Todays (hard) work

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Martin Potier 2012-08-03 17:44:51 +02:00
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commit 7c345d1ec7

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@ -58,7 +58,7 @@ scientifiques actuels reposant sur le même principe que la rampe de Galilée :
le compteur Geiger, le radar de recul (avec des « bip » de plus en plus le compteur Geiger, le radar de recul (avec des « bip » de plus en plus
rapprochés quand la distance à l'obstacle diminue). rapprochés quand la distance à l'obstacle diminue).
\begin{figure}[ht] \begin{figure}[p]
\centering \centering
\subfloat[Ensemble]{ \subfloat[Ensemble]{
\includegraphics[height=.25\textheight]{img/galileo-inclined-plane.jpg} \includegraphics[height=.25\textheight]{img/galileo-inclined-plane.jpg}
@ -120,7 +120,7 @@ ainsi sur l'évolution du nombre de bulles au cours du temps. Cette méthode
plutôt intuitive souffre d'un défaut : il existe beaucoup de mappings plutôt intuitive souffre d'un défaut : il existe beaucoup de mappings
possibles. possibles.
\begin{figure}[ht] \begin{figure}[p]
\centering \centering
\begin{tikzpicture}[auto,bend right,scale=\textwidth/5cm] \begin{tikzpicture}[auto,bend right,scale=\textwidth/5cm]
%every node/.style={transform shape}] %every node/.style={transform shape}]
@ -199,15 +199,15 @@ permet de \emph{dépasser} la sonification pour aller vers la sonification.
\subsection{Système étudié : les mousses liquides} \subsection{Système étudié : les mousses liquides}
\label{subsec:mousses} \label{subsec:mousses}
\begin{figure}[ht] \begin{figure}[p]
\centering \centering
\subfloat[Désordonnée]{ \subfloat[Désordonnée]{
\includegraphics[width=.3\textwidth]{img/foam1} \includegraphics[width=.3\textwidth]{img/foam1}
\label{fig:desordonnee}} \label{fig:desordonnee}}
\quad \quad
\subfloat[Partiellement désordonnée]{ \subfloat[Partiellement désordonnée]{
\includegraphics[width=.3\textwidth]{img/foam2}} \includegraphics[width=.3\textwidth]{img/foam2}
\label{fig:part-des}}
\quad \quad
\subfloat[Régulière]{ \subfloat[Régulière]{
\includegraphics[width=.3\textwidth]{img/foam3} \includegraphics[width=.3\textwidth]{img/foam3}
@ -220,14 +220,16 @@ permet de \emph{dépasser} la sonification pour aller vers la sonification.
Notre objet d'étude est un système complexe relativement bien connu des Notre objet d'étude est un système complexe relativement bien connu des
physiciens\footnote{Ref needed} du \lps\ d'Orsay : il s'agit des mousses physiciens\footnote{Ref needed} du \lps\ d'Orsay : il s'agit des mousses
liquides en deux dimensions (Fig.~\ref{fig:mousses-space} et liquides en deux dimensions (Fig.~\ref{fig:mousses-space} et
Fig.~\ref{fig:mousses-time}). Si le comportement de ces mousses liquides est Fig.~\ref{fig:mousses-time}). Une mousse liquide est un mélange liquide-gaz,
aujourd'hui bien connu, il n'en a pas toujours été ainsi. Il a fallut plusieurs constitué de poches de gaz (bulles) dans le liquide. Les interfaces sont
années de recherche pour isoler le «~bon~» paramètre parmis tous, c'est à dire constituées de molécules à la fois hydrophobes et hypdrophiles. Si le
celui le plus à même de décrire le comportement du système. L'hyptohèse qui comportement de ces mousses liquides est aujourd'hui bien connu, il n'en a pas
motive ce stage est que cette recherche peut être menée plus efficacement grâce toujours été ainsi. Il a fallut plusieurs années de recherche pour isoler le
à la musification du système. «~bon~» paramètre parmis tous, c'est à dire celui le plus à même de décrire le
comportement du système. L'hyptohèse qui motive ce stage est que cette
\begin{figure}[ht] recherche peut être menée plus efficacement grâce à la musification du système.
%
\begin{figure}[p]
\includegraphics[width=\textwidth]{img/foam-coarsening} \includegraphics[width=\textwidth]{img/foam-coarsening}
\begin{tikzpicture}[xscale=\textwidth/2cm] \begin{tikzpicture}[xscale=\textwidth/2cm]
\draw[|-to] (0,0) -- node[midway,fill=white] {temps} (2cm,0); \draw[|-to] (0,0) -- node[midway,fill=white] {temps} (2cm,0);
@ -236,22 +238,43 @@ motive ce stage est que cette recherche peut être menée plus efficacement grâ
dimensions à partir d'un état de type désordonné (Fig.~\ref{fig:desordonnee})} dimensions à partir d'un état de type désordonné (Fig.~\ref{fig:desordonnee})}
\label{fig:mousses-time} \label{fig:mousses-time}
\end{figure} \end{figure}
\begin{figure}[p]
\centering
\includegraphics[width=.8\textwidth]{img/foam-time}
\caption{Graphe de l'évolution temporelle de la taille moyenne normalisée des
bulles d'une mousse liquide en deux dimensions}
\label{fig:mousses-graph}
\end{figure}
%
Deux questions se posent alors : Deux questions se posent alors :
\begin{enumerate} \begin{enumerate}
\item Peut-on écouter le degré d'ordre de l'organisation spatiale du système \item{Peut-on écouter le degré d'ordre de l'organisation spatiale du système ?}
?\\ Par exemple, est-il possible d'avoir des mélodies caractéristiques de l'état
\subref{fig:desordonnee}, \subref{fig:part-des} et \subref{fig:reguliere} de la
figure \ref{fig:mousses-space}, permettant de les distinguer ?
\item Peut-on écouter les épisodes catastrophiques lors de l'évolution \item{Peut-on écouter les épisodes catastrophiques lors de l'évolution
emporelle du système ?\\ emporelle du système ?} Par exemple, est-il possible d'avoir des mélodies ayant
des variations fortes correspondantes aux épisodes catastrophique, les mettant
en évidence ?
\end{enumerate} \end{enumerate}
Ces deux questions ont orienté notre exploration lors de la Ces deux questions ont orienté notre exploration lors de la
sonification/musification du système. La première est illustrée par sonification/musification du système. La première est illustrée par les trois
les trois états de la figure \ref{fig:mousses-space} et la seconde par les états de la figure \ref{fig:mousses-space} ; la seconde est illustrée par les
états en fonction du temps de la figure \ref{fig:mousses-time}. états en fonction du temps de la figure \ref{fig:mousses-time} et le graphe de
l'évolution temporelle d'un paramêtre dans la figure \ref{fig:mousses-graph}.
ans ce graphe, on peut noter trois moment important~:
\begin{enumerate}
\item une phase initiale : le système semble statique du point de vue du
paramêtre représenté ;
\item une phase catastrophique : on trouve plusieurs marches à chaque
épisode catastrophique et ils sont difficiles à trouver quand on ne connaît
pas le \emph{bon} paramêtre ;
\item une phase dite de « scaling state » : le système continue à évoluer mais
de manière similaire dans le temps (on ne peut plus distinguer deux images
prises à des moments différents de deux dont la seconde est un agrandissement
de la première).
\end{enumerate}
Nous opérons en aveugle, sans \emph{a priori} forts sur les mousses et leurs Nous opérons en aveugle, sans \emph{a priori} forts sur les mousses et leurs
agencements. Nous avons tout de même connaissance des quatres lois de Plateau agencements. Nous avons tout de même connaissance des quatres lois de Plateau
@ -270,12 +293,43 @@ régulier à ses sommets, et dont chacun forme avec les autres des angles
d'environ 109°). d'environ 109°).
\end{enumerate} \end{enumerate}
En deux dimensions, la 3\ieme\ loi nous intéresse et on peut l'observer sur une \begin{figure}[p]
mousse régulière (Fig.~\ref{fig:reguliere}) car on retrouve un agencement \centering
hexagonal (où chaque intersetion de trois bulles présente trois angles de \subfloat[Point de rencontre de trois « éléments de surface »]{
120°). Ceci implique que chaque bulle possède six voisinnes. C'est le point de \begin{tikzpicture}[scale=.2\textwidth/15mm]
départ des techniques géométriques mises en place dans ce mémoire (voir \node (c) {};
notamment §~\ref{subsec:music} et §~\ref{subsec:tonnetz-cayley}). \node (d) at (0:1cm) {};
\node (e) at (120:1cm) {};
\node (f) at (240:1cm) {};
\draw (c) -- (d); \draw (c) -- (e); \draw (c) -- (f);
\fill (c) circle (.5mm);
\end{tikzpicture}
}
\qquad
\subfloat[Point de rencontre de quatre « lignes de raccordement »]{
\begin{tikzpicture}[scale=.2\textwidth/15mm]
\node (c) at (0,0,1) {};
\node (d) at (0,1,0) {};
\node (e) at (1,0,0) {};
\node (f) at (0,0,0) {};
\draw (0,0,0) -- (c);
\draw (0,0,0) -- (d);
\draw (0,0,0) -- (e);
\draw (0,0,0) -- (f);
\fill (0,0,0) circle (.5mm);
\end{tikzpicture}
}
\caption{Illustration des lois 3 et 4 de Plateau}
\label{fig:plateau}
\end{figure}
Le livre \cite{isenberg_science_1992} fournit beaucoup d'illustrations de ces
observations. En deux dimensions, la 3\ieme\ loi nous intéresse et on peut
l'observer sur une mousse régulière (Fig.~\ref{fig:reguliere}) car on retrouve
un agencement hexagonal (où chaque intersetion de trois bulles présente trois
angles de 120°). Ceci implique que chaque bulle possède six voisinnes. C'est le
point de départ des techniques géométriques mises en place dans ce mémoire
(voir notamment §~\ref{subsec:music} et §~\ref{subsec:tonnetz-cayley}).
Cette étude en deux dimension a pour but premier de valider le bon Cette étude en deux dimension a pour but premier de valider le bon
fonctionnement des techniques mises en place pour pouvoir ensuite attaquer un fonctionnement des techniques mises en place pour pouvoir ensuite attaquer un
@ -283,9 +337,9 @@ domaine moins bien connu : les mousses en trois dimensions.
\medskip \medskip
C'est avec ces quelques indices que nous commençons la musification du système C'est avec ces quelques indices que nous commençons la musification du système
en nous basant sur la théorie musicale contemporaine. en nous fondant sur la set-theory.
\subsection{Une vue sur la théorie musicale contemporaine} \subsection{Une vue sur la théorie musicale}
\label{subsec:music} \label{subsec:music}
Nous resterons très général sur les théories musicales. La notion importante Nous resterons très général sur les théories musicales. La notion importante
utilisée tout au long de ce mémoire est celle d'\emph{intervalle} : c'est la utilisée tout au long de ce mémoire est celle d'\emph{intervalle} : c'est la
@ -295,7 +349,7 @@ sur 7 notes (Fig. \ref{fig:gamme}). On peut altérer la hauteur d'une note, donc
l'intervalle ayant pour une de ses bornes cette note, en la faisant précéder l'intervalle ayant pour une de ses bornes cette note, en la faisant précéder
d'une altération : ♯ (dièse, +1 demi-ton) ou ♭ (bémol, -1 demi-ton). d'une altération : ♯ (dièse, +1 demi-ton) ou ♭ (bémol, -1 demi-ton).
\begin{figure}[ht] \begin{figure}[p]
\centering \centering
\begin{tikzpicture}[note/.style={draw,black,circle},bend left=-40] \begin{tikzpicture}[note/.style={draw,black,circle},bend left=-40]
\node[note] (C) {Do}; \node[note] (C) {Do};
@ -335,7 +389,7 @@ entre autres :
\end{itemize} \end{itemize}
qui constituent une première formalisation algébrique. qui constituent une première formalisation algébrique.
\begin{figure}[ht] \begin{figure}[p]
\hfill \hfill
\subfloat[Transposition : $x \rightarrow x + k \bmod 12$]{ \subfloat[Transposition : $x \rightarrow x + k \bmod 12$]{
\begin{tikzpicture}[scale=.3\textwidth/2cm,delta angle=-30,radius=1.06cm] \begin{tikzpicture}[scale=.3\textwidth/2cm,delta angle=-30,radius=1.06cm]
@ -383,7 +437,7 @@ graphe planaire. Ces deux intervalles sont les plus consonnants (après
l'octave) ; il est donc agréable et pratique de pouvoir passer d'une note à une l'octave) ; il est donc agréable et pratique de pouvoir passer d'une note à une
autre en les privilégiants. autre en les privilégiants.
\begin{figure}[ht] \begin{figure}[p]
\centering \centering
\subfloat[Tonnetz de L. Euler (1739)]{ \subfloat[Tonnetz de L. Euler (1739)]{
@ -449,7 +503,7 @@ tonalités voisinnes, comme Do Majeur (La mineur) est la tonalité relative
Majeure (mineure) à La mineur (Do Majeur) respectivement, comme on peut le voir Majeure (mineure) à La mineur (Do Majeur) respectivement, comme on peut le voir
sur la figure~\ref{fig:trig}. sur la figure~\ref{fig:trig}.
\begin{figure}[ht] \begin{figure}[p]
\centering \centering
\begin{tikzpicture} \begin{tikzpicture}
[note/.style={draw,black,circle,inner sep=2mm}, [note/.style={draw,black,circle,inner sep=2mm},