Sixième 2016-2017
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Sixième 2016-2017

Signal et information

Les signaux lumineux et sonores permettent de transporter une information préalablement codée.

I

Généralités sur les signaux

A

Définition

Signal

Un signal est une information codée de façon à être transmise à distance de sa source à son destinataire. Cette information étant codée pour pouvoir être acheminée plus facilement et plus rapidement jusqu'au récepteur (destinataire), elle devra être décodée à la fin de la transmission afin d'être compréhensible.

Un satellite émet un signal en direction de la Terre. Ce signal peut comporter des informations météorologiques par exemple.

-
Émission d'un signal par un satellite
B

La chaîne de l'information

La chaîne du signal comporte trois éléments :

  • L'émetteur
  • Le milieu de propagation
  • Le récepteur

Le chant d'une personne est un signal (sonore). L'émetteur est composé des cordes vocales et de la bouche du chanteur, l'air est le milieu de propagation et l'oreille du spectateur est le récepteur du signal.

II

Les différentes formes de signaux

Il existe plusieurs formes de signaux, dont les signaux sonores, lumineux ou radio.

A

Les signaux sonores

Signaux sonores

Les signaux sonores sont des ondes mécaniques, qui regroupent les sons audibles (perçus par l'Homme grâce au sens de l'ouïe) et d'autres inaudibles : les ultrasons et les infrasons.

Les hommes utilisent des sons audibles pour communiquer. Certains animaux utilisent des sons inaudibles : les chauves-souris se localisent grâce aux ultrasons.

Les signaux sonores ne peuvent pas se propager dans le vide (dans l'espace par exemple). Ils ont besoin de matière pour se propager.

Le chant d'une personne se propage dans l'air (gaz), alors que l'explosion d'une étoile (supernova) ne produira jamais de son.

B

Les signaux lumineux

Signaux lumineux

Les signaux lumineux sont des ondes électromagnétiques, qui regroupent les ondes lumineuses (perçues par l'Homme grâce au sens de la vue, c'est-à-dire l'ensemble des couleurs de l'arc-en-ciel) et d'autres non visibles comme les infrarouges et les ultraviolets par exemple.

-
Une partie des ondes lumineuses

Les signaux lumineux peuvent aussi bien se propager dans la matière que dans le vide, contrairement aux sons.

La lumière du Soleil parvient jusqu'à nous après s'être propagée dans le vide.

C

Les signaux radio

Signaux radio

Les signaux radio sont également des ondes électromagnétiques, mais de plus hautes fréquences que les ondes lumineuses. Leur détection est réalisée par des antennes de toute sorte (antenne radio, télé, radar, etc.), selon le signal radio à recevoir.

-
Antenne radio

Wikimedia Commons

Les ondes radio étant des ondes électromagnétiques, elles peuvent aussi bien se propager dans la matière que dans le vide, contrairement aux sons.

La lumière du Soleil parvient jusqu'à nous après s'être propagée dans le vide.

III

Le transport de l'information

A

L'utilisation des signaux

Nous percevons les informations véhiculées par la lumière grâce à la vision et celles véhiculées par les sons grâce à l'ouïe.

Néanmoins, les obstacles ou les grandes distances ne nous permettent pas toujours de recevoir ces informations directement. Elles nécessitent alors d'être acheminées jusqu'à nous. Pour cela, il faut les coder en un signal qui pourra contourner les obstacles et parcourir de grandes distances.

B

Le codage de l'information

Pour qu'un signal transporte une information, il faut d'abord la coder. Le codage le plus simple est le codage binaire pour lequel le signal peut prendre seulement deux valeurs : 0 et 1.

Pour un signal lumineux, on peut attribuer la valeur 0 lorsque la source lumineuse est éteinte et la valeur 1 lorsqu'elle est allumée.

-

Codage d'un signal lumineux

C

Le transport de l'information

Une fois l'information codée, le signal se propage entre un émetteur et un récepteur qui le décodera pour récupérer l'information. Que sa propagation soit guidée ou libre, l'information est transportée très rapidement et est moins sensible aux perturbations.

Dans une fibre optique, la propagation d'un signal lumineux est guidée.

-

Propagation d'un signal lumineux dans une fibre optique

Wikimedia Commons

Généralement, les ondes radio se propagent librement dans l'air.

-

Propagation d'un signal radio

Wikimedia Commons

D

L'exemple des conversations téléphoniques

La conversation téléphonique entre deux personnes, distantes de plusieurs kilomètres, est rendue possible en transformant (codant) les sons émis en signaux radio. Ces ondes radio se propagent entre les antennes des deux téléphones (via une antenne du réseau ou un satellite) à la vitesse de la lumière. Ces signaux radio sont ensuite décodés par le téléphone en signaux sonores.

-

Propagation du signal entre deux téléphones par satellite

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