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Le site héberge plusieurs sujets additionnels courts et synthétiques. Voir Sommaire.
Bardula est un pseudonyme créé par une artiste belge qui vit actuellement et travaille en France.
Bardula crée des tableaux lumineux, dont les tableaux hypnotiques "Interférences bleues" et "Blue ice" (voir Figures 1 et 2 ci-dessus).
Sources :
Light ZOOM Lumière.
Bardula.
Voici une sélection des meilleures illusions de mouvement (voir ci-dessus Figure 1 cf [GomboDigital], Figures 2 à 5 cf [Sélection.ca] et Figure 6 cf [Akiyoshi Kitaoka]) :
1. Vortex en rotation (Image Vectordivider via Getty Images)
2. Spirales en rotation (Image Vectordivider via Getty Images)
3. Effet hypnotisant (Image Mark Grenier via Shutterstock)
4. Défilement (Image Guten Tag Vector via Shutterstock)
5. Grille scintillante (Image Mark via Shutterstock)
6. "Expanding pupils" (Image de Akiyoshi Kitaoka)
Sources :
Sélection du Reader's Digest (Canada) - 24 illusions d'optique complètement étourdissantes.
GomboDigital - 5 illusions d'optique qui vont vous scotcher/.
Akiyoshi Kitaoka - Anomalous motion illusions 35.
L'Auteur de ce site a réalisé quatre sculptures éoliennes installées dans son jardin à Berrac (Gers).
Description :
Conception :
Ces sculptures sont fabriquées avec des produits de récupération (rails en aluminium pour ossature d'isolation thermique, bols de camping en PVC, flancs de bidon en plastique, balle de tennis, fer à béton, etc.).
Tous les éléments mobiles sont portés sur roulement à billes.
Tous les éléments fixes sont assemblés par visserie inox.
Les sculptures sont fixées au sol par un mât vertical (piquet de clôture en acier galvanisé ou ancien tuyau d'eau en acier).
Pierre Luu est un sculpteur français qui a créé des sculptures à mouvements imprévisibles, mues par le vent ou l'eau, dont l' "éolienne à mouvements aléatoires" (voir Figures ci-dessus, et vidéo "Mobile eolien art cinétique" dans [Pierre Luu]).
Description :
Figure 1 ci-dessus : vue générale (cf [Art et Eau]).
Figure 2 ci-dessus : zoom sur angle de vrillage des pales (séquence 0:12 de la vidéo).
Figure 3 ci-dessus : zoom sur longueur des pales (séquence 0:22 de la vidéo).
L' "éolienne à mouvements aléatoires" est composée de 5 pièces mobiles en équilibre instable (cf [Pierre Luu - Quelque chose ne tourne pas rond][Art et Eau - Quelque chose ne tourne pas rond]).
L'équilibre est d'autant plus instable qu'il n'y a pas de girouette pour orienter la sculpture dans la direction du vent. La boule bleue est esthétique et symbolise la Terre (cf mail du 5/3/2023 de Pierre Luu à Régis Petit).
Les deux pales sont de taille différente avec une rotation secondaire imbriquée dans la rotation principale (cf [Pierre Luu - Eolide].
La sculpture s'anime lentement et change de forme grâce à l'action du vent. Le mouvement s'entretient par inertie du fait de l'équilibre des masses (cf [Art et Eau - Quelque chose ne tourne pas rond]).
La sculpture se déploie dans une chorégraphie énigmatique et ne trouve une stabilité provisoire que lorsque les pales atteignent une certaine vitesse (cf [Pierre Luu - Quelque chose ne tourne pas rond]).
Conception :
L'ensemble est conçu dans une recherche d'équilibre entre les masses, les centres de gravité, les superficies exposées au vent et les angles relatifs des surfaces (cf [Pierre Luu - Quelque chose ne tourne pas rond]).
Les éléments mobiles sont fixés au moyen de roulements à billes pour toutes les sculptures en version projet (cf mail du 7/3/2023 de Pierre Luu à Régis Petit). Cette association permet des rotations et déplacements fluides même par vent faible (cf [Pierre Luu - Fragments mobile éolien).
Matériau : acier inoxydable et matériaux composites (cf [Art et Eau - Quelque chose ne tourne pas rond]).
Hauteur : 3 m 50 (cf [Art et Eau - Quelque chose ne tourne pas rond]).
Sources :
Pierre Luu - Mobile eolien art cinétique (YouTube, 01:57).
Pierre Luu - Un art en mouvement - Sculptures éoliennes et mobiles.
Pierre Luu - Un art en mouvement - Quelque chose ne tourne pas rond.
Pierre Luu - Un art en mouvement - Fragments mobile éolien.
Pierre Luu - Un art en mouvement - Eolide.
Pierre Luu - Un art en mouvement - Solaris : sculpture éolienne et solaire autonome en énergie.
Art et Eau - Ellipse, quelque chose ne tourne pas rond.
Jeff Kahn est un sculpteur américain qui a créé des sculptures cinétiques, intitulées "Forces invisibles", à partir d'aluminium et d'acier inoxydable.
Ces sculptures explorent l'équilibre et la gravité et comment des courants d'air presque imperceptibles interagissent avec elles. Elles sont extrêmement sensibles au milieu ambiant (faibles brises, chaleur du soleil, poids de la rosée du matin). Voir Figures 1, 2 et 3 ci-dessus montrant trois sculptures particulières : "Astrolabe", "Naked Alien" et "I Ching".
L'atelier de Jeff Kahn est situé à Lenhartsville, Pennsylvanie, USA.
Sources :
Jeff Kahn - Biographie.
Jeff Kahn - Catalogue.
Jeff Kahn - Videos.
Anthony Howe est un sculpteur américain qui a créé des sculptures mobiles hypnotiques, dont "Di-Octo" en 2014 (voir Figures 1, 2 et 3 ci-dessus, et vidéo "Di-Octo" dans [Anthony Howe] et [KULTT]).
Anthony Howe vit actuellement à Eastsound, sur l'île d'Orcas, comté de San Juan, dans l'Etat de Washington (USA).
Description :
Di-Octo est une sculpture mobile mi-pieuvre, mi-étoile, mue par le vent et quasi-silencieuse.
L'original Di-Octo, conçu et fabriqué par Anthony Howe, a été industrialisé en deux exemplaires identiques par Show Canada Inc (aciérie de Laval au Québec) comme suit (cf mail du 10/03/2023 de David Boulay (Show Canada Inc) à Régis Petit) :
Conception :
Di-Octo a 8
mètres de haut, 3 mètres de diamètre, pèse 725 kilogrammes et ne nécessite que 2 km/h de vent pour que ses pièces mobiles s'activent (cf [Université Concordia]).
Di-Octo est composée de 36 bras portant chacun 16 coupoles en acier très fin et tournant autour d'un anneau circulaire vertical. Les liaisons inter-bras sont de type roue intermédiaire à doigts d'entraînement. Voir détail en Figure 3 ci-dessus (cf [Show Canada]).
Les bras tournent toujours dans le même sens, quelle que soit la direction du vent. Cela est dû à la forme des coupoles (cf mail du 19/03/2023 de David Boulay à Régis Petit) :
Di-Octo est entièrement fabriquée en acier inoxydable 316, ce qui lui confère une meilleure résistance à la corrosion ainsi que des propriétés non-magnétiques (cf [Show Canada]).
Autres sculptures similaires :
Anthony Howe a conçu et fabriqué d'autres sculptures similaires à Di-Octo (cf [Anthony Howe, https://www.howeart.net/about]) :
Sources :
Anthony Howe.
Anthony Howe - Shindahiku (Fern pull).
The DC Blike Blogger - Shindahiku (Fern Pull).
KULTT - Les sculptures hypnotiques d'Anthony Howe.
Anthony Howe - Di-Octo (Youtube 1:10).
Anthony Howe - Di-Octo (long version) (Youtube 1:33).
Université Concordia - Di-Octo : captivant, cinétique et unique.
Show Canada.
JuanG3D : Di-Octo 3D Model.
What's on - Check out these alien-esque kinetic sculptures in Dubai.
UAE - Famous American artist brings kinetic sculptures to Dubai.
reddit - "Octo II", Anthony Howe, stainless steel, 2013..
Jennifer Townley est une artiste néerlandaise qui a créé des sculptures mobiles hypnotiques, dont "Asinas" en 2015 (voir Figure 1 ci-dessus, et vidéo "Asinas").
Vu à l'arrêt de face, on croirait voir une double hélice, telle l'habituelle représentation de l'ADN.
Description (cf [Jennifer Towley]) :
"Asinas" est une sculpture mobile composée de deux hélices qui s'entrelacent et glissent l'une dans l'autre, produisant un mouvement fluide et naturel.
Les deux hélices tournent lentement dans des directions opposées et à des vitesses légèrement différentes, ce qui transforme progressivement la sculpture.
Une démonstration du fonctionnement de cette sculpture permet de mieux comprendre cette description (voir vidéo "Asinas Working Demonstration" dans [Amogh Jadhav] et vidéo "SolidWorks Mechanical Sculpture" dans [tecnoloxia.org]).
Conception :
Les soixante-cinq briques blanches en bois qui forment les deux hélices augmentent de taille vers le milieu de la sculpture, lui donnant une forme conique.
Chaque brique a la forme d'un Z dont les angles font 90°. Les briques d'une hélice sont fixées sur l'axe de rotation. Les briques de l'autre hélice sont reliées entre elles par de petites entretoises (voir Figure 2 ci-dessus issue de [Amogh Jadhav]).
Les briques sont en bois peint. Le chassis est en acier ainsi que toutes les pièces reliant les engrenages à leurs axes, les roulements au chassis, etc.
Ensuite, il y a toutes les autres pièces : un moteur électrique, des engrenages droits et des pignons en acier lourd, deux courroies et de nombreux roulements (cf [The Plus Paper]).
Sources :
Asinas - Jennifer Townley - 2015 - Kinetic art (Youtube 2:31).
Jennifer Townley - Asinas.
L'Usine Nouvelle - Hypnotiques, ces sculptures cinétiques vous étonneront.
Amogh Jadhav - Asinas.
Amogh Jadhav - Asinas Working Demonstration (Youtube 2:14).
tecnoloxia.org - As esculturas cinéticas de Jennifer Townley.
MadCadSkills : Jennifer Townley - SolidWorks Mechanical Sculpture (Youtube 3:43).
The Plus Paper - Asinas : Fluent Movement ( http://www.thepluspaper.com/2015/03/23/asinas-fluent-movement/ ).
Theo Jansen est un sculpteur néerlandais qui a créé en 1991 des créatures étranges, dont le robot marcheur (voir Figures 1 et 2 ci-dessus).
Fonctionnement :
Ce robot marcheur est un mécanisme à pattes très légères qui peut se déplacer sur un plan horizontal sous l'action du vent, ou sur un plan incliné sous l'action de son propre poids (voir vidéo, cf [Jansen, Plaudens Vela]).
Le seul actionneur du robot est un vilebrequin central faisant la liaison entre les pattes et le corps du robot (voir roue de couleur rouge en Figure 2, et aussi [Exergia]).
Pour un robot à trois paires de pattes, le vilebrequin possède trois manivelles décalées successivement de 120° pour avoir un mouvement constant du robot pendant la phase propulsive (voir Figure 2).
Description du corps :
Le corps du robot se compose d'une plate-forme horizontale (longueur 2a) et de supports fixes verticaux (longueur l) portant le vilebrequin (excentricité m). Voir Figure 3 ci-dessus.
La double longueur (a) de la plate-forme est calculée pour assurer la non-collision entre pattes avant et pattes arrière.
La longueur (l) des supports est modifiable pour assurer un mouvement d'ensemble horizontal du robot. Augmenter ou diminuer la longueur (l) revient à faire pivoter l'ensemble des barres de chaque patte autour de chaque point fixe F.
Description des pattes :
Chaque patte est constituée de dix barres articulées (barres b à k) dont deux forment un lien rigide (barres e et h)). Voir Figure 3 ci-dessus.
Les deux pattes d'une même paire sont identiques et en miroir l'une de l'autre de chaque côté du vilebrequin.
Le pied de chaque patte décrit une courbe ovoïde dont la partie inférieure est quasiment plate et horizontale, permettant ainsi au pied d'être au contact avec le sol pendant la phase propulsive.
En phase retour, le pied décolle du sol et le robot peut enjamber de petits obstacles sans trop soulever son corps.
Le tableau de la Figure 3 donne la longueur de chaque barre selon différents auteurs :
Sources :
Jansen - Plaudens Vela.
Jansen - plaudens vela 1 (Youtube 0:53).
Wikipedia - Mécanisme de Jansen.
Exergia - Simulation von Theo Jansen's Strandbeest.
Giesbrecht Daniel - Design and optimisation of a one-degree-offreedom eight-bar leg mechanism for a walking machine.
Les fichiers suivants décrivent le patrimoine monumental et architectural de 140 communes situées à moins de 20 km des villes de Lectoure ou de Condom dans le Gers (France), et comprenant la Lomagne gersoise et ses environs.
Liste des communes :
Les communes sont listées alphabétiquement, chacune étant suivie du numéro de département : Gers (32 par défaut), Lot-et-Garonne (47), Tarn-et-Garonne (82).
Chaque fichier pdf pèse environ 500 Ko, le plus lourd étant Lectoure (3.3 Mo).
Sources :
- Wikipedia, Descriptif de chaque commune dont département, toponymie, histoire, maire, nombre d'habitants, altitude, lieux et monuments.
- Ministère de la Culture, Immeubles protégés au titre des Monuments Historiques, par département et par commune. N'inclut pas les sites protégés.
- Ministères Ecologie Energie Territoires, Liste des servitudes des sites et monuments du Gers jusque janvier 2015, par commune et incluant la protection des sites et des monuments au titre des Monuments Historiques.
- SDAP renommé STAP (Services Territoriaux de l'Architecture et du Patrimoine), Liste des monuments historiques et des sites du Lot-et-Garonne, par commune et jusqu'en 2006.
- DREAL Midi-Pyrénées (Direction Régionale de l'Environnement, de l'Aménagement et du Logement Midi-Pyrénées), Bilan des sites classés et inscrits du Tarn-et-Garonne, avril 2013, par commune.
- Ministère de la Culture, Base Mérimée du patrimoine monumental français, par commune et par monument incluant date d'origine, lieu, descriptif et propriété.
- Comet Anaïs Villages et bourgs de la Gascogne gersoise à la fin du Moyen Age (1250-1550), par commune, Thèse d'histoire, 2017, Volume 1 : Synthèse (405 p), Volume 2 : Figures (442 p), Volume 3 : Notices (680 p), Volume 4 : Atlas (391 p).
- Google, Recherche par commune (histoire, origine du nom, bastide, castelnau, castrum, fortification, rempart, château, fossé, vestige) ou par monument (protection récente des monuments et des sites au titre des Monuments Historiques)
- Google Images et Google Vidéos, Recherche par commune (monument, "carte postale", vidéo Youtube).
- IGN (Institut Géographique National, renommé Institut National de l'information Géographique et forestière), Géoportail, par commune (situation graphique des lieux-dits et des rues).
- Google, Google Maps, par commune (situation GPS des lieux-dits, rues principales, photos par Street View).
- Google, Recherche par commune (cadrans solaires, moulins, pigeonniers, puits, fontaines, lavoirs).
- Mapio, Photos d'internautes avec titre et géolocalisation précise. Recherche par Région, Département, Arrondissement, Commune.
Voir détail.
Voir détail.
Les constellations, regroupements apparents d'étoiles formant des figures imaginaires dans le ciel, ont fasciné l'humanité depuis des millénaires.
Aujourd'hui, 88 constellations officielles servent à cartographier le ciel. Certaines, comme la Petite Ourse ou Cassiopée, sont visibles toute l'année, tandis que d'autres, comme le Cygne en été ou Orion en hiver, ne se dévoilent qu'en certaines saisons.
Les constellations zodiacales, traversées par le Soleil au cours de l'année, font partie de ces 88 officielles et jouent un rôle particulier en astrologie.
L'observation du ciel révèle également des étoiles remarquables, telles que Sirius ou Vega, véritables points de repère dans la voûte céleste. Pour en profiter au mieux, il est alors important de suivre certains conseils pratiques d'observation.
C4.1. Constellations officielles [CHA][PER] :
Une constellation est un groupement apparent d'étoiles dans le ciel nocturne, vu depuis la Terre.
L'Union Astronomique Internationale (UAI) a défini 88 constellations officielles en 1922 [IAU1]. Elles couvrent la totalité de la sphère céleste, répartie entre l'hémisphère nord et sud.
A noter :
- L'étoile polaire (Polaris) est un excellent représentant du pôle nord céleste par lequel passe l'axe de rotation propre de la Terre. La déviation angulaire entre les deux (environ 0°38' en 2025) est en effet négligeable à l'oeil nu. Compte-tenu de la rotation propre de la terre, chaque constellation fait un tour complet en 24 heures autour de Polaris dans le sens horaire inverse.
- La position géométrique relative entre les constellations, ainsi qu'entre les étoiles d'une même constellation, ne change pas de manière significative durant la rotation de la Terre (mouvement diurne) et sa révolution autour du Soleil (mouvement saisonnier). Cela est dû à la très grande distance existant entre la Terre et les étoiles de ces constellations. Seul change la portion du ciel visible depuis un lieu donné sur Terre à un moment précis.
- Attention : sur une carte du ciel, les directions est et ouest sont inversées pour correspondre au point de vue de l'observateur regardant vers le ciel.
- Les étoiles scintillent. Ce phénomène est dû à la turbulence de l'atmosphère terrestre qui perturbe la lumière provenant de ces sources ponctuelles très éloignées.
- Les planètes, en revanche, ne scintillent pas ou très peu. Elles sont en effet beaucoup plus proches de la Terre et apparaissent sous forme de petits disques stables.
- Les objets les plus brillants du ciel nocturne terrestre pour l'hémisphère nord sont, par ordre décroissant de brillance :
C4.2. Liste des constellations :
Les 88 constellations officielles se répartissent comme suit :
* 54 constellations visibles totalement ou partiellement depuis la France métropolitaine :
- 7 constellations visibles toute l'année
- 20 constellations saisonnières visibles pendant l'été étendu (de mai à octobre)
- 15 constellations saisonnières visibles pendant l'hiver étendu (de novembre à avril)
- 12 constellations difficiles à voir à l'oeil nu
* 34 constellations non visibles depuis la France métropolitaine
Les 54 constellations visibles totalement ou partiellement depuis la France métropolitaine sont les suivantes, classées par ordre alphabétique :
Ces constellations sont décrites ci-dessous, en les classant par période de l'année puis par position dans le ciel, selon les définitions suivantes :
C4.3. Constellations visibles toute l'année :
Les constellations visibles toute l'année (constellations circumpolaires) sont les suivantes (voir Figures ci-dessous [IST][LES]) :
Pour trouver dans le ciel ces constellations, la méthode la plus simple est la suivante [DAR][CHA][PER], en se reportant à la carte ci-dessous :
- Carte du 25 juillet 2025 à 0h00 pour France métropolitaine ou latitudes de 40 à 55°N, avec zénith au centre de la portion de ciel visible [STE].
|
1a. Trouver la Grande Ourse : grande casserole située au nord, à une hauteur moyenne dans le ciel. Trouver l'étoile polaire Polaris : étoile brillante située près de la Grande Ourse en prolongeant vers le dessus de la casserole cinq fois la distance entre les deux étoiles du bord externe de la casserole (voir Figure 1 ci-dessus). 1b. Trouver la Petite Ourse : petite casserole avec trois étoiles brillantes : Polaris en bout du manche et deux étoiles du bord externe de la casserole (voir Figure 1 ci-dessus). 2. Trouver Cassiopée : W ou M, situé sur une ligne passant par la Grande Ourse avec Polaris au milieu. 3. Trouver le Dragon : la tête formant un triangle de trois étoiles brillantes (β, γ, ξ) situé au-dessus de la grande casserole perpendiculairement au bout du manche, le corps et la queue formant un grand S de six étoiles brillantes qui s'enroule partiellement entre la Grande Ourse et la Petit Ourse. 4. Trouver Céphée : polygone à sept étoiles brillantes, situé à mi-chemin entre Cassiopée et la tête du Dragon. 5. Trouver la Girafe : groupe de neuf étoiles dont une brillante située dans le prolongement du manche de la Petite Ourse. 6. Trouver le Lynx : arc de trois ou quatre étoiles brillantes visible essentiellement en hiver et au printemps, l'étoile la plus brillante (α) étant située près du Lion sur une ligne passant par Regulus avec la tête du Lion (ε) au milieu. |
C4.4. Constellations saisonnières d'été :
Les constellations saisonnières visibles pendant l'été étendu (de mai à octobre) sont les suivantes (voir Figures ci-dessous [IST][LES]) :
Pour trouver dans le ciel d'été ces constellations, la méthode la plus simple est la suivante [CHA][PER], en se reportant aux cartes ci-dessous :
- Triangle d'été.
- Carte du 25 juillet 2025 à 0h00 pour France métropolitaine ou latitudes de 40 à 55°N, avec zénith au centre de la portion de ciel visible [STE].
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Trouver le Triangle d'été proche du zénith vers minuit en été (juillet à septembre) : triangle quasi-isocèle formé de trois étoiles super brillantes : Vega (Lyre), Altair (Aigle) et Deneb (Cygne). Trouver l'étoile Vega : étoile la plus brillante du Triange d'été, de couleur bleue-blanche. 1. Trouver la Lyre : petit parallélogramme attaché à Vega. 2. Trouver l'Aigle : grand X terminé par Altair, étoile la plus au sud du Triangle d'été et blanche. 3. Trouver le Cygne : grande croix terminée par Deneb, étoile la plus au nord du Triangle d'été et blanche. 4. Trouver le Bouvier : groupe de sept étoiles brillantes dont une super brillante (Acturus, orange), situé près de la Grande Ourse en prolongeant le manche de la casserole. 5. Trouver Hercule : groupe de quatorze étoiles brillantes, situé juste devant la tête du Dragon (triangle β, γ, ξ) et aussi sur une ligne passant par Deneb avec Vega au milieu. 6. Trouver la Couronne Boréale : groupe de sept étoiles dont deux brillantes, situé à mi-chemin entre le Bouvier et Hercule. 7. Trouver la Balance : polygone à six étoiles brillantes, situé sur une ligne passant par la Grande Ourse avec le Bouvier au milieu. 8. Trouver le Scorpion : grand S à dix-neuf étoiles brillantes dont une super brillante (Antares, rouge), situé près de la Balance à l'est. 9. Trouver le Sagittaire : groupe de quinze étoiles brillantes, situé près de la queue brisée du Scorpion à l'est. 10a. Trouver Ophiuchus : polygone à douze étoiles brillantes, situé à mi-chemin entre Antares et Vega. 10b. Trouver le Serpent : groupe d'étoiles brillantes situé de part et d'autre d'Ophiuchus (sept pour la tête du serpent formant un Y et deux pour la queue) 11. Trouver Andromède : groupe de neuf étoiles brillantes, situé sur une ligne passant par Polaris avec Cassiopée au milieu. 12. Trouver Pégase : groupe de onze étoiles brillantes dont quatre formant un carré et une super brillante (Alpheratz, bleue) limitrophe avec Andromède. 13. Trouver les Poissons : grand V à trois étoiles brillantes, situé juste à côté de Pégase. 14. Trouver la Baleine : polygone de six étoiles brillantes prolongé par une ligne de trois autres brillantes, situé au sud des Poissons. 15. Trouver le Capricorne : polygone à huit étoiles brillantes, situé sur une ligne passant par Vega avec Altair au milieu. 16. Trouver le Verseau : groupe de dix étoiles brillantes, situé au sud-est du Cygne en prolongeant l'axe de ses ailes. 17. Trouver le Dauphin : petit losange avec queue supplémentaire, à cinq étoiles dont deux brillantes, situé juste devant l'oeil de l'Aigle (Altair). 18. Trouver la Flèche : flèche à quatre étoiles dont deux brillantes, située juste devant l'oeil de l'Aigle (Altair). 19. Trouver l'Ecu : petit losange à cinq étoiles dont une brillante, situé juste derrière la queue de l'Aigle. |
C4.5. Constellations saisonnières d'hiver :
Les constellations saisonnières visibles pendant l'hiver étendu (de novembre à avril) sont les suivantes (voir Figures ci-dessous [IST][LES]) :
Pour trouver dans le ciel d'hiver ces constellations, la méthode la plus simple est la suivante [CHA][PER], en se reportant aux cartes ci-dessous :
- Triangle d'hiver et hexagone d'hiver.
- Carte du 14 février 2025 à 0h00 pour France métropolitaine ou latitudes de 40 à 55°N, avec zénith au centre de la portion de ciel visible [STE].
- Le "Grand G".
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Trouver le Triangle d'hiver situé au sud vers minuit en hiver (décembre à février) : triangle quasi-isocèle formé de trois étoiles super brillantes : Sirius (Grand Chien), Procyon (Petit Chien) et Betelgeuse (Orion). Trouver l'étoile Sirius : étoile la plus brillante du Triange d'hiver, de couleur bleue-blanche. 1. Trouver le Grand Chien : groupe de dix étoiles brillantes dont Sirius. 2. Trouver le Petit Chien : groupe de deux étoiles brillantes dont Procyon, étoile la plus à l'est du Triangle d'hiver et blanche. 3. Trouver Orion : sablier à douze étoiles brillantes dont une ceinture de trois alignées et Betelgeuse, étoile la plus à l'ouest du Triangle d'hiver et rouge. 4. Trouver le Lièvre : groupe de huit étoiles brillantes, situé juste au sud d'Orion. 5. Trouver le Taureau : grand Y à onze étoiles brillantes dont une super brillante (Aldebaran, orange), situé juste au-dessus de l'arc d'Orion, sur une ligne passant par Sirius avec Betelgeuse au milieu. 6. Trouver le Cocher : polygone à neuf étoiles brillantes dont une super brillante (Capella, jaune) et une autre brillante limitrophe avec le Taureau (Elnath, bleue). 7. Trouver Persée : groupe de dix étoiles brillantes dont une super brillante (Mirfak, blanche), situé sur une ligne passant par Orion avec Le Taureau au milieu. 8. Trouver le Bélier : ligne courbe de quatre étoiles brillantes, située sur une ligne passant par Betelgeuse avec Aldebaran au milieu. 9. Trouver le Triangle : triangle allongé de trois étoiles brillantes, situé juste à côté du Bélier. 10. Trouver les Gémeaux : groupe de onze étoiles brillantes dont deux super brillantes (Pollux, orange, et Castor, blanche), situé devant les deux cornes du Taureau. 11. Trouver le Cancer : grand Y à quatre étoiles brillantes, situé sur une ligne passant par Sirius avec Procyon au milieu. 12. Trouver le Lion : polygone allongé de neuf étoiles brillantes dont une super brillante (Régulus, bleue), situé près de la Grande Ourse en prolongeant vers le dessous de la casserole cinq fois la distance entre les deux étoiles du bord externe de la casserole. 13. Trouver la Vierge : groupe de neuf étoiles brillantes dont une super brillante (Spica, bleue), situé à l'est du Lion. 14. Trouver le Corbeau : groupe de cinq étoiles brillantes, situé au sud-est du Lion. 15. Trouver la Coupe : polygone de quatre étoiles dont une brillante, situé au sud du Lion. Remarquer l'Hexagone d'hiver proche du zénith vers minuit en hiver (décembre à février) : hexagone symétrique à six étoiles super brillantes : Sirius (Grand Chien), Procyon (Petit Chien), Pollux (Gémeaux), Capella (Cocher), Aldebaran (Taureau), Rigel (Orion). Remarquer le "Grand G" proche du zénith vers minuit en hiver (décembre à février) : grand G à neuf étoiles super brillantes : Betelgeuse, Bellatrix et Rigel (Orion), Sirius (Grand Chien), Procyon (Petit Chien), Pollux et Castor (Gémeaux), Capella (Cocher), Aldebaran (Taureau). |
C4.6. Autres constellations :
Les autres constellations sont les suivantes :
12 constellations difficiles à voir à l'oeil nu :
* Constellations trop proches de l'horizon :
- La Colombe (Columba, Col)
- L'Eridan (Eridanus, Eri)
- L'Hydre (Hydra, Hya)
- Le Poisson Austral (Piscis Austrinus, PsA)
* Constellations trop faibles en brillance (aucune étoile n'ayant une magnitude inférieure à 4.0) :
- La Chevelure de Bérénice (Coma Berenices, Com)
- Le Lézard (Lacerta, Lac)
- Le Petit Lion (Leo Minor, LMi)
- Le Petit Renard (Vulpecula, Vul)
- Le Sextant (Sextans, Sex)
* Constellations noyées dans des régions denses en étoiles :
- Les Chiens de chasse (Canes Venatici, CVn)
- La Licorne (Monoceros, Mon)
- Le Petit Cheval (Equuleus, Equ)
34 constellations non visibles depuis la France métropolitaine :
- L'Autel (Ara, Ara)
- La Boussole (Pyxis, Pyx)
- Le Burin (Caelum, Cae)
- Le Caméléon (Chamaeleon, Cha)
- La Carène (Carina, Car)
- Le Centaure (Centaurus, Cen)
- Le Compas (Circinus, Cir)
- La Couronne Australe (Corona Australis, CrA)
- La Croix du Sud (Crux, Cru)
- L'Equerre (Norma, Nor)
- Le Fourneau (Fornax, For)
- La Grue (Grus, Gru)
- L'Horloge (Horologium, Hor)
- L'Hydre Mâle (Hydrus, Hyi)
- L'Indien (Indus, Ind)
- Le Loup (Lupus, Lup)
- La Machine Pneumatique (Antlia, Ant)
- Le Microscope (Microscopium, Mic)
- La Mouche (Musca, Mus)
- L'Octant (Octans, Oct)
- L'Oiseau de Paradis (Apus, Aps)
- Le Paon (Pavo, Pav)
- Le Peintre (Pictor, Pic)
- Le Phénix (Phoenix, Phe)
- Le Poisson Doré (Dorado, Dor)
- Le Poisson Volant (Volans, Vol)
- La Poupe (Puppis, Pup)
- Le Réticule (Reticulum, Ret)
- Le Sculpteur (Sculptor, Scl)
- La Table (Mensa, Men)
- Le Télescope (Telescopium, Tel)
- Le Toucan (Tucana, Tuc)
- Le Triangle Austral (Triangulum Australe, TrA)
- Les Voiles (Vela, Vel)
C4.7. Constellations zodiacales :
Le zodiaque astronomique est une bande dans le ciel qui s'étend d'environ 8° de part et d'autre de l'écliptique (plan de l'orbite terrestre autour du Soleil).
Il comprend treize constellations officielles qui sont les seules que le Soleil masque au cours de son parcours annuel, vu de la Terre.
Ces constellations sont les suivantes, listées de 1 à 12 dans l'ordre où le Soleil les traverse :
Leur visibilité depuis l'hémisphère nord est la suivante :
* Constellations visibles toute l'année : aucune.
* Constellations saisonnières d'été (de mai à octobre) : Balance, Scorpion, Ophiuchus, Sagittaire, Capricorne, Verseau, Poissons.
* Constellations saisonnières d'hiver (de novembre à avril) : Bélier, Taureau, Gémeaux, Cancer, Lion, Vierge.
C4.8. Conseils pour bien observer :
Pour bien observer les étoiles, constellations, planètes et satellites dans le ciel, il est conseillé de [CHA][PER] :
C4.9. Couleur et magnitude :
La couleur apparente des étoiles (vue à l'oeil nu) dépend principalement de leur température de surface selon le classement simplifié suivant :
- Bleu : étoiles très chaudes ( > 10 000 K environ), comme Spica.
- Blanc : étoiles chaudes (de 6 000 à 10 000 K environ), comme Sirius.
- Jaune : étoiles de température moyenne (de 5 200 à 6 000 K environ), comme le Soleil.
- Orange : étoiles froides (de 3 700 à 5 200 K environ), comme Aldebaran.
- Rouge : étoiles très froides ( < 3 700 K environ), comme Betelgeuse.
Cependant, des facteurs influencent sensiblement la couleur apparente :
- La brillance (effet blanchâtre pour les étoiles très lumineuses)
- L'atmosphère terrestre (effet rougeâtre près de l'horizon dû à la diffusion de la lumière dans l'air)
- La poussière interstellaire (accentuation du rouge par absorption des longueurs d'onde courtes (bleu))
- Les nuages de gaz interstellaires (absorption et diffusion de certaines longueurs d'onde selon leur composition)
- La sensibilité de l'oeil humain (atténuation du bleu et du rouge dans l'obscurité)
La magnitude apparente (M) d'une étoile correspond à son état de brillance perçu depuis la Terre :
M = -2.5 log10[F/F0]
avec :
F = flux lumineux reçu de l'étoile (en W/m2)
F0 = flux lumineux de référence correspondant à M = 0 (historiquement celui de Vega, avant les mesures actuelles plus précises).
M est une mesure normalisée qui tient compte de quatre facteurs :
- La luminosité intrinsèque de l'étoile. Elle correspond à la puissance totale de lumière (L en Watt) émise au niveau de sa surface, puis diffusée uniformément dans toutes les directions à travers une surface sphérique de rayon croissant r.
- La distance entre l'étoile et le Terre. La luminosité apparente (I en W/m2), perçue à la distance r de l'étoile, diminue en effet selon la loi de l'inverse du carré : I = L/(4 π r2).
- L'extinction (absorption et diffusion de la lumière par l'atmosphère terrestre, les poussières interstellaires et les nuages de gaz entre l'étoile et la Terre)
- La sensibilité de l'oeil humain (qui perçoit la luminosité apparente selon une échelle logarithmique inverse)
Attention : plus la valeur numérique (M) de la magnitude apparente est faible, plus l'étoile est brillante.
C4.10. Sources relatives aux constellations :
[CHA] ChatGPT, le moteur d'Intelligence Artificielle développé par OpenAI.
[DAR] Découvrir le ciel à l'oeil nu, Bertrand D'Armagnac et Carine Souplet, Stelvision.
[IAU1] IAU, Les constellations.
[IAU2] IAU, Comment sont nommées les étoiles ?.
[IMA] Imago Mundi, La Girafe.
[IMA] Imago Mundi, Le Lion.
[IMA] Imago Mundi, Le Lynx.
[IMA] Imago Mundi, Ophiuchus.
[IMA] Imago Mundi, Sagittaire.
[IST] iStock, Constellations.
[IMA] Imago Mundi, Ophiuchus.
[LES] Les Astronautes, Comment reconnaître les constellations dans le ciel ?.
[PER] Perplexity, le moteur d'Intelligence Artificielle développé par Perplexity AI.
[STE] Stelvision, Carte du ciel du jour (pour France métropolitaine ou latitudes de 40 à 55°N, avec zénith au centre de la portion de ciel visible).
Voir détail.
L'acquisition d'une voiture électrique, qu'elle soit 100 % électrique, hybride ou à hydrogène, nécessite une réflexion approfondie.
Ces différents types de véhicule présentent les avantages et inconvénients suivants par rapport à une voiture classique à motorisation thermique (essence ou diesel).
D3.1. La voiture 100 % électrique
D3.2. La voiture hybride
D3.3. La voiture à hydrogène
D3.4. Synthèse :
|
Achat d'un véhicule 100 % électrique ou hybride : De nombreux acheteurs se focalisent sur le prix d'acquisition, les économies de carburant à court terme et les avantages fiscaux ou écologiques. Mais il faut aussi prendre en compte : - les coûts au-delà de 8 ans, incluant le remplacement éventuel de la batterie. - les dépenses sous-estimées, comme les surcoûts d'assurance, de réparation, de mises à jour logicielles, et le coût de recharge de la batterie, en particulier sur les bornes rapides. - le risque financier qu'un accident mineur endommage la batterie (par exemple, un simple choc contre un trottoir) et entraîne le classement du véhicule comme épave lorsque le coût du remplacement de la batterie est trop élevé par rapport à la valeur vénale du véhicule (classement économique VEI) ou lorsque le véhicule présente un risque de sécurité techniquement irréparable (classement technique VGE). - les inquiétudes sur l'autonomie de la voiture 100 % électrique et sur le réseau des bornes de recharge. - le peu de garagistes habilités à intervenir sur des véhicules électriques et hybrides. Pour les ménages aux revenus modestes, deux obstacles majeurs subsistent : le prix élevé à l'achat et le risque de classement en épave après un choc, même léger. Ainsi, l'attrait pour une voiture 100 % électrique ou hybride repose davantage sur des préoccupations environnementales, notamment la réduction des émissions de CO2, que sur une logique strictement économique à court ou long terme. Une décision éclairée passe donc par une analyse complète de tous ces aspects afin de permettre aux acheteurs de faire un choix objectif et adapté à leur situation. Achat d'un véhicule à hydrogène : L'achat d'un véhicule à hydrogène est aujourd'hui plus pertinent pour les flottes professionnelles que pour les particuliers en raison d'un marché encore en développement. Parmi les principaux obstacles, on note : - un prix d'achat élevé, - un réseau insuffisant de stations de ravitaillement en hydrogène, - comme pour les voitures électriques ou hybrides, le risque financier qu'un accident endommage la batterie, voire le réservoir d'hydrogène ou la pile à combustible, et entraîne le classement du véhicule comme épave. Réglementation européenne : A partir de 2035, selon la réglementation européenne publiée au Journal officiel de l'UE le 25 avril 2023 et entrée en vigueur le 15 mai 2023 [EUR] : - La vente de voitures neuves à moteur thermique (essence, diesel et hybrides actuelles), de type voiture particulière ou véhicule utilitaire léger, sera interdite dans l'Union européenne. Seuls les véhicules "zéro émission", comme les voitures 100 % électrique ou celles utilisant des carburants synthétiques (e-fuels) ou de l'hydrogène (FCEV), pourront être commercialisées. - L'interdiction ne s'applique pas au marché de l'occasion. - Les voitures thermiques déjà en circulation ne sont pas concernées et pourront continuer à être utilisées et revendues. Le marché des voitures hybrides, malgré leur succès actuel, est donc amené à disparaître progressivement d'ici 2035, sauf si elles atteignent des performances exceptionnelles en mode électrique. La voiture hybride apparaît ainsi comme une simple étape de transition vers le tout électrique. Secourisme : Les gestes supplémentaires à faire sur un véhicule accidenté de type électrique, hybride ou à hydrogène, sont les suivants : - Identifier et signaler aux secours le type de véhicule car ces véhicules présentent des risques spécifiques concernant notamment la batterie haute tension, le réservoir d'hydrogène haute pression et la gestion du feu. - Maintenir une distance de sécurité d'au moins 30 mètres autour du véhicule accidenté pour éviter tout danger de choc électrique, d'explosion ou d'incendie. - Ne pas utiliser d'eau pour éteindre un feu de batterie sans l'avis des pompiers. Dans le cas rare d'un feu de batterie Lithium-Métal, l'utilisation de l'eau peut aggraver l'incendie. |
D3.5. Sources relatives aux voitures électriques :
[AUJ1] L'auto-journal, Voitures électriques : quel est le coût des réparations ?.
[AUJ2] L'auto-journal, Véhicules électriques et entretiens : un vrai cauchemar ?.
[AUM] L'Automobile Magazine, Les voitures électriques sont-elles 3 fois plus dangereuses pour les piétons ?.
[AUT] Auto, Attention, les voleurs s'attaquent aux batteries des véhicules hybrides.
[CAP1] Capital, Accidents de la route : dans quels cas votre voiture est-elle jugée irréparable ?.
[CAP2] Capital, Automobile : découvrez pourquoi réparer un véhicule électrique coûte plus cher !.
[CEN] La Centrale, Quand la batterie flanche : dites adieu à votre voiture électrique et direction la casse !.
[CHA] ChatGPT, le moteur d'Intelligence Artificielle développé par OpenAI.
[CNR] CNRS Le journal, Les défis de la voiture à hydrogène.
[ECO] Ecoconso, Voiture électrique : ses avantages et inconvénients.
[EDM] Les éditions du moteur, Voiture électrique : Le désamour inattendu qui touche 30 % des propriétaires.
[EUR] EUR-Lex, Règlement (UE) 2023/851 du Parlement européen et du Conseil du 19 avril 2023 modifiant le règlement (UE) 2019/631 en ce qui concerne le renforcement des normes de performance en matière d'émissions de CO2 pour les voitures particulières neuves et les véhicules utilitaires légers neufs conformément à l'ambition accrue de l'Union en matière de climat.
[MAC] Machines Production, Voitures électriques : l'épineux problème des batteries après un accident.
[NUM] Numerama, Au moindre accident votre voiture électrique peut finir au rebut à cause de sa batterie.
[PER] Perplexity, le moteur d'Intelligence Artificielle développé par Perplexity AI.
[PRE] Pressecitron, Une voiture électrique coûte-t-elle vraiment moins cher à l'usage qu'une thermique ?.
[QUE] Que choisir, Comment choisir une voiture hybride.
D7.1. Introduction :
La physique quantique est une branche fondamentale de la physique qui décrit l'univers à l'échelle microscopique au niveau des atomes, des molécules et des particules élémentaires. Elle se distingue de la physique classique par des concepts contre-intuitifs tels que la quantification de l'énergie, la dualité onde-corpuscule, la superposition des états, l'indéterminisme quantique et la non-localité quantique.
Ces concepts ont donné naissance à de nombreuses technologies modernes telles que l'électronique, les ordinateurs quantiques, l'imagerie médicale et la nanotechnologie.
Albert Einstein a joué un rôle majeur dans le développement de la physique quantique, notamment par l'explication de l'effet photoélectrique (1905, et prix Nobel de physique en 1921), la quantification des oscillateurs atomiques (1907), la dualité onde-corpuscule pour la lumière (1909), l'émission stimulée (1917) et le paradoxe EPR (1935).
Bien qu'il ait toujours reconnu la validité et l'efficacité du formalisme quantique, il s'opposait toutefois à l'interprétation probabiliste de Niels Bohr et de l'école de Copenhague. Einstein défendait une vision à la fois déterministe et locale du monde quantique, croyant en l'existence de "variables cachées" qui pourraient expliquer les phénomènes quantiques de manière plus complète.
Cependant, les expériences ultérieures, notamment celles de Alain Aspect en 1982 [ASP], ont contredit cette vision en démontrant que la mécanique quantique viole la localité quantique indépendamment de son caractère déterministe ou non.
La mécanique quantique est la branche spécifique qui formalise les phénomènes de physique quantique sous forme de principes et d'équations mathématiques.
Ces principes sont les suivants [CHA][PER], listés par ordre chronologique de découverte.
D7.2. Principes :
1. Quantification de l'énergie (Max Planck, 1900)
L'énergie ne peut prendre que des valeurs discrètes, appelées quanta, et non des valeurs continues.
Pour un atome, la différence d'énergie E entre deux niveaux d'énergie est donnée par : ΔE = h ν, où h est la constante de Planck (h = 6,626 10-34 J.s) et ν la fréquence associée à la transition.
Confirmation : expérience de Franck et Hertz (1914) qui a montré que les électrons accélérés perdaient de l'énergie par quantités discrètes lors de collisions avec des atomes de mercure.
2. Dualité onde-corpuscule (Louis de Broglie, 1924)
Les objets quantiques, comme les électrons et les photons, présentent à la fois des propriétés corpusculaires et ondulatoires selon les conditions expérimentales.
La longueur d'onde λ associée à une particule de quantité de mouvement p est donnée par : λ = h/p
Pour une particule non relativiste de masse m et de vitesse v, on a : p = m v.
Pour un photon d'énergie E, on a : p = E/c
Confirmation : expérience de Davisson-Germer (1927) qui a montré la diffraction d'électrons par un cristal de nickel, confirmant ainsi leur nature ondulatoire.
3. Exclusion de Pauli (Wolfgang Pauli, 1925)
Deux fermions identiques, comme les électrons, protons ou neutrons, ne peuvent pas occuper simultanément le même état quantique dans un même système.
Ce principe est fondamental pour expliquer la structure électronique des atomes, en particulier la répartition des électrons dans les couches et sous-couches atomiques, ce qui conduit à la structure du tableau périodique des éléments.
Confirmations :
- Analyse de l'effet Zeeman (1927-1930).
- Etude de la structure des bandes électroniques et physique nucléaire (1930-1940).
4. Superposition quantique (collectif, 1926)
Un système quantique existe dans un état global indéterminé sous forme d'une superposition de plusieurs états simultanément jusqu'à ce qu'une mesure soit effectuée. Après la mesure, le système s'effondre dans un état unique correspondant au résultat observé.
La superposition est décrite par la fonction d'onde Ψ qui est la combinaison linéaire des états propres Ψ1, Ψ2, etc. du système sous la forme :
Ψ = c1 Ψ1 + c2 Ψ2 + ...
où c1, c2, etc. sont des coefficients complexes représentatifs de l'amplitude de probabilité associée à chaque état propre,
avec la relation de normalisation : ∑i [|ci|2] = 1
Confirmation : expérience de Clinton Davisson et Lester Germer (1927) portant sur la diffraction d'électrons par un cristal.
Exemple concret (expérience de Stern-Gerlach) : la fonction d'onde d'un atome d'argent dont le spin est dans une superposition d'états selon l'axe z, peut s'écrire :
Ψ = c1 |+z> + c2 |-z>
où |+z> et |-z> représentent respectivement les états propres "up" et "down" du spin selon l'axe z,
avec : c1 = 1/(21/2) et c2 = i/(21/2) qui déterminent les amplitudes de probabilité incluant à la fois les modules et la phase relative entre les deux états.
On a donc une probabilité de 50 % (= |c1|2) de mesurer le spin dans l'état "up" et de 50 % (= |c2|2) de le mesurer dans l'état "down".
5. Indéterminisme quantique (Max Born, 1926)
Les résultats des mesures ne sont pas déterministes mais probabilistes lorsque le système évolue librement entre les mesures ou est réinitialisé à son état initial avant chaque nouvelle expérience. A l'inverse, des mesures répétées dans les mêmes conditions expérimentales, à très court intervalle, donnent le même résultat car le système reste dans l'état mesuré.
Formellement, pour des états discrets, la probabilité d'obtenir un certain résultat lors de la mesure d'un système quantique est égale au carré du module de l'amplitude complexe associée à ce résultat dans la fonction d'onde du système (voir exemple ci-avant). Pour des distributions continues, la densité de probabilité est proportionnelle à cette quantité.
Confirmation : expériences répétées sur les fentes de Young.
Interprétations :
- Dans l'interprétation de Copenhague (Bohr, Heisenberg), ce principe remet en question l'idée que les propriétés d'un système quantique ont une réalité objective indépendante de la mesure.
- Mais d'autres interprétations, comme celle de De Broglie-Bohm (théorie à variables cachées) ou celle de Everet (mondes multiples), contestent cette idée tout en restant compatibles avec les prédictions expérimentales. Pour ce faire, l'interprétation de De Broglie-Bohm préserve le déterminisme tout en acceptant le principe de non-localité quantique, et l'interprétation de Everett évite le problème de la non-localité en proposant que tous les résultats possibles d'une mesure se produisent simultanément dans des branches d'univers distinctes.
6. Statistique des bosons et des fermions (Satyendra Nath Bose et Albert Einstein, 1924, Enrico Fermi et Paul Dirac, 1926)
Les bosons (de spin entier, comme le photon) suivent les statistiques de Bose-Einstein quant à leur comportement collectif.
Les fermions (de spin demi-entier, comme l'électron) suivent les statistiques de Fermi-Dirac quant à leur comportement collectif.
Confirmations :
- Condensat de Bose-Einstein (Eric Cornell et Carl Wieman, 1995) par refroidissement des atomes de rubidium (bosons).
- Blocage de Pauli (MIT, 2021) par refroidissement d'un nuage de gaz de lithium-6 (fermions).
7. Incertitude quantique (Werner Heisenberg, 1927, et prix Nobel de Physique en 1932)
Il existe une limite fondamentale à la précision avec laquelle certaines paires de grandeurs physiques peuvent être mesurées, notamment position et quantité de mouvement, énergie et temps, spin et orientation.
Par exemple, la relation liant les incertitudes entre position (x) et quantité de mouvement (p) est donnée par :
Δx Δp ≥ h'/2
où h' est la constante de Planck réduite (ou constante de Dirac = h' = h/(2 π)).
Confirmation indirecte : expérience de Davisson-Germer (1927) portant sur la diffraction d'électrons par un cristal de nickel.
8. Effet tunnel (George Gamow, 1928)
Une particule peut traverser une barrière énergétique même sans l'énergie suffisante classiquement requise. La fonction d'onde de la particule ne s'annule pas au niveau de la barrière mais s'atténue à l'intérieur de celle-ci, permettant une probabilité non nulle de la traverser.
Confirmation : expérience de George Gamow (1928) portant sur la désintégration alpha des noyaux radioactifs.
9. Intrication quantique (paradoxe EPR, par Albert Einstein, Boris Podolsky, Nathan Rosen, 1935)
Deux particules sont dites intriquées lorsqu'elles forment un système quantique global tel que la mesure de l'état de l'une détermine instantanément l'état de l'autre, quelle que soit la distance qui les sépare.
Bien que l'intrication permette des corrélations instantanées, elle ne permet pas la transmission d'information plus rapide que la lumière, préservant ainsi la causalité relativiste.
Confirmation : expériences de Alain Aspect (1982, et prix Nobel de physique 2022) qui ont confirmé les prédictions de la mécanique quantique en violation des inégalités de Bell, confirmant ainsi l'intrication quantique [ASP].
10. Intégrale de chemin (Richard Feynman, 1948)
Une particule allant d'un point à un autre emprunte simultanément tous les chemins possibles pour arriver à destination. Chaque chemin est associé à une amplitude complexe (module et phase) et le probabilité de trouver la particule à un endroit donné est déterminée par la somme des amplitudes de toutes les trajectoires possibles.
Cette approche est une reformulation élégante et puissante de l'équation de Schrödinger.
Confirmation : expérience de Hitachi (1989) portant sur l'interférence d'électrons uniques.
11. Décohérence quantique (David Bohm, 1951)
Un système quantique peut perdre sa cohérence (superposition d'états) en interagissant avec son environnement, conduisant à un comportement apparemment classique.
Confirmation : expériences montrant la transition quantique-classique (Serge Haroche, 1996, Anton Zeilinger, 2003).
12. Non-localité quantique (théorème de Bell, par John Bell, 1964)
Les objets quantiques peuvent présenter des corrélations instantanées à distance. La non-localité englobe l'intrication quantique en incluant des corrélations dans le temps, des systèmes multi-particules complexes, des interactions entre particules et objets macroscopiques, des phénomènes délocalisés sans nécessiter d'interaction directe.
Confirmation : expériences de Alain Aspect (1982) qui ont confirmé les prédictions de la mécanique quantique en violation des inégalités de Bell, confirmant ainsi la non-localité [ASP].
13. Théorie quantique des champs (collectif)
La théorie quantique des champs (TQC) est une extension de la mécanique quantique intégrant la relativité restreinte. Elle modélise les particules comme des excitations de champs quantiques qui remplissent tout l'espace-temps, permettant notamment d'expliquer la création et l'annihilation de particules. Seule l'intrication quantique, phénomène non-local, sort du cadre relativiste traditionnel basé sur la notion de localité et sur la propagation d'information à vitesse finie (et non instantanée).
On peut citer les contributions suivantes :
- Théorie quantique du champ électromagnétique (Paul Dirac, 1927) confirmé en 1930 par l'analyse des spectres atomiques (notamment Alfred Lande et Otto Stern).
- Electrodynamique quantique (QED) décrivant l'interaction entre la lumière et la matière (Richard Feynman, Julian Schwinger, Sin-Itiro Tomonaga, Freeman Dyson, 1940), confirmée en 1947 par Polykarp Kusch et Henry Foley par des expériences sur le moment magnétique de l'électron.
- Théories de jauge non abéliennes (Yang Chen-Ning et Robert Mills, 1954) donnant un cadre théorique pour décrire les interactions non abéliennes comme l'interaction faible et forte.
- Unification de l'électromagnétisme et de l'interaction faible dans un modèle standard (Steven Weinberg, Abdus Salam, Sheldon Glashow, 1960), confirmée en 1983 au CERN par la découverte des bosons W+, W- et Z0.
- Boson de Higgs (Peter Higgs et François Englert, 1964) confirmé en 2012 au CERN par les expériences ATLAS et CMS du LHC (Grand collisionneur de hadrons).
- Chromodynamique quantique (QCD) décrivant l'interaction forte entre quarks et gluons (David Gross, Frank Wilczek, David Politzer, 1973, Kenneth G. Wilson, 1974), confirmée en 1979 au centre DESY (Deutsches Elektron SYnchrotron) par l'observation des jets hadroniques issus de collisions de particules à haute énergie.
D7.3. Modèle standard de la physique des particules :
Voir sujet Relativité - Lexique : Modèle standard de la physique des particules.
D7.4. Etat quantique :
L'état quantique d'une Particule élémentaire est une description mathématique complète de ses aspects observables et probabilistes, distincte de ses propriétés intrinsèques.
Il s'étend également aux systèmes composés où les interactions, les corrélations et les phénomènes d'intrication entre particules jouent un rôle fondamental.
Il se formalise par un vecteur d'état |Ψ> dans un espace abstrait de Hilbert, associé à une fonction d'onde Ψ(x,t) dans une base concrète, généralement celle des positions.
L'évolution temporelle de l'état quantique est alors décrite par les différentes équations fondamentales suivantes :
-
Equation de Schrödinger (1926) pour les particules non relativistes. Pour une particule sans spin de masse m soumise à un potentiel V(x), l'évolution temporelle de la fonction d'onde Ψ s'écrit :
i h' dΨ/dt = -(1/2)(h'2/m)(d2Ψ(x, t)/dx2) + V(x) Ψ(x, t)
- Equation de Dirac pour les particules relativistes de spin
1
/
2
-
Equation de Klein-Gordon pour les particules relativistes de spin
0
-
Equation de Proca pour les particules relativistes de spin
1
-
Equation de Rarita-Schwinger pour les particules relativistes de spin
3
/
2
Cette représentation permet de calculer les valeurs possibles des observables mesurables et leurs probabilités de mesure.
Les observables mesurables sont des grandeurs associées à des opérateurs mathématiques agissant sur l'état quantique, en particulier la position x, l'impulsion p et l'énergie H.
Ces opérateurs sont des opérateurs hermitiens sur l'espace de Hilbert, ce qui garantit que leurs valeurs propres (les résultats possibles des mesures) sont réels.
Les probabilités de mesure donnent la densité de probabilité de localisation de ces observables.
Elles suivent la règle de Born dans laquelle la densité ρ de probabilité vaut ρ = |<Φ|Ψ>|2 où Φ est l'état propre associé à la mesure.
Les propriétés intrinsèques sont des caractéristiques invariantes qui définissent la nature fondamentale de la particule, en particulier la masse m et les nombres quantiques intrinsèques.
Exemples avec distinction intrinsèque/observable :
Caractéristiques de l'Electron e- :
| Classification : Lepton
| Composition : N/A (Particule élémentaire)
| Masse (m) = 0,511 MeV/c2
| Moment magnétique intrinsèque (μ) = -9,284 10-24 J/T
| Chiralité = Droite et Gauche (mélange possible)
| Symétrie CPT (Charge, Parité, Temps) : Oui
| Interactions fondamentales : forces électromagnétique, faible et gravitationnelle
| Durée de vie (τ) = parfaitement stable (6,6 1028 années)
| Anti-particule : positron
| Nombres quantiques intrinsèques :
| | Spin (S) = 1/2
| | Isospin (T3) = -1/2 (pour l'isospin faible)
| | Charge électrique (Q) = -1e
| | Charge de couleur : N/A (particule autre que Quark et Gluon)
| | Saveur (Le) = électronique
| | Nombre leptonique (L) = +1
| | Nombre baryonique (B) = 0
| Nombres quantiques observables :
| | Nombre quantique principal (n) = entier strictement positif
| | Nombre quantique secondaire ou azimutal (l) = entier de 0 à n - 1
| | Nombre quantique magnétique (ml) = entier de -l à +l
| | Nombre quantique magnétique de spin ou projection de spin (ms) = +1/2 ("up") ou -1/2 ("down")
| | Nombre quantique de moment angulaire total (j) = |l ± s|
| | Nombre quantique ou projection du moment angulaire total (mj) = de -j à +j par pas entiers
| | Projection du moment magnétique (μz) = ±9,284 10-24 J/T
| | Parité (P) = selon contexte
| | Position, quantité de mouvement et énergie totale
Caractéristiques du Positron e+ = Anti-électron :
| Classification : Anti-Lepton
| Composition : N/A (Particule élémentaire)
| Masse (m) = 0,511 MeV/c2
| Moment magnétique intrinsèque (μ) = +9,284 10-24 J/T
| Chiralité = Gauche et Droite (mélange possible)
| Symétrie CPT (Charge, Parité, Temps) : Oui
| Interactions fondamentales : forces électromagnétique, faible et gravitationnelle
| Durée de vie (τ) = parfaitement stable en isolation et courte en présence de matière
| Anti-particule : électron
| Nombres quantiques intrinsèques :
| | Spin (S) = 1/2
| | Isospin (T3) = +1/2 (pour l'isospin faible)
| | Charge électrique (Q) = +1e
| | Charge de couleur : N/A (particule autre que Quark et Gluon)
| | Saveur (Le) = électronique
| | Nombre leptonique (L) = -1
| | Nombre baryonique (B) = 0
| Nombres quantiques observables :
| | Nombre quantique principal (n) = entier strictement positif
| | Nombre quantique secondaire ou azimutal (l) = entier de 0 à n - 1
| | Nombre quantique magnétique (ml) = entier de -l à +l
| | Nombre quantique magnétique de spin ou projection de spin (ms) = +1/2 ("up") ou -1/2 ("down")
| | Nombre quantique de moment angulaire total (j) = |l ± s|
| | Nombre quantique ou projection du moment angulaire total (mj) = de -j à +j par pas entiers
| | Projection du moment magnétique (μz) = ±9,284 10-24 J/T
| | Parité (P) = selon contexte
| | Position, quantité de mouvement et énergie totale
D7.5. Sources relatives à la physique quantique :
[ASP] Alain Aspect, Si Einstein avait su, Odile Jacob, 2025.
[CHA] ChatGPT, le moteur d'Intelligence Artificielle développé par OpenAI.
[PER] Perplexity, le moteur d'Intelligence Artificielle développé par Perplexity AI.
Voir détail.
Voir détail.
Dernière mise à jour de la page : 18 mars 2025