CHAPITRE 2 – PROPAGATION D’UN SIGNAL
On peut propager des ondes transversales le long d’une corde, des ondes longitudinales
ou transversales le long d’un ressort à boudin. Parmi les ondes sismiques se propageant
dans la croûte terrestre, il y a des ondes longitudinales (ondes P qui, lors d’un tremblement de terre, arrivent en premier) et des ondes transversales (ondes S qui arrivent en
second).
3. Les ondes acoustiques se propagent dans tous les milieux matériels, solides ou fluides.
Dans un solide il s’agit d’ondes élastiques longitudinales. Dans un fluide, la perturbation est une modification très faible de la pression due à un mouvement longitudinal
imperceptible des couches de fluide. Les signaux transportés par l’onde acoustique sont
la variation de pression par rapport à l’état de repos, appelée surpression acoustique, et
la vitesse de vibration. Les microphones sont sensibles à l’un ou l’autre de ces signaux.
4. À la différence des exemples précédents, les ondes électromagnétiques n’ont pas besoin de milieu matériel pour se propager : elles traversent par exemple l’espace vide
entre une galaxie lointaine et la Terre. Les deux grandeurs physiques associées à ces
ondes sont un champ électrique et un champ magnétique. La lumière est une onde
électromagnétique.
Ces ondes peuvent être guidées, par exemple le long d’un câble de transmission constitué par deux conducteurs. Dans ce cas, on peut associer à l’onde deux signaux électriques : la tension entre les deux conducteurs et l’intensité passant à travers leurs sections (dans des sens opposés). On peut parler alors d’« onde de courant » le long du
câble.
5. La théorie de la relativité générale prédit l’existence d’ondes gravitationnelles. Ces
ondes se déplacent dans l’espace sans support matériel. Le signal est une déformation
de l’espace induisant des variations des longueurs. Ces ondes n’ont encore jamais été
détectées directement.
Type d’onde
Milieu de propagation Signaux physiques
Ondes élastiques
solide
déplacement transversal
ou longitudinal
Ondes sonores
fluide
surpression acoustique,
vitesse (longitudinale)
Ondes électromagnétiques vide
champ électrique,
champ magnétique
Ondes de courant
câble de transmission tension électrique,
intensité électrique
Ondes gravitationnelles
vide
déformation de l’espace
Tableau 2.1 – Quelques ondes et les signaux associés.
1.2 Notion de spectre
Le signal d’une onde n’est pas, en général, sinusoïdal. Cependant, une théorie mathématique
due à Joseph Fourier, mathématicien et physicien du début du XIX ème siècle, montre que tout
signal réalisable en pratique peut être décomposé en somme de signaux sinusoïdaux.
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On peut propager des ondes transversales le long d’une corde, des ondes longitudinales
ou transversales le long d’un ressort à boudin. Parmi les ondes sismiques se propageant
dans la croûte terrestre, il y a des ondes longitudinales (ondes P qui, lors d’un tremblement de terre, arrivent en premier) et des ondes transversales (ondes S qui arrivent en
second).
3. Les ondes acoustiques se propagent dans tous les milieux matériels, solides ou fluides.
Dans un solide il s’agit d’ondes élastiques longitudinales. Dans un fluide, la perturbation est une modification très faible de la pression due à un mouvement longitudinal
imperceptible des couches de fluide. Les signaux transportés par l’onde acoustique sont
la variation de pression par rapport à l’état de repos, appelée surpression acoustique, et
la vitesse de vibration. Les microphones sont sensibles à l’un ou l’autre de ces signaux.
4. À la différence des exemples précédents, les ondes électromagnétiques n’ont pas besoin de milieu matériel pour se propager : elles traversent par exemple l’espace vide
entre une galaxie lointaine et la Terre. Les deux grandeurs physiques associées à ces
ondes sont un champ électrique et un champ magnétique. La lumière est une onde
électromagnétique.
Ces ondes peuvent être guidées, par exemple le long d’un câble de transmission constitué par deux conducteurs. Dans ce cas, on peut associer à l’onde deux signaux électriques : la tension entre les deux conducteurs et l’intensité passant à travers leurs sections (dans des sens opposés). On peut parler alors d’« onde de courant » le long du
câble.
5. La théorie de la relativité générale prédit l’existence d’ondes gravitationnelles. Ces
ondes se déplacent dans l’espace sans support matériel. Le signal est une déformation
de l’espace induisant des variations des longueurs. Ces ondes n’ont encore jamais été
détectées directement.
Type d’onde
Milieu de propagation Signaux physiques
Ondes élastiques
solide
déplacement transversal
ou longitudinal
Ondes sonores
fluide
surpression acoustique,
vitesse (longitudinale)
Ondes électromagnétiques vide
champ électrique,
champ magnétique
Ondes de courant
câble de transmission tension électrique,
intensité électrique
Ondes gravitationnelles
vide
déformation de l’espace
Tableau 2.1 – Quelques ondes et les signaux associés.
1.2 Notion de spectre
Le signal d’une onde n’est pas, en général, sinusoïdal. Cependant, une théorie mathématique
due à Joseph Fourier, mathématicien et physicien du début du XIX ème siècle, montre que tout
signal réalisable en pratique peut être décomposé en somme de signaux sinusoïdaux.
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