Objectifs du cours

• Comprendre ce qu’est un signal et comment il transmet l’information.
• Différencier signaux lumineux et signaux sonores et comprendre leurs propriétés.
• Explorer des notions de codage (analogique vs numérique) et de débit d’information.
• Réfléchir à des applications simples et à leurs limites (sécurité, nuisance).

Notions clés

• Signal: information codée dans une variation mesurable d’un milieu (lumière, son, etc.).
• Support: milieu material qui porte le signal (émetteur, fibre optique, air, etc.).
• Fréquence et longueur d’onde: caractéristiques des signaux lumineux ou sonores.
• Décodage: interprétation du signal pour récupérer l’information.
• Bruit: variations parasites qui brouillent le signal.
• Codage: manière de représenter l’information (analogique ou numérique).

Signaux lumineux et signaux sonores

Signaux lumineux: variation de la lumière visible ou infrarouge (LED, feux, laser). Ils se propagent dans l’air et peuvent être rapides et précis.

Signaux sonores: variations de pression dans l’air perçues par l’oreille ou par un capteur. Ils circulent par onde et peuvent être utilisés pour transmettre des informations (par exemple les messages vocaux).

Caractéristiques des signaux

• Fréquence et durée: nombre de cycles par seconde pour le son; période et vitesse de transmission.
• Amplitude: intensité lumineuse ou pression sonore; influence la lisibilité du signal.
• Longueur d’onde: distance entre deux pics; différente pour la lumière (nm) et le sonar (m).
• Règle d’or: plus le signal est codé précisément, plus l’information est riche mais exige une meilleure détection et un canal plus fiable.

Codage de l’information: analogique et numérique

Analogique: la grandeur varie de façon continue (ex: intensité lumineuse). Débit influencé par le bruit et la distorsion.

Numérique: l’information est représentée par des valeurs discrètes (0 et 1). Avantages: robustesse au bruit, facilité du traitement.

Exemples: code binaire dans les télécommunications, impulsions lumineuses (blanc/absence de lumière) ou pulses sonores.

Applications simples

• Feux de circulation et signalisation routière: signaux lumineux codés et synchronisés pour guider les usagers.
• Signaux lumineux dans les télécommandes: LED émettrice et capteur récepteur; cryptage basique possible.
• Signaux sonores: messages d’alerte, cloche, sirènes; usage en sécurité et navigation.

Activité proposée (séance pratique)

Proposition: réaliser une expérience simple de transmission binaire avec des LED et un microphone/sonar. But: identifier le rôle du bruit et du codage.

1. Émetteur: allumer/éteindre une LED rapidement pour coder des 0 et 1.
2. Récepteur: utiliser un phototransistor pour détecter la lumière, convertir en signal électrique et lire le code.
3. Analyser l’impact du bruit (augmentation de la distance, introduction d’obstacles).

Conclusion

Les signaux lumineux et sonores permettent de transmettre de l’information. Le choix du support et du codage influence le débit, la fiabilité et la portée du message.