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