Fourier sur YouTube
Nous abordons au gré des billets, tantôt des questions relevant de la biographie de Joseph Fourier, tantôt des questions relevant de l’œuvre. Dans ce billet, nous sommes résolument du côté de l’œuvre scientifique et de ses développements y compris récents.
L’ENS de Lyon, sous le label Unisciel développe, en lien avec plus de 45 universités ou partenaires européens, des ressources au service des usages et des innovations pédagogiques. En particulier, « La physique animée », une série de vidéos de 7 minutes environ, dans lesquelles se mélangent histoire des sciences, expériences et théorie, a retenu notre attention. Deux des vidéos que nous avons visionnées traitent de développements techniques centrés sur les méthodes de calcul découvertes par Joseph Fourier.
représentation d’un signal dans l’espace temporel et dans l’espace fréquentiel
Une vidéo de 9 minutes 11 secondes, auteurs : Olivier Granier (Lycée Jacques Decour, Paris), Delphine Chareyron (ENS de Lyon), Nicolas Taberlet (ENS de Lyon), produit par l’École Normale Supérieure de Lyon.
Le texte est débarrassé de toutes considérations inutiles ; il va droit à son sujet ; après un rapide historique, il nous présente les modalités de traitement du signal. Vues sous un autre angle, les qualités de la réalisation sont aussi des défauts : en quelques schémas sommaires, on passe très vite de la théorie mathématique à l’univers technique du physicien. Le mathématicien aura beau jeu de remarquer qu’un pic est un pic, (sans épaisseur), même s’il est vrai que sur un oscilloscope, on verra une sorte de triangle allongé, qu’il y a un écart entre théorie et pratique, qu’il convient de présenter et de justifier ; que mathématiques et physique instrumentale ne se font pas la guerre, qu’elles se complètent.
Mais sans bouder son plaisir, on peut parcourir le catalogue d’Unisciel.
Une entrée, accessible à un élève de l’école élémentaire, nous fait accéder en 26 secondes à la conduction de la chaleur dans une expérience sans surprise…
sauf que… si l’on plaque sur cette expérience, triviale, la clairvoyance et la maîtrise mathématique de Joseph Fourier, on arrive, six cents pages plus loin à la conclusion de la Théorie analytique de la chaleur. (1822). Sans exiger du bambin de l’école élémentaire l’étude de l’œuvre de Fourier, on peut faire évoluer sa pensée en le confrontant à une expérience où, cette fois, la conduction sera moins évidente. (La physique à main levée, l’eau est mauvaise conductrice de la chaleur, vidéo 1 min 30 s).
Sauf que… quelque deux cents ans après la publication de la Théorique analytique… des milliers de thèses plus tard… des milliers de brevets plus loin, on arrive en plein XXIe siècle. Comment ? C’est tout le mystère de la pensée et de l’œuvre de Joseph Fourier.
A défaut d’une réponse simpliste à ce comment, les séquences vidéos proposées par Unisciel ouvrent des pistes : au fil des pérégrinations, le lecteur découvrira ainsi comment convertir un signal analogique en signal numérique. (13 minutes 42 secondes, La physique animée, conversion analogique numérique : transformée de Fourier dans le domaine temporel)
Du temporel, le lecteur pourra passer au domaine spatial et se pencher sur une présentation de la théorie de l’optique de Fourier : de même qu’un son, une image peut être représentée de manière fréquentielle à l’aide de l’analyse de Fourier…. En 10 minutes, vous en serez convaincus.
On a pu dire que la transformée de Fourier était le couteau suisse de la physique contemporaine, cela se vérifie en piochant au hasard des réponses à une interrogation de la bases de données du site Unisciel :
https://www.youtube.com/user/Unisciel/search?query=fourier
