Analogique

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Un peson est un instrument de mesure analogique : une longueur est proportionnelle à une force.

Le terme analogique désigne les appareils, notamment instruments de mesure et de communication, ainsi que les méthodes de calcul qui représentent une grandeur physique par une autre, comme on raisonne par analogie sur un objet quand on a remarqué qu'il présente une similitude de forme avec un autre, bien qu'il soit de nature différente.

Exemple : thermomètre :

Un thermomètre indique la température à l'aide d'une hauteur de mercure ou d'alcool coloré sur une échelle graduée.

La longueur du fluide est analogue à la température : c'est un instrument analogique.

Dans un système analogique, l'incertitude liée au transducteur qui convertit la grandeur objet en une grandeur image plus commode et la résolution avec laquelle on connaît cette grandeur image limitent la qualité métrologique des appareils de mesure.

Exemple : précision d'un calcul analogique :

On peut obtenir une longueur analogue à la racine carrée de deux en par construction à la règle et au compas. L'exactitude avec laquelle la diagonale du carré unitaire représente cette valeur dépend de la précision avec laquelle on a effectué les opérations de construction, qu'on résume avec optimisme à « l'épaisseur du trait ».

Dans l'usage courant, la grandeur image est la plupart du temps une tension électrique. Un signal électrique représente une grandeur variable par exemple une pression.

Le mode analogique s'oppose au mode numérique, qui suppose une quantification.

Les humains perçoivent aisément les informations visuelles analogiques : position d'un indicateur, longueur d'un segment, couleur d'une surface sur une carte, et en suivent aisément les variations. Les informations numériques sont souvent plus précises, mais elles exigent un temps de lecture.

Historique[modifier | modifier le code]

Le nom provient du grec analogos (αναλογος) signifiant « qui est en rapport avec, proportionnel »[1].

Les premiers calculs sont numériques. On ajoute, on soustrait, on multiplie des nombres entiers. L'alternative analogique se trouve dans le tracé à la règle et au compas, qui permet, par exemple, d'obtenir des longueurs analogues à celles de racines carrées ou du nombre d'or. À partir du XVIe siècle, et surtout au XIXe siècle, on utilise des instruments de calcul analogiques, comme le compas de proportion et la règle à calcul. Au début du XXe siècle, on fabrique aussi des calculateurs analogiques, fonctionnant avec des engrenages et des cames. Ils atteignent un haut degré de perfectionnement au cours de la seconde Guerre mondiale, avec les calculateurs mécaniques de bombardement. Le calcul analogique a l'avantage de condenser dans une seule opération le calcul de la valeur nominale et celle de l'arrondi et de la précision : on ne s'interroge pas sur le nombre de décimales nécessaires.

L'électronique emploie des circuits analogiques comme calculateur : il existe une analogie entre le système mécanique (premier type de calculateur apparu) et le système électronique (deuxième type apparu). L'électronique analogique a été exploitée entre les années 1950 et 1970 pour résoudre les équations différentielles rencontrées entre autres dans des problèmes de mécanique. Cette technique tend à être remplacée par le mode numérique (troisième mode apparu). Le principal motif de l'abandon progressif de l'analogique au profit du numérique à partir des années 1980 est d'ordre économique et industriel. Avec le numérique est apparue la « compression de données » et l'optimisation des formats audio, image et vidéo. Ainsi, leur transmission, leur enregistrement, leur utilisation et leur stockage a pu être proposé au public dans des formules industrialisée en grande masse, donc bien moins coûteuses à produire.

Avantages et inconvénients[modifier | modifier le code]

Pour mesurer, évaluer ou capter un élément naturel (son, image, phénomène…), il est souvent nécessaire de disposer d'une interface analogique (pour éventuellement ensuite numériser cette source). Les transducteurs transforment une grandeur physique en une autre grandeur analogue.

Exemples :

Pour effectuer des calculs ou des mesures, il sera presque toujours nécessaire d'effectuer un échantillonnage, soit statistique, soit, s'il s'agit d'une valeur variable, temporel.

Comparaison numérique/analogique[modifier | modifier le code]

  • Un système analogique convertit les informations en une autre valeur qui varie de façon analogue à la source, alors qu'un système numérique convertit les informations en une valeur comprise dans une liste prédéfinie de valeurs (et donc limitée), et échantillonnée. Un système numérique possède donc une limite de résolution lors de la transcription d'un phénomène physique.
  • Un système analogique est direct, rapide, et représentatif de la source. Cependant il ne peut pas mémoriser les informations et les traitements des signaux sont limités. Les opérations de multiplications sont difficiles. Les équations logiques sont impossibles. Les traitements mathématiques ne sont pas aisés. Par exemple, contrairement à son homologue analogique, un système de transmission numérique peut garantir la fiabilité des informations transmises par un traitement de détection d'erreur (exemple le CRC).

Les systèmes analogiques demeurent pour les opérations de captures d'informations (émission/ réception, capteurs ou émetteurs physiques) et pour gérer des fonctionnalités particulières comme les organes de puissance (alimentations, THC…). Le signal électrique est converti au plus tôt pour pouvoir être traité numériquement et donc informatiquement.
Les traitements numériques peuvent altérer la fidélité des signaux.

  • Par exemple, dans le domaine artistique, les controverses existent sur le choix entre des supports numériques ou analogiques. Par exemple certains mélomanes ont critiqué l'arrivée du son numérique (notamment compressé) et le CD à partir de 1982. Ils ont souligné la qualité et les spécificités du disque vinyle (analogique) par rapport au Compact Disc audio.

Toutefois, tous les appareils photo, vidéo et audio analogiques engendraient certains phénomènes devenus inconnus pour leur version numérique : distorsion, bruit de fond, pleurage, scintillement, etc. Ce qui ne signifie pas que le mode numérique n'engendre pas pour sa part, certains problèmes qualitatifs également. La musique ou le cinéma utilisent toujours des procédés d'amplification ou de stockage analogiques (amplificateur audio, pellicule photographique).

Systèmes analogiques[modifier | modifier le code]

Instrumentation[modifier | modifier le code]

Un ampèremètre analogique, qui permet de mesurer l'intensité d'un courant électrique.
  • L'intensité électrique en sortie d'un microphone analogique varie en fonction de l'intensité sonore qu'il capte : nulle ou très faible lors d'un silence et très élevée lors d'une explosion. Sur l'appareil de mesure, on constate une variation d'intensité analogue à celle de la source.
  • Une montre analogique utilise la rotation mécanique d'aiguilles pour indiquer l'heure, les minutes, les secondes ; les aiguilles sont mues par un ou des ressorts dont la détente est maîtrisée par un système d'engrenages. Par opposition, une montre numérique affiche directement des nombres temporels. Pour cette dernière, la composante numérique concerne l'affichage ET le cœur du système. Au lieu de ressorts et d'engrenages, une base de temps électronique (exemple à quartz) et des circuits électroniques alimentés par une pile génèrent le découpage temporel et l'affichent sur un écran, en général à cristaux liquides. Intermédiaire entre la montre analogique et la montre numérique, une montre à aiguilles peut être pilotée par un circuit électronique ; on parlera de montre numérique à affichage analogique.
  • Un bargraphe est une forme de visualisation analogique d'une donnée numérique.

Arts[modifier | modifier le code]

Pour le cinéma, le montage analogique est celui où le monteur manipule directement la copie de travail (pellicule) ; dans le montage numérique, il n'y a plus de pellicule car toutes les images sont numérisées et le montage s'effectue sur un ordinateur à partir de ces fichiers vidéos et audio.

Électronique[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Électronique analogique.

L'électronique analogique est un système ou dispositif électronique qui met en jeu des courants et tensions électriques variant dans des limites fixées, mais sans paliers ni niveaux prédéfinis, contrairement à l'électronique numérique laquelle préfigure une série de « modèles ». La grandeur analogique étudiée peut prendre une infinité de valeurs différentes et constituer un flux continu et variable, alors qu'une grandeur numérique ne peut que prendre des valeurs discrètes et échantillonnées dans le temps. Dans le domaine de traitement des données, l'analogique présente un temps de réponse quasi immédiat tandis qu'un traitement numérique nécessite toujours un temps de traitement supérieur. Un traitement numérique permet d'effectuer des multiplications et surtout une mémorisation des données, ce que ne permet pas un traitement analogique. Cependant l'analogique couvre plus de domaine que le numérique comme la puissance, les radio-fréquences, les capteurs...

Notes[modifier | modifier le code]

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]