Archives pour la catégorie Technik

Images et Couleurs (Part. 1)

La science et l’art, la technique et la créativité, les outils numériques sont présents dans notre quotidien pour nous aider à communiquer, à partager et à créer. Les images RVB d’un écran d’ordinateur, les images CMJN contenues dans un livre, des pigments naturels aux codages binaires des couleurs. L’idée est de démystifier la technologie et ses complexités en utilisant l’histoire, l’art, la lumière, l’image et la couleur pour stimuler la compréhension des outils numériques tout en précisant les limites de quelques modèles scientifiques. La physique théorique elle même a des difficultés pour expliquer la manifestation colorée de la matière et son interaction avec la lumière.

Lire la suite Images et Couleurs (Part. 1)

Transports de l’Information

L’électronique permet de transporter de l’information contenue dans un courant électrique ou dans la lumière émise par une source contrôlée. Alors que pour transporter de la matière, dans les temps anciens, il eu fallu d’abord dresser des animaux, puis inventer la roue, puis utiliser la force de l’eau, la puissance de la vapeur, la combustion du pétrole, les avions à réactions… Quels sont les changements socio-philosophiques révélés par le transport de l’information ?

Quelques dates

TELEPHONE

1790 : Télégraphe de Chappe

1830-1840 : Télégraphe électrique (Morse, Cooke, Wheatstone, Steinheil) ; Dès le milieu du XIXe siècle, le télégraphe est pratiquement un service ouvert au public en Angleterre, au Etats-Unis et en France

1852 : câble sous-marins entre l’Angleterre et l’Irlande, puis entre l’Angleterre et la Belgique, puis câble transatlantique dont la pose fût une véritable prouesse technique pour qu’il fonctionne de manière sûre en 1866

Amélioration du télégraphe avec le code Baudot (Emile) puisque les communications s’effectuent directement avec un clavier alphanumérique et non plus en morse

Après les travaux de Philippe Reiss, Graham Bell invente le téléphone qui est amélioré par Edison (ajout d’une source d’énergie pour augmenter les distances de communication)

DISQUE/MUSIQUE

1857 E.L. Scott invente le phonographe qui enregistre les vibrations faites par le son sur une membrane

1877 Charles Cros créait le paléophone qui enregistrait les sons et pouvait même les reproduire (Industrie du disque)

CINEMA

Invention de la camera obscura

1833 le stroboscope est inventé par Stampfer

1853 Franz von Uchatius obtient de grossières projections en améliorant l’idée de la « lanterne magique ».

{…}

Notre société est maintenant intimement liée aux techniques fonctionnelles de l’électronique.

Dans tous les domaines de l’activité humaine, l’informatique, l’électronique, la communication radio et satellitaire sont des technologies de l’ère numérique. Ces techniques appliquées des théories fondamentales de la physique permettent de transporter de l’information.

Définition de l’électronique

L’électronique est une science appliquée dont l’objet est l’étude du mouvement des électrons dans le vide ou dans les milieux matériels. Elle est née avec la découverte (par Lee de Forest en 1907) de la lampe triode. C’est le premier dispositif permettant de commander (avec une vitesse suffisante) une puissance importante par un signal de très faible puissance. C’est important de dépenser « peu d’énergie pour en contrôler beaucoup » et l’électronique permet d’y contribuer.

Cette fonction de commande a permis de développer les amplificateurs, et plus tard, avec l’apparition des systèmes permettant le traitement du signal électrique, le développement des télécommunications.

C’est ainsi que ce double aspect « commande et signal », et grâce au développement des composants à semi-conducteurs fiables et de faibles dimensions, que l’électronique s’est introduite aujourd’hui dans tous les domaines de la technique et de la vie quotidienne.

Transmission de l’information et théorie de Shannon

 L’électronique est une donc une branche de l’électricité. Puisque l’électricité est un transport d’électrons dans des fils conducteurs, l’électronique est un système permettant la transmission, le transport et la computation de l’information.

L’information peut être analogique ou numérique.

Peut-on porter un son à la vitesse de la lumière ?

{description de la chaîne de transmission}

Comment peut-on expliquer le fonctionnement en « graph-set » d’une machine commandée par l’homme ?

D’une manière générale dans la vie quotidienne, comme dans une industrie, les systèmes de production sont automatisés. Qu’est-ce que cela signifie ?

Exemple de contrôle automatisé

Pour contrôler une fabrication ou un processus à exécuter, des capteurs analogiques (pression, température, débit…) sont utilisés pour récolter les informations. Les informations analogiques sont transmisses à un codeur « analogique-numérique » puis les informations numériques sont finalement traitées par un calculateur. Selon les résultats et leur comparaison avec des seuils prédéfinis, le calculateur élabore des ordres d’action qui, appliqués à des commandes, permettent de contrôler le processus de fabrication. Ainsi, le système est constitué de boucles multiples et la régulation du processus devient automatique avec une possibilité d’optimisation systématique de la production industrielle, une diminution des risques d’erreur…

Un système commandé en électronique est donc un système de communication qui traite, étape par étape, l’information simple ou complexe, à une ou plusieurs sources, à un ou plusieurs destinataires, avec contrôle par bouclage sécurisé (démultiplié) ou pas.

D’une manière générale, l’information qui est transmise par un système s’appelle un « signal ». Pour la télévision, on parle de « chaîne » en français ou « channel » en anglais.

Théorie de Shannon

Finalement, qu’est-ce qu’un système de communication ?

Le schéma général a été proposé par Shannon dès 1948. Et tout mauvais fonctionnement d’un de ces éléments ou toute perturbation du signal entraîne une perte d’information.

Émetteur è codeur è canal de transmission è décodeur è récepteur

Ce diagramme représente, dans une formulation simple, la théorie de l’information.

Si une perte d’information est avérée, la chaîne de transmission de l’information est rompue.

{Le signal radio}

Le principe de causalité

L’électronique est une science de haute technologie qui défie les lois de la nature et qui suppose que le principe de causalité est une approximation. D’un point de vue technique, l’électronique développe les échanges d’information et les systèmes de communication. La structure sociologique de la civilisation mondiale est modifiée en conséquence.

L’électronique au quotidien

{…}

Dématérialisation de la monnaie

L’électronique est une révolution dans le quotidien des hommes et des femmes au début du XXIème siècle, il est difficile d’imaginer un monde sans Internet, sans les ordinateurs, ni les téléphones portables et autres joujoux programmés sur des circuits imprimés… Tous ces appareils dérivent du développement de l’électronique.

L’argent se dématérialise de plus en plus et les échanges financières profitent de cette accélération des transactions (et du secret bancaire) pour éviter les taxes soumises à l’impôt. L’électronique permet cela ! Tout comme l’implication des réseaux sociaux dans les révoltes du moyen orient au cours du printemps 2011, l’électronique est à la base (manifestée) de ces mouvements révolutionnaires.

Électronique, Information et Computation

Le monde est ainsi fait maintenant ; et les conquêtes nécessaires pour atteindre ce développement technologique s’identifient aux efforts réalisés pour miniaturiser les composants électroniques.

Un système électronique permet un traitement du signal c’est-à-dire qu’une « opération » est effectuée sur une information.

La théorie de l’information en électronique est très importante. La théorie de Shannon (1950) découle directement de la théorie statistique des gaz formalisée par Boltzmann à la fin du XVIIIe siècle.

Du signal analogique au signal numérique

La grande révolution de l’électronique est celle qui nous a permit de passer d’un signal analogique à un signal numérique. Initialement, l’électronique utilise une information contenue dans un signal électrique sous la forme d’une fonction sinusoïdale. Puis l’information est simplifiée dans un langage binaire c’est-à-dire par une suite de « zéro » et de « un ».

L’algèbre associée permettant d’effectuer les calculs (AND, NAND, OR, NOR…) est l’algèbre de Boole pour faire référence à son inventeur. La logique est booléenne, l’information est soit vraie, soit fausse, il s’agit d’un pur manichéisme.

Cette information binaire et les progrès de la technologie permettent de miniaturiser les composés électroniques pour stimuler les avancés technologiques dont nous profitons actuellement. Cette miniaturisation conduit les machines que nous utilisons à de plus en plus de « puissance » c’est-à-dire qu’elles effectuent de plus en plus de calcul à la seconde.

L’électronique s’intègre de nos jours dans toutes les machines qui nous entourent comme les voitures, les robots ménagers, les tronçonneuses… tous les appareils électriques ou thermiques que nous utilisons possèdent et possèderons à terme des microprocesseurs pour gérer « correctement » le fonctionnement des machines. Néanmoins, et pour l’instant, je l’espère encore, avant les vérifications ultimes de la constitution de la matière, de nombreux problèmes existent à cause de l’électronique… Globalement le système fonctionne, mais l’éthique humaine qui y est associée n’est pas toujours mise à jour. En fait, les conséquences éthiques des progrès technologiques posent actuellement un véritable problème à la résolution des problèmes dans le monde.

Exemple dans l’industrie automobile

Car maintenant, pour réparer une voiture moderne, il ne faut plus mettre « les mains dans le cambouis », il suffit de brancher une « valise » c’est-à-dire un ordinateur connecté au port I/O (entrée/sortie) de la voiture pour visualiser la panne sur l’écran du terminal. Que de progrès en 50 ans de recherche en électronique, et que de problèmes qui en découlent !

Dans l’industrie automobile, les conséquences économico-structurelles sont importantes pour les petits garagistes qui ne peuvent plus réparer eux-mêmes les voitures modernes s’ils ne possèdent pas une franchise (la « valise ») avec le fabricant de la voiture en question. Cela conduit les constructeurs à imposer un monopole pour le SAV de leurs véhicules. Qui dit monopole, dit exagération du prix des réparations. Et cette ascension vers les monopoles commerciaux en tout genre ne fait qu’augmenter les prix. En fait, cette situation problématique de l’ère électronique ne fait que commencer !

Electronik’Art

Malgré toutes les conséquences sociales et financières, l’électronique est un art car l’inventivité nécessaire, pour créer sans cesse de nouveaux composants/algorithme afin d’optimiser les calculs, est réellement une prouesse de l’imagination humaine. Dans toutes les sciences de haut niveau, l’inspiration est à la base de la créativité comme dans les disciplines artistiques.

Mais l’art est souvent attaché aux proportions harmoniques et au sens de l’esthétique alors que l’électronique cherche à fusionner les arcanes de la pensée scientifique, de la conceptualisation mathématique et les applications technologiques pour prolonger les cinq sens de la physiologie humaine.

En effet, l’ouïe n’est plus limitée à la distance et à ses capacités acoustique puisqu’une communication en direct peut avoir lieu de Paris à Moscou entre deux personnes par un flux d’informations photoniques (lumière) ou électriques (et gratuitement) via Skype sur Internet (par exemple).

C’est difficile de caractériser l’électronique pour en vulgariser son essence. Il y a clairement deux branches dans l’électronique, celle qui fabrique et optimise les composants (recherche technologique et appliquée) et la recherche fondamentale qui, par anticipation, permet de trouver les nouvelles « structures algorithmiques » qui équiperont nos appareils électroniques du futur. Et dans cette recherche algorithmique une grande part de créativité est nécessaire, il ne suffit pas d’analyser des courbes sur un oscilloscope pour « faire de l’électronique ».

Exemple avec les données bancaires

Prenons l’exemple, pour justifier les dires précédents, de l’ordinateur quantique permettant une superposition des états possibles (et une intrication) contrairement aux machines actuelles qui fonctionnent sur un langage binaire de « zéro » et de « un » limité par une discontinuité de certitude. Les capacités d’un ordinateur quantique sont nettement supérieures à celle d’un ordinateur numérique. Si l’on considère les clés actuelles de sécurité pour nos cartes bancaires, elles ne sont pas déchiffrables avec les ordinateurs classiques (du moins pas dans un temps raisonnable) mais elles le seront facilement avec les ordinateurs quantiques. Tout le principe de sécurité des clés bancaires devra être modifié.

Transports de la Matière

Il semble évident et même plaisant que le vélo puisse nous permettre de parcourir une distance plus importante qu’à pied (et à moindre effort) sur une même durée. De tout temps, l’Espace conditionne notre environnement proche et lointain, à partir des possibilités offertes au genre humain. Les développements sociologiques qui en émergent, dérivent des capacités permettant de parcourir, avec plus ou moins d’aisance, l’Espace qui nous entoure. Et nous sommes allés sur la Lune !

Je distingue deux types de transports qui seront développés par la suite :

  • Le transport de matière et la notion de puissance motrice ;
  • Le transport d’énergie et la notion d’information codée par un flux d’électrons ou de photons.

Quelques dates

La roue est à la base des déplacements de matière d’un point A vers un point B. D’une manière un peu naïve, certains pensent que la roue est inventée à partir de la technique de la baguette de bois tournée sur un socle pour allumer le feu. Mais il suffit de marcher en montagne et de descendre une pente caillouteuse proche d’une rivière, pour s’apercevoir qu’une nappe de galets nous soulève en permettant ainsi de déplacer plus facilement son propre corps. Il est tout aussi facile de comprendre le « principe de la rotation » en regardant le ciel étoilé puisqu’en quelques heures, on constate la rotation des principales constellations autour d’un centre que l’on nomme aujourd’hui étoile polaire.

En Scandinavie, des traineaux ont été découvert dans des tourbières. Ces traineaux nordiques auraient plus de 5000 ans. Les plus anciennes représentations de la roue se trouvent en Anatolie (-4000). La roue à rayons (-2000) succède à la roue pleine en Mésopotamie sachant que les Sumériens l’ont reçu des peuples de l’Asie centrale. A la même époque (-1900), plusieurs routes rayonnent autour de Babylone, vers Ecbatane, Suse et Sardes.

De nos jours, en France, le pays est sillonné par un réseau routier d’un million de kilomètres soit trois fois la distance Terre-Lune. Imaginons toutes les routes du monde (en comptant les voies maritimes), elles représentent (environ) un milliards de km soit 7 fois la distance Terre-Soleil.

Depuis les premières routes de Babylone, il y a 4000 ans déjà, l’humanité s’est déplacée en roulant sur des chars tractés par des chevaux aux bolides (terrestres, maritimes ou aériens) actuels dopés au kérosène et contrôlés par l’électronique. Le chemin parcouru est significatif, c’est-à-dire immense et irréversible…

La locomotion terrestre est optimisée (au début) par le dressage des animaux et le maniement des choses lourdes qui en découle (animal de bât). Initialement, les animaux étaient féroces et de corpulence imposante par rapport à l’être humain. Mais de nombreuses techniques ont été développées, les premiers peuples dans ce domaine sont :

– 4000 anciennes représentations de la roue en Anatolie;

-3500 sur un pot en céramique de Bronocice (Pologne) des chariots à roues sont également représentés (découverte archéologique de 1974);

-3500 le premier animal de bât est l’âne en Égypte;

– 2000 inventions de la roue à rayons plus légère et solide que les roues pleines (pierre ou bois) solidaires de l’essieu;

-200 la selle à armature rigide est inventée en Chine (Han);

-45 les véhicules lourds ne peuvent plus circuler dans l’enceinte urbaine de Rome (Lex Julia municipalis);

+200 les attelages chinois sont très perfectionnés;

+485 les Huns qui envahissent l’Inde utilisaient la selle, les étriers et les fers;

 

De l’outil aux machines

Pour aborder les techniques, il faut distinguer et toujours garder à l’esprit la structure suivante :

  • Inventivité/créativité
  • Les outils
  • Les machines
  • La méthodologie de conception/réalisation

On ne connaît réellement des techniques que lorsqu’on les pratique. De nos jours, une séparation s’est produite entre ceux qui font et ceux qui disent comment faire. C’est l’évolution logique des choses dans un processus de mentalisation (excessive), mais c’est un problème car de plus en plus de « donneur d’ordre » n’ont aucune idée des contraintes réelles de production. Il y a, au sein de l’humanité, des réalisations concrètes un « savoir faire » qui n’est perçu qu’en le faisant soi-même.

Définition de la technologie

La technologie est plus qu’une technique et moins qu’une science. La technologie est une science appliquée qui prend pour objets les produits ou les procédés de l’industrie humaine.

Le mot technique est issu du latin (1684) de technicus comme « maître d’un art, spécialiste »

Emprunté au grec tekhnikos (propre à une activité réglée et nécessitant de l’habilité) de tekhnê (savoir faire dans un métier technique ou simple manière de faire), cette terminologie est associé à ars (latin, art) qui est opposé chez Platon à phusis (nature, physique) et à epistêmê (savoir, épistémologie). De là émerge la bifurcation entre les sciences cosmologiques et les sciences noologiques. Tekhnê est donc primitivement associé à l’indo-européen qui a fourni le sanskrit taksati pour construire et taksan pour charpentier.

Le mot technologie est issu du grec tardif tekhnologia comme « traité ou dissertation sur un art et les règles pratique pour l’exploiter ». Composé de tekhnê (savoir faire) et logos (discours) la technologie s’éloigne de l’artisanat au début du XIXe siècle pour désigner une « terminologie technique ». La technologie est donc la science des « arts techniques » mais elle perd de son aspect général avec le pragmatisme anglais de technology qui en limite la portée dans une « technique de pointe, moderne et complexe ».

Selon Beckmann (1777), « la technologie est la science qui enseigne la transformation des produits naturels ou la connaissance des métiers ».

Selon Ampère (1800), « la technologie (science de 1er ordre) est élémentaire (technographie et cerdoristique industrielle) ou comparée (économie industrielle et physique industrielle).

Technologie

Voir des animaux dans le ciel étoilé, appréhender quantitativement les rondes planétaires ou modéliser statistiquement la distribution des particules gazeuses dans un système c’est intéressant pour contribuer au développement du savoir mais ce n’est rien sans les applications connexes qui en résultent.

Les araignées ont construit les premiers ponts suspendus et elles ont élevé les premiers dômes. La techni-citée acquise par l’humanité est une science d’observation, la technologie est la concrétisation/réalisation d’une conception modélisée et calquée sur la nature.

Depuis toujours les techniques sont développées par les artisans puis théorisées ensuite dans le cadre d’une ingénierie mathématique (ou inversement). L’histoire des techniques au service de l’humanité trace le rôle de tout un chacun dans la vie quotidienne et de grandes idées en émergent. Depuis la révolution industrielle en Europe, les techniques exigent une spécialisation poussée qui limitent la portée des artisans.

Imiter et prolonger la technicité naturelle

Une technique est un art de faire, inventée par l’homme, la femme ou copiée sur la nature comme lieu de vie et d’expériences. On peut dire que la nature pratique l’art de créer la vie.

La Pureté de la ligne manifeste l’existence de lois simples et rend l’objet signifiant, intelligible et fonctionnel

Qu’il s’agisse des techniques initiées par la nature pour suivre l’évolution de la vie et la perfectionner au cours du temps, ou des techniques mises en œuvre par le genre humain, dans tous les cas envisageables,  l’inventivité, la créativité, l’imagination sont indispensables à l’adaptabilité dont il faut faire preuve dans ses expériences vécues.

L’expérience, non au sens scientifique d’un protocole mise en œuvre, mais l’expérience au bénéfice du genre humain dans la mesure ou, celui ou celle qui crée, est au cœur du processus de concrétisation expérimentale, dans ce cas là, la technique devient littéralement le reflet de « l’expérience de la vie ». De là émerge des techniques appropriées (pour le bien être) ou dévastatrices (pour la guerre).

Dans le cursus scolaire par exemple, l’apprentissage des techniques est dévalorisé en France, c’est dommage car historiquement, l’éducation (en France) est basée sur l’abstraction. La mentalisation est nécessaire, mais également le bidouillage et la bricole pour parachever l’œuvre réalisée.

Entre intelligence cérébrale et intelligence des mains, que choisir ?  Les deux intelligences, les deux mains même si la chiralité nous pousse à être droitier ou gaucher… Mais ne doit-on pas relier les deux mains pour prier et espérer le meilleur pour l’humanité en devenir ?

Il faut se poser 5 minutes, non dans un bureau, mais dans la nature pour observer l’inventivité dont fait preuve la biosphère depuis des millions d’années. Sachant que plus de 90 % des espèces ont disparues, qu’il existe encore, dans le domaine des insectes (par exemples) des espèces vivantes non étudiées, on peut imaginer la créativité dont fait preuve la Terre et la vie dans tous les règnes pour montrer au genre humain sa petitesse dans le contexte manifesté.

L’humanité peut parfois, se sentir légitimement, au dessus d’un insecte, mais regardons objectivement la totalité des espèces vivantes, dans les airs, sur terre, dans les mers, la vie imprègne toutes manifestations de son originalité, même les extrêmophiles font preuves d’une résistance inattendue aux conditions environnementales extrêmes.

C’est donc dans ce contexte et à partir de l’inventivité naturelle, qu’il faut aborder et garder toujours à l’esprit que les techniques créées par l’homme et la femme voire l’enfant sont inévitablement issue de la fabrique de la vie planétaire. Nous humain, nous sommes des « produits » de la machine Terre. Ainsi doit-on aborder l’explicitation technique des sciences appliquées que sont les « vêtements de notre société ». N’oublions pas cela !

Un inventeur de génie qu’était N. Tesla tire ses capacités (entre autre[1]) de sa mère. En effet, elle était toujours prédisposée à inventer des outils pour le jardinage, la cuisine et le bien être au quotidien. Il n’y a pas, pour moi, de « basses œuvres » lorsque l’inventivité se glisse en toutes actions humaines. La créativité est globalement au cœur des découvertes scientifiques et techniques.

[1] Il était surtout doué de capacités psychiques et de visualisation mentale extraordinaires.

Technologie et Islam

Les musulmans ont grandement développés les mécanismes en tout genre, les automates comme les horloges, les instruments comme les astrolabes et toutes les machines utilitaires (pompe à eau) qui, élèvent au rang de science, la « mécanique ». On peut simplifier cette idée en disant qu’entre l’an 500 et 1500, les produits les plus innovants de la technologie proviennent du Proche-Orient. Les musulmans récoltent les fruits des autres civilisations (Grèce, Egypte, Iran…), mais au lieu de dénigrer et d’écraser les peuples conquis, ils recueillent religieusement l’héritage technique et s’efforcent d’améliorer le rendement des différentes machines.

Lire la suite Technologie et Islam