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Bluetooth a vingt ans

Un protocole pour supprimer les câbles

À la fin des années 1990, avec l'irruption de la téléphonie mobile dans la vie quotidienne, les constructeurs cherchent une solution pour supprimer des câbles de raccordement entre le téléphone portable et les oreillettes. ...

La photosynthèse artificielle

CC by U.S. Department of Energy / United Joint Center for Artificial Photosynthesis

Une quête bioinspirée

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Asthme : pistes thérapeutiques

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Une maladie incurable

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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Les métamatériaux constituent un champ de recherche actif, en particulier dans les domaines de l'électromagnétisme et de la mécanique. L'objectif est de conférer à des matériaux des propriétés particulières, en ...

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. ...

Les atouts de la voiture électrique

Des impacts à clarifier

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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Voitures autonomes : les nouveaux conducteurs
Dorénavant des voitures 100% autonomes ont le droit de circuler. Aux Etats-Unis, cette autorisation pose la question de l’avenir des voitures et de leur statut.

Les voitures autonomes : qu’est-ce que c’est ?

Détecteur de véhicules situés dans l'angle mort, avertisseur de franchissement de ligne, système d'alerte de collision frontale, freinage automatique, en l’espace de quelques années, les équipements de ce type se sont multipliés à bord des voitures, surtout haut de gamme et de luxe. Ils tendent tous à un même objectif : rendre la voiture autonome.

L’aventure commence en 2003 avec la première voiture capable de se garer toute seule. Depuis, c’est une course à l’automobile autonome qui se joue. Aujourd’hui il n’existe qu’une seule voiture totalement autonome. Et heureusement, car elle ne possède ni volant, ni pédales. Cependant, le principe de fonctionnement entre ces voiture reste le même et emploie à peu près les mêmes technologies.

Fonctionnement d’une voiture autonome

Il y a tout d’abord le détecteur : un lidar. C’est un système de télédétection par laser, qui scanne l’environnement direct de la voiture (sur 360° jusqu’à 60 mètres) et en produit une carte 3D détaillée. Il permet à la voiture de respecter la signalisation, d’éviter les obstacles et de se situer dans l’espace.

Les capteurs de mouvement, intégrés aux pare-chocs avant et arrière, détectent les véhicules loin devant et derrière, et mesurent leur vitesse. En fonction de la situation, la voiture accélère ou ralentit. Ils voient plus loin et mieux, sous la pluie et dans le brouillard, que le lidar. Un autre type de capteur joue le rôle d’oreille interne, donnant à la voiture son sens de l’orientation.

La caméra, située à hauteur du rétroviseur intérieur, détecte et interprète les feux de circulation, les panneaux de signalisation et la présence des piétons.  

Lidar, capteurs et caméras, transmettent ensuite les informations au cerveau du système : un ensemble de logiciels. Après traitement des données et évaluation de la situation, il décide et commande les actions via servocommande sur le volant, l’accélérateur et les freins.

Pour la voiture totalement autonome, il ne reste plus qu’au conducteur à donner à la voiture sa destination, via un écran ou une commande vocale. Pour les autres voitures, le mode autonome est désactivé dès que le volant, les pédales ou le bouton d’arrêt est actionné, selon le modèle.

La voiture de demain ?

La National Highway Transporation and Safety Administration (NHTSA), l'agence américaine chargée de la sécurité routière, a indiqué que, dorénavant, le système de conduite 100% autonome de la Google Car pouvait être considéré comme un conducteur à part entière. Cependant, cette réglementation ne s’applique pas à l’usage public. En effet, dénuée de volant et de pédales, avec une vitesse limitée à 40 km/h, la Google Car n’a pas pour vocation d’envahir le marché de l’automobile, mais d’inspirer les constructeurs automobiles. Et ils n’ont pas attendu !

General Motors devrait commercialiser, mi-2016, sa nouvelle Cadillac équipée d’un  « super » régulateur capable de maintenir la voiture dans sa voie de circulation, tout en respectant les distances de sécurité. Elle pourra aussi s’arrêter totalement si la circulation est stoppée. Son point fort ? Elle pourra aussi rouler à une vitesse de 100 km/h. Volvo, possède lui aussi sa voiture semi-autonome. Cependant, contrairement à celle de Google ou à Tesla (dans sa version à venir), la voiture ne peut pas changer de voie d’elle-même. C’est sans compter les autres constructeurs comme Renault, Peugeot Ford, BMW, Audi, Mercedes-Benz, qui sont eux aussi dans la course.

La voiture totalement autonome, destinée au public, n’est donc pas pour tout de suite. Cependant, en faisant des systèmes de Google Car des « conducteurs » responsables, le champ de nouvelles réglementations et de nouveaux cadres juridiques pour les voitures autonomes est enfin ouvert.

Pour en savoir plus :

Google self driving cars are legal drivers us rules - article de Robotic Trends
Les projets français de voiture autonome - article de Voiture Autonome
Google Car : comment ça marche ? - article de Observatoire du design urbain
Voiture autonome : la révolution est en marche - article de La Presse
  

 

La rédaction de Sciences en Ligne
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