Du bruit en bas!
Comment ne pas se rappeler la fameuse ligne des deux minutes du peuple : « Du bruit en bas ». Il s’agit bien sûr d’un épisode de la maléfique maison Slangster. Bon... il fallait y être.
Bon, alors voici le temps de vous endormir avec une entrée semi-sérieuse de mon blog. Si vous aurez appris quelque chose à la fin de votre lecture, c'est que j'aurai réussi au moins ça dans ma soirée ;)
Parlant de « bruit en bas », plusieurs se demandent sûrement ce que je fais au labo, dans le lugubre sous-sol du pavillon Pouliot, le soir comme ça, tout seul. Et bien, je mesure du bruit. Étant seul, c’est plutôt silencieux dans mon sous-sol, alors vous vous doutez bien que je ne suis pas en train de mesurer le bruit sous sa forme que nous connaissons habituellement (e.g. un gros truck qui passe sous la fenêtre de sa chambre à 3 heures du matin). Et non, je suis au labo pour faire des mesures de bruit électrique sur un détecteur infrarouge.
Ah! Tien, Walid est là aussi... fidèle à ses heures de travail sur le fuseau horaire de Kuala Lumpur.
Nous parlions donc de mesures de bruit sur un détecteur infrarouge. Bon d’abord qu’est-ce qu’un détecteur infrarouge... dans ma tête c’est très clair, mais dans la votre, cher lecteur, peut-être moins (à l’exception de François Bouffard... toi tu ne comptes pas). Avant tout, il est important de comprendre qu’un détecteur électronique, tout comme l’oeil humain, ne vois pas la lumière à toutes les longueurs d’onde (ou toutes les couleurs si vous voulez). Notre oeil voit très bien la lumière visible (oui oui), mais ne voit pas la lumière infrarouge ou ultraviolette parce qu’elle est invisible. Comme vous voyez, je me noie dans la logique ce soir.
Donc l’oeil humain voit la lumière visible, ce qui veut dire du violet-très-foncé-presque-ultraviolet-difficile-à-voir-qui-fait-briller-le-blanc jusqu’au rouge-très-foncé-loin. Mais pourquoi donc l’oeil est-il capable de percevoir uniquement c’est longueurs d’ondes? C’est en réalité assez compliqué, mais pour faire une histoire courte, l’oeil humain est composé de capteurs chimiques qui réagissent lorsqu’ils sont frappés par un photon (une particule de lumière si vous voulez) d’une énergie spécifique. À chaque longueur d’onde de la lumière, donc à chaque couleur, correspond une énergie différente. Le bleu est plus énergique que le vert, le vert est plus énergique que le rouge, etc.
Avec plusieurs types de capteurs différents, l’oeil est capable de reconstruire une image et de déduire les couleurs. Si nous n’avions qu’un seul type de capteur, nous aurions une image en noir et blanc, ce qui rendrait nos vis beaucoup plus grises. Imaginez seulement les pauvres daltoniens... « euh, c’est tu noir ou c’est blanc ça ? »
Les détecteurs électroniques avec lesquels je travaille sont très similaires à ces capteurs que l’on retrouve dans nos yeux. Ils réagiront, en produisant un courant électrique, lorsqu’un photon de la bonne énergie frappe leur surface. Je vous fais grâce des détails à moins de demandes spéciales. Dans mon cas particulier, les détecteurs avec lesquels je travaille sont des détecteurs qui sont sensible uniquement à la lumière infrarouge.
Bon, tout ça c’est bien beau, mais pourquoi mesurer le bruit me demanderez vous? (Bon, peut être pas, mais comme rien ne marche ici, aussi bien prendre le temps de vous le raconter une bonne fois pour tout.)
En temps normal, lorsqu’on utilise un détecteur, on cherche non pas à mesurer un bruit, mais mesurer un signal. Voici un exemple de signal que l’on pourrait vouloir mesurer (cliquez pour voir en pleine taille).
N’est-ce pas magnifique? Le bruit, quant à lui, est aussi présent sur toutes les mesures prises. Voici un exemple de bruit (que je viens de mesurer tout spécialement pour vous mesdames et messieurs, il est tout frais et encore chaud) :
Ce bruit peut être causé par différentes choses. Il peut venir directement du détecteur ou de son circuit électronique, comme il peut venir de l’environnement. Quand je parle de l’environnement, ça peut être aussi banal que les parasites venant du moteur de l’ascenseur du pavillon. C’est un peu comme quand vous regardez la TV en allumant votre vielle aspirateur et que tout un coup Santa Barbara à l’air d’être tourné en Antarctique, avec la neige et tout le tralala. Malheureusement, ce bruit externe, on doit vivre avec, d’où l’idée de faire des mesures tard le soir quand tout le monde est ailleurs. Comme on dit, il n’y a pas grand monde qui passe l’aspirateur au laboratoire à 11h le soir (sauf peut-être Walid, avec son horaire de Kuala Lumpur).
Vous aurez deviné que une première partie du travail que je fais est d’identifier les sources de bruits et, autant que possible, de les éliminer. Il est important de réduire le bruit au minimum, pour avoir ce qu’on appel un rapport signal à bruit maximum. Plus le rapport signal à bruit est élevé, plus l’écart entre le signal qu’on mesure et le bruit sera grand, ce qui facilitera le traitement du signal par la suite.
Imaginez-vous dans une maison de campagne, sous les étoiles avec comme seul bruit la brise fraîche dans les branches d’arbres. Si vous êtes en train de discuter avec une personne à côté de vous, il se peut fort bien que vous ne soyez pas en train de crier en vous en cracher la langue. Comme le bruit est faible, il est facile de comprendre le signal de l’interlocuteur, même si celui-ci ne parle pas fort. Maintenant, essayez de garder la même conversation sur la piste de danse d’un bar tout en maintenant le même niveau de voix. À moins que vous ne sachiez lire sur les lèvres, probablement que vous allez faire ce qui m’arrive tout le temps : ne rien comprendre et finir par rire comme un épais.
Avec le détecteur électronique, le même problème se pose. Si le bruit est trop élevé par rapport au signal, celui-ci sera difficile à détecter convenablement. Voici, par exemple, un signal similaire au signal précédent, mais avec un mauvais rapport signal à bruit.
Alors mon travail et d’identifier les sources de bruit et de déterminer si le niveau de bruit peut être amélioré. Les mesures de bruit vont aussi permettre au client de déterminer, connaissant le signal qu’il va mesurer, s’il lui est possible d’obtenir un rapport signal à bruit suffisamment bon pour ses besoins.
En parallèle, les mesures effectuées permettent de valider des modèles théoriques. Ces modèles permettent de faire des prédictions afin d’éviter de passer des heures dans le labo à faire des mesures de bruit. Hors, c’est modèles doivent être vérifier et c’est en partie ce à quoi ces mesures vont servir.
Alors maintenant vous savez pourquoi je suis au labo tard le soir... c’est pour éviter que quelqu’un parasite mes mesures avec son vieil aspirateur Kenmore brun laid qui enneige votre TV.