Synchronisation des métronomes
I-Présentation
Objectif
Placer la planche en bois sur les 2 cannettes qui doivent etre positionnées en parallèle, comme sur l’image, puis y déposer les métronomes qui seront activés avec des fréquences légèrement différentes et de manière aléatoire.
- Qu’observe-t-on ? Les métronomes se synchronisent: au bout d’un certain temps, ils évoluent en phase (les angles entre le bras et la verticale sont égaux) ou en opposition de phase (angles entre le bras et la verticale sont en sens inverse). Et les sons des deux métronomes se superposent.
- Comment expliquer ce phénomène ? La planche qui roule librement et sur laquelle les métronomes sont posés joue un role déterminant. Chacun des métronomes influe sur la planche et vise-versa. La planche assure ainsi un couplage entre les deux métronomes qui tend à les mettre en phase ou en opposition de phase.
- Comment définir ici le terme synchronisation ? Selon les termes d’Huygens qui le premier a observé la « sympathie des horloges »: « La synchronisation est un ajustement des rythmes due à une interaction ».
- Cela vous fait-il penser à d’autres phénomènes ? La synchronisation s’observe dans des expériences et des domaines très variés: en physique, mais aussi en biologie, comme les cellules d’un coeur qui se contractent simultanément, des lucioles qui émettent leur lumière en même temps, ou encore des phénomènes comportementaux comme les applaudissements à l’unisson dans une salle de spectacle (on parle alors de mimétisme comportemental).
Histoire
Huygens (1629-1695, mathématicien, astronome et physicien Néerlandais) est le premier a observer un phénomène de sympathie des horloges au cours d’essais en mer visant la détermination de la longitude. Après de nombreuses expériences, il conclut qu’elle est causée par les vibrations du mur. La synchronisation: un ajustement des rythmes due à une interaction.
Depuis lors, le phénomène de synchronisation a été observé dans des cadres complètement différents:
-En musique, entre deux tuyaux d’orgues de hauteur semblable
-En électronique, entre deux générateurs de fréquence semblable
-Dans le monde du vivant, les verts luisants émettent leur lumière simultanément
Il est peu-à-peu apparu que ces phénomènes, sans grands rapport les uns avec les autres, obéissaient à des lois universelles et pouvaient-être décrits dans un cadre mathématique commun, celui de dynamique non-linéaire.
Liens
http://www.msc.univ-paris-diderot.fr/~phyexp/pmwiki.php/Synchro/SynchronisationSpontan%C3%A9e
II-Construction
Plan de l’objet
Matériaux:
- 1 planche 40x20cm d’épaisseur 5 à 8mm
- 2 canettes
- 2 métronomes
Montage:
- Placer la planche sur les 2 canettes et poser les métronomes un après l’autre .
Les télécommunications, l’électronique et le traitement du signal font intervenir différentes synchronisations :
- Synchronisation d’horloges, qui permet aux appareils de se synchroniser entre eux, comme genlock utilisé en audiovisuel
- Synchronisation GPS, qui permet aux récepteurs de se synchroniser avec les satellites grâce aux horloges atomiques embarquées sur les satellites.
- Synchronisation de phase, qui permet à au moins deux événements cycliques de se réaliser avec une même période et simultanément.
En Informatique :
- Synchronisation de tâches dans les systèmes multitâches coordonne le travail simultané de plusieurs processus
- Synchronisation des acquisitions, en informatique industrielle, vise à permettre de recaler entre elles des mesures effectuées simultanément mais sur des systèmes d’acquisition distincts, notamment hétérogènes.
- Synchronisation de fichiers a comme objectif de s’assurer que deux endroits ou plus contiennent exactement la même information.
- Synchronisation audio video a comme objectif de s’assurer que les périphériques ou les logiciels se synchronisent entre eux.
