme déterminée. Tous les signaux peuvent être définis et analysés indifféremment dans l’espace temporel ou dans l'espace fréquentiel. Dans ce dernier, on aura souvent recours à l’utilisation du spectre du signal, calculé depuis sa définition fréquentielle (dite du domaine de Fourier). Le spectre d’un signal représente les différentes « notes » ou sons purs que contient un son, appelés partiels. Dans le cas d’un signal périodique stable comme une sirène, le spectre n’évolue pas au cours du temps et présente une seule valeur appelée « raie ». Il est en effet possible de considérer tout son comme la combinaison d’un ensemble de « sons purs » qui sont des sinusoïdes. Voir à ce sujet l’article sur la transformée de Fourier.
Enregistrement
Article détaillé : Enregistrement sonore
La musique
La musique est l’art de combiner les sons en termes de mélodie et/ou d’harmonie (notamment). En ce qui concerne la musique occidentale tout du moins, la notion essentielle (mais subjective) est celle de la consonance qui est intimement liée au phénomène des sons harmoniques. Cependant, et depuis des siècles, les musiciens et les théoriciens ont buté sur l’impossibilité d’aboutir à la définition d’une échelle musicale « idéale ». Un exposé complet des problèmes posés fait l’objet de l’article gammes et tempéraments et de plusieurs articles associés. La comparaison de termes musicaux et de leur équivalent scientifiques (hauteur et fréquence, par exemple) montre la limite en art et science, limite que l’acoustique musicale a tenté de franchir en montrant les rapports qui peuvent s’établir entre la perception humaine de la musique et les phénomènes physiques qui peuvent être liés.
Le son et l’informatique
Depuis la découverte de la synthèse numérique des sons, et avec l’arrivée d’ordinateurs personnels équipés en standard d'une carte son, il est devenu à la portée de tous d’enregistrer et de traiter les sons. De nombreux professionnels se tournent vers des solutions numériques, de moins en moins onéreuses, qui offrent, avec la progression de la capacité des ordinateurs, une foule de possibilités. Les cartes son haut de gamme possèdent de nombreuses entrées et sorties analogiques et numériques pour relier synthétiseurs et tables de mixage. L’informatique musicale s'est ainsi développée au même rythme que les capacités de calcul des ordinateurs.
L’acquisition
Quand nous allons vouloir traiter du son avec un ordinateur, nous allons procéder à son acquisition. Cette opération consiste à transformer les variations de pression du son, en une suite de nombres que les moyens informatiques pourront traiter. On appelle cette transformation l’échantillonnage du signal. Pour cela, on utilise un microphone qui convertit les variations de pressions de l’air en signaux électriques que l'on relie a un convertisseur analogique-numérique (CAN ou ADC en anglais, pour Analog to Digital Converter) qui va numériser ce signal à pas régulier, le transformer en une suite de nombres. Ce travail est généralement réalisé par les cartes son sur les ordinateurs personnels. Catégorie:Son Catégorie:Acoustique Catégorie:Physique
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Liens externes
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Pression

Définition

En physique, on définit la pression, notée p, comme le quotient d'une force (F) sur l'aire de la surface (S) sur laquelle elle s'applique : :

P=\frac\,\!

Cette définition et cette formule sont similaires à celles de 'contrainte' dans l'article Mécanique des milieux continus. Dans le système métrique international, l'unité de mesure de la pression est le pascal (Pa) : une pression de 1 pascal correspond à une force de 1 newton exercée sur une surface de 1 m². Lorsque la pression est plus forte que la résistance à la compressibilité, notamment si le solide est friable, alors il est plus ou moins écrasé. L'appareil de mesure de la pression est le manomètre . Pour la pression atmosphérique , on utilise le baromètre.

Autres unités usuelles

- 1 bar = 10⁵ Pa
- 1 kgf/cm² = 0,981 bar (kgf = kilo-gramme force)
- 1 PSI = 6 894 N/m² = 6 894 Pa (PSI = pound per square inch = pound/in², livre par pouce carré, unité anglo-saxonne)
- 1 PSI = 0,068 94 bar
- 1 atm = 101 325 Pa (atm = Atmosphère)
- 1 mm Hg = 1 torr = 133 Pa (mmHg = millimètre de mercure) Catégorie:Physique Catégorie:Mécanique Catégorie:Mécanique des fluides Catégorie:Quantité physique Catégorie:Hydraulique Catégorie:Thermodynamique ja:圧力 ko:압력 ms:Tekanan

Positionnement

En publicité et marketing, on nomme positionnement la place d'une marque commerciale par rapport aux concurrentes dans l'esprit du consommateur en tenant compte de sa promesse. Exemple :
- "Je vends du dentifrice pour rendre les dents blanches"
- Promesse : "Nous allons rendre vos dents blanches"
- Positionnement : "Dentifrice qui rend les dents blanches"
- Prescription découlant de cette stratégie si elle a bien fonctionné (dans le meilleur des cas) : "Tu ferais bien de prendre ce dentifrice qui rend les dents blanches" Il faut distinguer le positionnement de la notoriété, qui vise à se rappeler au bon souvenir du consommateur. Le positionnement renvoie à l'image que perçoivent les clients de la marque, en s'appuyant sur des critères subjectifs : valeurs de la marque, codes de communication, etc. L'efficacité du positionnement est renforcée que ce dernier s'appuie sur des qualités factuelles du produit ou service promu.

Stratégies de positionnement

Elles différeront selon que la marque est perçue comme leader ou outsider.

Positionnement d'un leader

Une marque leader aura toujours intérêt à parler :
- De son créneau et non de la concurrence, car citer simplement celle-ci aurait pour elle une retombée publicitaire non voulue. Coca-Cola répète volontiers que son seul véritable concurrent, c'est l'eau du robinet.
- En termes généraux plutôt que des détails. Dans les années 60, tandis que ses concurrents mettaient l'accent sur les spécificités de leurs solutions, IBM axait l'essentiel de sa publicité sur… les bienfaits de l'informatique en général, se positionnant comme étant l'informatique. Sa part de marché ne cessa de croitre pendant cette période, le positionnement n'étant bien entendu qu'un élément parmi bien d'autres de cette croissance.

Positionnement d'un outsider

L'outsider a en revanche toujours intérêt à mentionner directement ou indirectement le leader, de façon à s'associer à lui dans l'esprit du public. Le slogan d'Avis, numéro 2 des locations de voitures, était « We try harder ». L'outsider peut user de son capital de sympathie pour malmener, parfois sévèrement, le leader (l'inverse serait très mal accueilli du public, car perçu comme déloyal et lui donnant mauvaise conscience. Les charges de Pepsi-Cola contre Coca-Cola là où la publicité comparative faisait partie des moeurs a laissé un souvenir homérique, et bénéficié en fait aux deux concurrents en présence en estompant dans l'esprit du consommateur l'existence d'autres boissons comme le Dr Pepper (qui fut ensuite racheté par l'une de ces deux firmes). En formation professionnelle le positionnement est une évaluation initiale des acquis du stagiaires.

Voir aussi

- En informatique, « positionnement » désigne l'optimisation d'un site web pour les moteurs de recherche. Catégorie:Communication Catégorie:Marketing

Calcul

catégorie:Homonymie Le mot calcul vient du latin calculus : caillou, il est dit que les bergers comptabilisaient leurs moutons avec des cailloux dans un pot à l'entrée et à la sortie de la bergerie.
- Le mot calcul peut avoir une signification mathématique.
- Le mot calcul peut également avoir une signification en médecine ou en médecine vétérinaire : « cailloux » formés principalement dans les voies urinaires (calculs rénaux), biliaires (calculs biliaires), mais aussi par exemple dans les canaux lacrimaux, etc.

Information

Selon G-B Davis, l'information représente les données transformées sous une forme significative pour la personne qui les reçoit : elle a une valeur pour ses décisions et ses actions.

Perception

On qualifie d'information toute donnée pertinente que le système nerveux central est capable d'interpréter pour se construire une représentation du monde et pour interagir correctement avec lui. L'information, dans ce sens, est basée sur des stimuli sensoriels véhiculés par les nerfs.

Journalisme

Une information est ici la mise en forme écrite ou orale d'un fait ou d'un événement daté et (en principe) objectif. Elle constitue alors la base rédactionnelle d'un journal. On l'oppose généralement à la publicité, dont le caractère non objectif est avéré, bien que cette dernière puisse véhiculer un message informatif (au sens de la théorie de l'information).

Administration publique (gouvernement)

Dans le contexte de l’administration publique, nous considérons comme «information» toute donnée pertinente dont la collecte, le traitement, l’interprétation et l’utilisation concourent à la réalisation d’une mission gouvernementale.

Théorie de la décision

La théorie de la décision ne considère comme information que ce qui est de nature à entraîner ou modifer une décision. Dans le cas contraire, il s'agit d'un simple bruit. L'information peut être définie comme une donnée réductrice d'incertitude.

Systémique

L'information (ou néguentropie) est un facteur d'organisation qui s'oppose à l'entropie. C'est une composante de base, avec l'énergie et la matière. Le sens du mot y est indépendant de l'organisme récepteur, le cas de la perception n'étant que l'information appliqué au vivant. L'information y est inversemment proportionnelle à sa probabilité. En clair, énoncer l'évidence n'apporte pas beaucoup d'information, alors que diffuser une information inattendue est plus utile.

Théorie de l'information

Selon la théorie de l'information, des données contiennent de l'information quand celles-ci ne sont que peu compressibles et qu'elles sont complexes. En effet, l'information contenue dans un message composé d'une seule lettre se répétant un grand nombre de fois tel que « AAAAAAAAA... » est quasiment nulle (on parle alors de faible néguentropie. Kolmogorov a tenté de définir le contenu d'information d'une donnée par la taille du plus petit programme permettant de la fabriquer. Ainsi, pi aurait une complexité moyenne malgré son nombre infini de chiffres, le programme permettant d'en construire la suite (infinie) de nombres tenant sur une seule page. Cependant, la complexité est alors liée à une machine donnée et prend une allure arbitraire. On préfère en général parler de l'information liée au couple message + récepteur, le dernier possédant des implicites valorisant le message (et, de fait, tout message est incompréhensible sans ces implicites supposés; ainsi un message en chinois pour qui ne comprend pas le chinois). Ainsi, la phrase "Médor est un chien" contient plus d'information que "Médor est un quadrupède", bien que la seconde contienne plus de lettres. La différence est à mettre au compte de la connaissance d'un dictionnaire implicite et faisant partie du contexte, qui nous permet de savoir qu'un chien est nécessairement - sauf amputation - un quadrupède, l'inverse n'étant pas vrai. Les notions de quantité d'information, d'entropie et d'information mutuelle font l'objet d'une discipline spécialisée, initiée par Claude Shannon. On a beaucoup cru, à une certaine époque, à une telle théorie, capable à son tour d'informer toutes les sciences (la biologie, l'anthropologie, la documentation, l'économie) : tout, du fonctionnement de l'organisme à la diplomatie internationale, en passant par les scènes de ménage, pourrait être décrit sous la forme d'un système d'information et de ses régulations (feed back). Il fallait pour cela généraliser aventureusement le travail des ingénieurs, qui avaient des visées bien précises : Shannon souhaitait rendre les télécommunications plus robustes, Wiener voulait piloter des automates, Kolmogorov cherchait des moyens de compacter un programme informatique. Ce qu'ils nommaient « information » était un concept précis, limité, permettant de contrôler une machine opérant sur une forme, en conservant certains de ses caractères quantifiés. Le succès de la prétendue « théorie de l'information » générale n'est peut-être qu'un « coup » de marketing intellectuel. La naïveté de ce point de vue étonne aujourd'hui. Avec le temps, ce qui était un rêve est devenu une idéologie, ancrée dans des dispositifs techniques et économiques, asservie par un modèle politique et social, où l'augmentation des échanges, la technicité des procédures et la confiance dans la capacité des sociétés et des marchés à s'organiser spontanément sont censées régler les comptes de l'histoire. Ce qui reste aujourd'hui du rêve d'une théorie générale de l'information est la complexité que son échec a fait apparaître. Représentant la société comme un système en régulation permanente, elle a buté sur l'existence des conflits, des dissymétries, des pouvoirs qui travaillent la communication. Invitant à regarder toute culture comme un flux de données, elle a menacé la mémoire qui lui donne une durée. Prétendant ramener la valeur de l'information à un calcul, elle a achoppé sur la diversité des critères qui font de l'information sociale une construction toujours singulière et provisoire. Cherc