L`Optique et la lumière dans l`enseignement des

L’Optique et la lumière dans l’enseignement des Télécommunications
Jean-Claude Pissondes
IUT de Vélizy, Département R&T, Université de Versailles, 78140 Vélizy
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La lumière, au sens large, est utilisée comme vecteur de l’information
depuis la naissance même des « télécommunications ». Les lois de l’Optique,
associées à celles de l’électromagnétisme, nous apprennent à suivre ou à
« guider » la lumière, comme onde, dans des situations très diverses, voire
antagonistes : tantôt, on lui offre presque tout l’espace disponible d’une antenne
émettrice à une antenne réceptrice, tantôt on la contraint à circuler dans un fin
tube de silice. Dans l’enseignement des « télécoms », ces situations très
contrastées doivent être présentées à l'étudiant pour qu'il en connaisse les
spécificités sans perdre de vue l'unité de la description ondulatoire de la lumière.
Parallèlement, les étudiants en télécoms sont confrontés à l’inévitable
analyse de Fourier qui est au centre du traitement du signal. A ce titre, les
manifestations de la lumière peuvent être présentées comme les métaphores
pédagogiquement très efficaces d’opérations effectuées en traitement du signal.
En effet, dans le cadre de l’approximation de Fraunhofer, les figures de
diffraction sont données par la transformée de Fourier 2D de l’obstacle
diffractant. Ainsi, les notions usuelles du traitement du signal se matérialisent
par des figures de diffraction spatialement bien visibles. Des opérations plus ou
moins abstraites, telles que le filtrage ou le multiplexage correspondent alors,
dans l’expérience d’Abbe, à des opérations bien concrètes de cache et
d’obturation réalisées et localisées dans l’espace physique.
L'antenne, premier et principal outil des télécommunications sans fil, établit
un pont entre les deux rôles que peut prendre l’Optique dans l’apprentissage des
télécoms : elle génère la « lumière » utilisée comme vecteur de l’information et,
suffisamment loin, le champ rayonné est distribué selon les lois de la diffraction
dans l’approximation de Fraunhofer où intervient la transformée de Fourier.
Dans cette présentation, on mettra en avant le double rôle possible de l’Optique
dans l’apprentissage des télécoms. En mettant l’accent sur les aspects
historiques du sujet, on décrira la lumière telle qu'elle est présentée aux
étudiants, d’une antenne à l’autre, dans une fibre, mais aussi dans la diffraction
de Fraunhofer et dans l'expérience d'Abbe à travers le filtrage des fréquences
spatiales.
Posters des Rencontres pédagogiques
OPTIQUE 2015633