La caméra qui tordait les hélices

«J'ai pris des photos de l'hélice d'un moteur d'avion à bord duquel je me... (Photo Georges Beaudoin)

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Photo Georges Beaudoin

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(Québec) «J'ai pris des photos de l'hélice d'un moteur d'avion à bord duquel je me trouvais, certaines en mode paysage, d'autres en mode portrait.

«J'ai pris des photos de l'hélice d'un moteur... (Infographie Le Soleil) - image 1.0

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Infographie Le Soleil

Dans tous les cas, l'hélice ressemblait à un boomerang projeté du moteur. L'hélice est horizontale dans la photo en orientation paysage, alors qu'elle est verticale en orientation portrait. Ce sont de toute évidence des aberrations optiques, mais je suis perplexe sur la cause ou l'explication. Est-ce que la vitre du hublot est polarisée? Ou bien c'est la lentille de la caméra? J'ai refait l'expérience dans un autre avion, dans un autre hémisphère, avec le même phénomène. Si vous connaissez l'explication, je serai intéressé à la connaître», demande Georges Beaudoin, de Québec.

On peut classer les caméras numériques en deux grandes «familles», selon leur manière de capter la lumière. Certaines procèdent de la façon la plus intuitive, c'est-à-dire en prenant leur image d'un seul coup - tous les pixels (les petits «carrés de couleur» dont sont faites les images numériques) de la photo sont captés en même temps. D'autres, cependant, procèdent plutôt par balayage : les pixels de la rangée du haut sont saisis, puis l'appareil capte la rangée suivante, et ainsi de suite jusqu'en bas.

Chacune de ces méthodes a ses avantages et ses inconvénients et de toute façon, le balayage est si rapide que, dans la plupart des circonstances, les deux sont indiscernables. Mais si un objet bouge suffisamment vite pour ne pas garder tout à fait (voire plus du tout) la même position entre le début et la fin du balayage, alors il peut apparaître plus ou moins déformé sur la photo. Et les hélices d'avion représentent un cas extrême de cet effet, comme on peut le lire notamment sur le très bon site du physicien britannique Jason Cole, Almost Looks Like Work.

En descendant, comme le montre le graphique ci-contre, le balayage commence par capter une «tranche» au bout d'une pale. Quand vient le tour de la rangée de pixels suivante, une autre «tranche» de la pale est croqué, mais à ce moment la pale a déjà eu le temps de se décaler légèrement par rapport à ce qui a déjà été enregistré. La rangée suivante ne saisira elle aussi qu'une tranche décalée par rapport à la précédente, et ainsi de suite jusqu'à former une sorte de ligne. Le manège reprendra lorsque la pale suivante entrera dans le balayage, laissant une ligne à peu près parallèle à la première. Et le reste est à l'avenant.

Lorsque le balayage arrive proche du centre de l'hélice, il peut arriver que la pale décrive une ligne en forme de «U», mais le phénomène reste le même. Notons enfin que ce qui fait la différence entre des «pales» alignées à la verticale ou à l'horizontale, c'est le sens du balayage, et non le mode (portrait ou paysage) dans lequel on règle l'appareil.

Sources : JASON COLE. «Rolling Shutter», Almost Looks Like Work, 2014. goo.gl/aTxvCJ

ANDREW DAVIDHAZY. The Focal Plane Shutter Artifact in Certain Digital Cameras, Rochester Institute of Technology, s.d. goo.gl/qso7Qu

Mesurer les sons

«Dans sa section Maison du 6 décembre 2014, Le Soleil publiait un article sur l'insonorisation. On y parle de l'indice IIC ou FIIC tout en recommandant de s'assurer d'avoir un FIIC de 55 décibels (dB) lors de l'installation d'un plancher de bois (flottant ou autre) tout en mentionnant qu'un seuil de 60 dB serait préférable. Bien que la différence ne soit que de 5, ce qui paraît à première vue peu élevé, je sais très bien que la différence est plus grande, car l'échelle des décibels est logarithmique. Mais peut-on représenter cette différence de 5 en pourcentage, notion qu'il me serait beaucoup plus facile à évaluer?» demande Louise Falardeau, de Québec.

En fait, il semble qu'il s'agissait d'une petite coquille : l'indice IIC (pour impact insulation class, «classe d'isolation des impacts») ne s'exprime pas en décibels, il n'a tout simplement pas d'unité. C'est une mesure de l'atténuation des sons dits d'«impact», comme les bruits de pas, que l'on obtient essentiellement en frappant (de manière contrôlée) sur une surface et en mesurant les sons qui parviennent de l'autre côté. Selon que le test est effectué en laboratoire ou sur le terrain (field, en anglais), on parlera d'indice IIC ou FIIC.

Maintenant, plus sa valeur est élevée, plus le matériau ou la structure bloquera efficacement les sons, et il est vrai que cette échelle est logarithmique, comme celle des décibels.

À l'origine, le décibel est issu de l'industrie des télécommunications au début du XXe siècle, qui cherchait une unité pour exprimer la perte de volume que subissait un signal en parcourant de grandes distances de câbles télépho­niques. L'unité originale s'appelait le «mille de câble standard» et équivalait à la perte de signal encourue sur 1,6 kilomètre d'un câble ayant des caractéristiques bien précises, mais elle fut éventuellement remplacée par l'«unité de transmission», qui céda finalement le pas au «Bel», en mémoire de l'inventeur du téléphone, Alexandre Graham Bell.

Dans l'échelle Bel, une différence de 1 Bel équivalait à une différence de 10 fois la puissance du signal. Ainsi, passer de 2 à 3 Bels multipliait par 10 le «volume», passer de 2 à 4 équivalait à une multiplication par 10 x 10 = 100, et ainsi de suite. Pour rendre l'échelle plus facilement utilisable, on a divisé l'unité de base par 10 : c'est le décibel.

Ainsi, la puissance d'un son est décuplée à chaque tranche de 10 dB. Et cela signifie que passer de 55 à 60 dB équivaut à un gain de puissance de 316 %. Notons toutefois qu'à l'oreille, la différence serait nettement moindre que cela, entre autre parce que l'oreille humaine n'est pas également sensible à tous les sons.

Sources : JOHN K. HILLIARD. «Early History of the Evolution of the Volume Indicator», AES Journal, s.d. goo.gl/QOHoY3

AcoustiTech, Démystifier l'acoustique du bâtiment, s.d., goo.gl/CHSWNV

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