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La photosynthèse artificielle

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Asthme : pistes thérapeutiques

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En France, l'asthme touche plus de quatre millions de personnes et cause environ 1000 décès chaque année. Généralement de nature allergique (70% des formes d'asthme), l'asthme provoque des difficultés ...

Des métamatériaux aux propriétés étonnantes

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Véhicules autonomes : situation et défis

Les véhicules autonomes font l'objet d'importants efforts de recherche et développement chez les industriels du secteur automobile ou encore chez les géants de la Silicon Valley. Les premiers développements ont commencé dans les années 2000 et aujourd'hui, de nombreuses sociétés ...

Joseph Fourier

Joseph Fourier, l'un des plus grands mathématiciens français, est né il y a 250 ans, en 1768, à Auxerre. C'est l'occasion de revenir sur les découvertes de ce génie des mathématiques et de la physique, qui sont aujourd'hui au cœur des technologies utilisées au quotidien. ...

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Si l'intérêt des véhicules électriques pour la réduction de la pollution de l'air, en particulier dans les villes, est évident, il n'en est pas de même pour ce qui est de sa contribution à la lutte contre le changement climatique ...

fractales et compréhension du monde

Il est coutume, pour décrire un objet fractal, de le rapprocher de la récursivité des poupées russes : tous deux présentent une structure dite hologigogne, c'est-à-dire que leur tout est parfaitement identique à chacune de ses parties. Forgée en 1974 par le mathématicien Benoît Mandelbrot, la notion de fractalisation aura permis la désinence de bien des figures, jusque-là trop irrégulières pour répondre aux normes géométriques traditionnelles. Nombre de phénomènes naturels sont aujourd'hui répertoriés comme fractals compte tenu de leur géométrie autosimilaire : le chou-fleur de variété romanesco par exemple, la fronde d'une fougère, le réseau des rivières, les alvéoles pulmonaires, la structure des invertébrés, des vaisseaux sanguins, des roches, des lignes de côtes, des flocons de neige, etc.  La modélisation par des fractales permet même de mieux comprendre certains phénomènes comme la spongiosité d'un nuage, les turbulences d'un liquide, les éruptions volcaniques, la répartition des exoplanètes jusqu'aux motifs de la queue d'un paon...

Chez l'Homme par exemple, la configuration des bronches, garantit une surface d'échange gazeux particulièrement étendue - la même chose pour les végétaux : la fragmentation régulière des frondes d'une fougère augmente l'efficacité de la photosynthèse ; il a également été démontré qu'entre un chou romanesco et un chou ne présentant aucune fractalisation, l'activité photosynthétique du chou "fractal" était 4 à 5 fois plus élevée.

La radio est un autre domaine d'application : les antennes d'ailes télescopiques rétractables permettent d'occuper un très faible espace tout en maintenant une bonne émission des ondes radioélectriques. Cela étant, le domaine pour lequel la fractalisation est la plus exploitée reste l'imagerie : la fameuse compression d'images informatiques (sous le code JPEG) par exemple, s'articule autour de techniques fractales censées corriger les motifs répétitifs que l'on trouve en photographie.

Les fractales s'appliquent à des domaines tels l'urbanisme, la sociologie, la finance... Les économistes Laurent-Emmanuel Calvet et Adlai Fisher ont ainsi développé des modèles dits "multifractals" à l'intention des entreprises pour évaluer les risques financiers - des sortes d'anticipations de la volatilité des échanges. En effet, il suffirait de regarder les évolutions des cours de bourse, les fameuses courbes « en dents de scie ». Qu'on regarde les courbes sur 10 ans, 5 ans, 6 mois, ou quelques semaines, les propriétés sont bien sûr différentes, mais l'allure générale de la courbe ne varie que très peu. On reconnaît dans ces objets une structure fractale : « ils peuvent être décomposés en fragments dont chacun a la même forme que le tout », comme l'expliquait Mandelbrot lui-même. Par ailleurs, certains n'hésitent pas à invoquer la fractalisation pour expliquer l'étonnante régularité des krachs boursiers - les marchés ayant effectivement tendance à chuter tous les 7 ans.

Mais finalement, c'est bien par leur beauté que ces objets fascinent le plus. Cette science du rugueux, pour reprendre l'expression de Mandelbrot, souvent érigée en symbole de l'élégance des mathématiques, s'est même traduite en courant artistique, baptisé art algorithmique ou simplement art fractal ; cette discipline regroupe des paysages synthétiques formés à partir de l'itération d'une fonction du plan dans le plan ; des animations ; mais aussi des musiques, caractérisées par le fait de répéter les mêmes motifs rythmiques, de façon à ce que chaque élément reproduise le tout.

Publié le 21/02/2018

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La fibre pour le très haut débit
La fibre optique fournit le très haut débit requis par notre monde hyperconnecté

(source image : www.elbpresse.de)
26/04/17

Le très haut débit et la fibre

L'ARCEP (Autorité de Régulation des Communications Électroniques et des Postes) définit le très haut débit par des débits d'information supérieurs à 30 Mbits/s. Le très haut débit est apprécié pour tous les usages du numérique, de plus en plus gourmands en bande passante, aussi bien pour les loisirs (notamment la consommation de vidéo) que pour les activités professionnelles.

La fibre optique est l'une des technologies (avec le satellite), qui assure une transmission d'information à très haut débit (de 200 à 1 000 Mbits/s). Elle présente l'avantage de ne pas être affectée par les interférences. De plus, elle permet une transmission sur des distances importantes sans détérioration du signal. Utilisée dans le coeur des réseaux des opérateurs, elle est également déployée pour desservir des clients en accès à très haut débit à l'Internet.

Technologies

L'installation de la fibre optique est généralement anticipée dans les projets d'infrastructures tels le Grand Paris, afin de réduire les coûts de "génie civil", qui représentent une part non négligeable de ces réseaux de communication terrestres. Diverses architectures existent pour la mise en oeuvre de la fibre. Le débit est maximal dans la configuration dite FTTH (fiber to the home), dans laquelle la fibre arrive jusque chez l’abonné. Le débit est moindre lorsque certaines portions sont équipées par de câbles de cuivre ou de câble coaxial (FTTx).

Par ailleurs, les progrès de la transmision optique sont constant, l'horizon visé par les recherches en cours étant le térabit/s. Ces progrès résultent de travaux sur le matériau lui-même, sur le traitement du signal, ainsi que sur la photonique. Ainsi, le multiplexage en longueur d'onde, en anglais WDM (Wavelength Division Multiplexing) , a permis d'augmenter le débit sur une fibre optique en faisant circuler sur une seule fibre des signaux de longueurs d'onde différentes.

En plus des télécommunications et de l'imagerie, y compris avec les fibres optiques infrarouges, les propriétés de la fibre optique sont exploitées dans le domaine des capteurs. Elle permet également de développer les éclairages naturels, en conduisant la lumière extérieure captée par des lentilles jusqu'à des luminaires dans les bâtiments.

 

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