La température ressentie

La vidéo du jour parle d’un sujet que j’avais déjà traité par écrit il y a quelques années : la température ressentie.

Ce que je raconte dans la vidéo correspond à de la thermique assez classique. Un point qui mérite commentaire, c’est mon traitement un peu particulier du rôle du vent.

En général, les flux de convection sont présentés à l’aide d’un coefficient de transfert, de sorte que

\Phi = h(T_2 - T_1)

Le coefficient de transfert (unité W/(m2/K)) dépend du fluide et de son champ des vitesses à la surface. Avec de l’air, dans le domaine de l’isolation des bâtiments, on va prendre typiquement des valeurs de 5 à 10 en intérieur et de 25 en extérieur.

J’ai fait le choix de l’inverser pour définir une résistance de surface R = 1/h de sorte que

\Phi = \frac{T_2 - T_1}{R}

de sorte qu’il soit intuitif de réaliser ensuite une addition avec la résistance thermique apportée par les vêtements. La résistance a une unité un peu barbare (que j’ai évité de mentionner dans la vidéo), puisque c’est l’inverse du coefficient de transfert, donc des m2.K/W.

Pour calculer la résistance thermique à la conduction d’une épaisseur d’isolant, on divise son épaisseur par sa conductivité thermique.

R = \frac{L}{\lambda}

Pour un isolant peu dense, on a des valeurs de conductivité thermique qui sont voisines de celle de l’air « immobile », à savoir 0,025 W/(m.K). D’où ma valeur de résistance de 0.4 pour 1cm d’isolant.

Evidemment avec diverses couches de vêtements, la réalité est plus compliquée que ça, mais ça donne un ordre de grandeur.

Venons en maintenant à la question de la variation du coefficient de transfert (et donc de la résistance de surface) avec la vitesse. Il est difficile de donner une relation précise entre les deux, on en est généralement réduit à des approximations et des lois empiriques.

Une façon classique de le faire est de prendre une dépendance du type

h(v) = h_0 + A \sqrt{v}

et c’est ce que j’ai utilisé dans mes courbes et pour calculer mes diagrammes de température ressentie. Là aussi, c’est une simplification mais ça donne une bonne idée des effets.

Concernant le rôle du soleil, c’est assez délicat. On sait que le flux qui arrive sur Terre est d’environ 1000 W/m2 sur une surface orthogonale aux rayons. Sauf que notre surface n’est jamais complètement orthogonale aux rayons ! Déjà en gros une moitié est à l’ombre, sur l’autre partie l’angle d’incidence n’est pas toujours orthogonale.

Si on fait l’approximation que les humains sont des sphères, on doit diviser par 4, s’ils sont des plans et qu’ils sont orientés perpendiculairement au soleil, on ne divise que par 2.

Après il faut prendre en compte notre albédo, c’est à dire la part des rayons qui seront réfléchis plutôt que d’être absorbés. Cela va dépendre de notre peau, nos vêtements, etc. Bref c’est très variable !

Je me suis gardé de définir une température ressentie due à la présence du soleil, mais vous voyez que si on atteint disons 100W/m2 de flux solaire, cela peut représenter un équivalent de +10 degrés pour une résistance de surface de 0,1.

Je n’ai pas non plus abordé la question de l’humidité relative, qui va notamment jouer un rôle sur la capacité du corps à évacuer la chaleur par transpiration plutôt que par simple convection. Pour les fortes chaleurs, on utilise parfois l’indice « Humidex » pour prendre en compte l’effet de l’humidité.

D’ailleurs il semblerait que – au moins au Canada – le concept de « température ressentie » ait été remplace, au moins verbalement, par celui d’indice de refroidissement éolien. Cela va dans le bon sens, mais la confusion subsiste. En effet c’est indice est fabriqué pour que ses valeurs soient dans les mêmes ordres de grandeur que la température. Donc même si on ajoute pas « °C » derrière, la confusion est là.

Parcoursup, et les algorithmes de mariage stable

La vidéo du jour est un peu particulière. Je ne pensais pas avoir grand chose à dire sur le sujet…et pourtant elle fait 39 minutes !

On y parle de Parcoursup et plus généralement des procédures d’appariement qui existent notamment pour l’attribution des places dans l’enseignement supérieur, et ce dans de nombreux pays.

Tout d’abord, il me faut remercier 3 personnes avec qui j’ai eu le plaisir de discuter pour me documenter : Marc De Falco, Judicaël Courant et Julien Grenet.

D’ailleurs avant d’aborder quelques compléments sur les aspects scientifiques, voici quelques références sur les questions des procédures existantes, notamment en France avec APB et Parcoursup. Lire la suite

Le LHC : j’ai visité le plus grand accélérateur de particules du monde !

Aujourd’hui une vidéo « un petit peu spéciale », puisque je me suis rendu au CERN pour la tourner !

Je sais que la vidéo est déjà bien assez longue, mais pour ceux qui voudraient encore plus de détails, ou se poseraient quelques questions, voici un peu de compléments.

Un point tout d’abord : je suis passé assez vite sur « ce que fait » le boson de Higgs, puisque c’est un sujet que j’ai déjà traité dans une autre vidéo où j’explique notamment le lien entre le boson et la formule E=mc2. Lire la suite

La suprématie quantique

La nouvelle est tombée il y a déjà plus de deux semaines, je m’attaque enfin à la suprématie quantique de Google !

Alors que puis-je dire pour compléter cette exposé ?

D’une part les « pros » de la mécanique quantique se seront probablement étranglés devant ma notation des états superposés. Je fais comme si les coefficients devant chaque état propre étaient des pourcentages, ce n’est pas le cas, il s’agit en réalité de coefficients complexes, et ce qui compte c’est le module carré. Mais bon, ceux qui le savaient déjà le savaient déjà. Les autres n’en auront probablement jamais l’usage. Ou alors ils auront droit à un « vrai » cours de mécanique quantique !

Pareil pour mon désormais habituel « à la fois » pour le principe de superposition. J’ai déjà fait une vidéo spécifique sur le sujet !

Concernant les portes quantiques, j’ai dit qu’il y en avait « beaucoup », en fait il y en a une infinité ! Mais disons que si on se limite aux portes usuelles, il y en a vite une bonne série à mémoriser. Petit détail amusant : contrairement aux portes classiques, les portes logiques quantiques sont réversibles ! On peut toujours revenir en arrière. Alors que si je vous dit que le bit de sortie d’une porte ET est 0, ça ne vous dit pas d’où on partait exactement.

Tiens d’ailleurs j’ai dit qu’on pouvait appliquer un circuit « de son choix », ce qui faisait de Sycamore un vrai processeur programmable. Techniquement chaque qbit n’est pas directement connecté avec tous les autres. Il y a une sorte de disposition des qbits et des coupleurs, qui font qu’il y a une notion de voisinage.

figure1

Les fins calculateurs auront peut-être remarqué un truc bizarre sur l’échantillonnage fait par Sycamore. On prend typiquement 10^6 échantillons alors que l’espace des états est de taille 10^{16} ! Eh bien oui, en fait on est très loin d’avoir ne serait-ce qu’un échantillon par état propre, et donc l' »histogramme » est surtout plein de 0, avec des 1 de temps en temps.

Mais ce type d’échantillon suffit pour calculer ce que les chercheurs de Google ont utilisé comme mesure de la fidélité de leur processeur : la cross-entropy qui représente en gros la probabilité qu’aucune erreur ne soit survenue lors de l’application d’un circuit. Sur les graphiques publiés, on voit que pour les cas les plus extrêmes, les valeurs sont quand même très faibles (moins d’1% !)

figure4

Ce qui signifie que dans ces régimes (et donc celui de la suprématie), le processeur passe son temps à faire des erreurs, et le résultat de la mesure est donc souvent une chaine random.

Tiens au passage signalons que toutes les chaines produites par Sycamore ont été stockées et sont disponibles, donc de futurs calculs classiques seront en mesure d’invalider le cas échéant le résultat.

J’ai été évasif sur la notion de circuit « simplifiable », il faut dire que sur ce coup je fais confiance à ce qui est écrit dans l’article. En gros un cycle consiste en l’application d’un groupe de 8 portes, et si on les choisit selon un schéma donné (par exemple ABCDABCD) il en résulte un circuit « difficile » alors qu’avec un autre schéma (EFGHGHEF) le calcul classique s’en trouve grandement facilité (circuits « patch » dans leur nomenclature)

Sur le calcul de la RAM nécessaire à stocker l’état de Sycamore, 10^16 coefficients (qui sont complexes je le rappelle !) demande disons deux fois 32 bits si on code avec des float, donc 640 millions de Go. Après on doit pouvoir gagner en faisant module et phase. IBM a une estimation un peu moins gourmande puisqu’ils annoncent 128 millions de Go pour 54 qbits. Mais je n’ai pas creusé pour comprendre la différence, on est dans le même ordre de grandeur.

Enfin sur l’estimation du nombre de qbits nécessaires pour faire du Shor en suprématie quantique, c’est tiré de l’article que je cite dans la vidéo. Une notion importante (que je n’ai pas voulu introduire) est celle de qbit « logique » vs qbit « physique ». Un qbit logique c’est en supposant que tout marche sans erreur. Et en pratique on « réalise » un qbit logique à partir d’un certain nombre de qbits physiques, le tout sous la supervision d’un code correcteur. Dans le cas dont je parle et qui est discuté dans le papier, il faudrait donc 500 000 qbits physique pour réaliser un seul qbit logique suffisamment robuste.

Si vous voulez aller plus loin :

La papier de Google dans Nature, en accès libre, et notamment les 60 et quelques pages de « Supplementary Material« 

Le blog de Scott Aaronson, qui était notamment « reviewer » de l’article de Google.

Pour la distinction qbit logique et physique et les codes correcteurs : Fowler, A. G., Mariantoni, M., Martinis, J. M., & Cleland, A. N. (2012). Surface codes: Towards practical large-scale quantum computation. Physical Review A, 86(3), 032324.

La « contre-attaque » d’IBM

L’hypothèse de Riemann

La vidéo du jour parle de l’Hypothèse de Riemann !

J’ai essayé comme toujours de rendre ça accessible, mais je suis conscient que ça n’est pas évident car cela demande au minimum de connaître les nombres complexes.

J’ai pris soin toutefois d’éviter la notation \Sigma pour désigner les séries. Il me semble que sur un épisode court ça n’apporte pas grand chose à part demander au lecteur un effort de décryptage supplémentaire. Lire la suite

Comment les avions volent-ils ?

La vidéo du jour parle d’un sujet étonnamment controversé : le vol des avions !

Bernoulli et Newton sont dans un octogone

Peut-être aurez vous été surpris d’apprendre qu’il existait de féroces débats sur les phénomènes à l’origine de la portance. J’avoue que moi-même je l’ai été quand je me suis intéressé pour la première fois à ces questions, il y a quelques années. En particulier la controverse Bernoulli vs Newton me paraissait pour le moins étonnante, vu que les deux explications me semblaient parfaitement raisonnable. Lire la suite

Crise énergétique ou crise entropique ?

La vidéo du jour parle de thermodynamique !

Les anciens auront remarqué qu’il s’agit d’une reprise un peu arrangée d’un vieux billet de ce blog que je vous invite à aller lire si vous voulez quelques compléments.

La présentation que j’ai faite des grands principes de la thermo est évidemment un peu « à la hâche », mais ça permettra j’espère de donner quelques idées à ceux qui ne connaissaient pas le sujet. (Oui car comme certains semblent trop souvent l’oublier dans les commentaires, mes vidéos sont par principe destinées à ceux qui ne connaissent pas déjà le sujet !) Lire la suite