Analyseur différentiel
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Un analyseur différentiel était un calculateur analogique conçu pour résoudre des équations différentielles par intégration, en utilisant des systèmes de roues et de volants. Il a été l'un des premiers appareils de calcul évolué à être utilisé de façon opérationnelle.
Développement historique
modifierLa première description d'une machine à intégrer les équations différentielles d'ordre quelconque est celle publiée en 1876 par James Thomson[1]. Depuis le début de la révolution industrielle, divers intégraphes avaient bien été imaginés en France, tels ceux de Hachette (planimètre), de Peaucellier ou de Coriolis (1836), mais ils étaient limités aux équations différentielles du premier ordre[2]. L'une des premières applications pratiques des idées de Thomson fut la machine à prévoir les marées de Kelvin (1872-3), puis le système de conduite de tir électromécanique pour l'artillerie navale mis au point par Arthur Pollen[3] (1912).
En 1913, le mathématicien italien Ernesto Pascal a écrit un traité sur les intégraphes (intégrateurs mécaniques). Ces travaux sont mentionnés dans le livre de Maurice d'Ocagne sur la nomographie. La première version utilisable de l'analyseur différentiel de Thomson a été construite par H. W. Nieman et Vannevar Bush et mise en route en 1927 au Massachusetts Institute of Technology. Ils ont publié un rapport complet sur leur appareil en 1931.
Douglas Hartree de l'Université de Manchester ramena les plans en Angleterre, où il construisit son premier modèle (avec son étudiant, Arthur Porter) en 1934. Sur les cinq années qui suivirent, trois modèles supplémentaires furent créés, à l'Université de Cambridge, à l'Université Queen's de Belfast, et au Royal Aircraft Establishment à Farnborough. Aux États-Unis, différents analyseurs furent construits à la base aérienne Wright-Patterson et dans les sous-sols de la Moore School of Electrical Engineering à l'Université de Pennsylvanie au début des années 1940; ce dernier était utilisé systématiquement pour la réalisation des tables de tir d'artillerie avant l'invention de l'ENIAC, qui, à bien des égards, fut inspiré de l'analyseur différentiel. Un autre analyseur fut construit quelques années plus tard à l'Université de Toronto, mais il n'aurait été que peu utilisé avec l'arrivée de l'UTEC. Des analyseurs différentiels électroniques (utilisant des tubes à vide) ont été construits au milieu des années 1940.
Applications
modifierLes analyseurs différentiels ont été utilisés pour le développement de la bombe rebondissante, utilisée pour attaquer les barrages hydro-électriques allemands pendant la Seconde Guerre mondiale. Les analyseurs différentiels ont aussi été utilisés dans les calculs d'érosion régressive par les services fluviaux[4]. L'analyseur différentiel est devenu obsolète avec l'arrivée des ordinateurs électroniques analogiques et par la suite des ordinateurs numériques.
Plus récemment, la construction d'analyseurs différentiels à partir de pièces de Meccano est devenue un projet populaire pour les passionnés de Meccano.
Un analyseur différentiel est montré en opération dans le film de 1950 Destination... Lune ! (Destination Moon), dans Le Choc des mondes (1951), et dans le film de 1956 Earth versus the Flying Saucers.
Notes
modifier- (en) James Thomson, « An Integrating Machine having a new Kinematic Principle », Proceedings of the Royal Society, vol. 24, nos 164–170, , p. 262–5 (DOI 10.1098/rspl.1875.0033, lire en ligne) ; réimpr. James Thomson et Joseph Larmor & James Thomson (dir.), Collected Papers in Physics and Engineering by James Thomson, Cambridge University Press, (ISBN 0-404-06422-1, lire en ligne), xvii, 452–7
- Maurice d'Ocagne, Le Calcul simplifié par les procédés mécaniques et graphiques : Esquisse générale, Paris, Gauthier-Villars et fils, (réimpr. 1905, 2nde éd. ; 1926, 3e éd.)
- Anthony Pollen, The Great Gunnery Scandal – The Mystery of Jutland, Collins, (ISBN 0-00-216298-9), p. 23
- Mike Hally, Electronic Brains : Stories from the Dawn of the Computer Age, Granta, (ISBN 9781862076631), xx.
Liens externes
modifier- Coriolis Journal de Mathématiques Pures et Appliquées, 1, p. 5-9 (1836).
- Maurice d'Ocagne Cours de Géométrie pure et appliquée de l'Ecole Polytechnique volume 2 p. 252 et suivantes (Gauthier-Villars, Paris, 1918)
- Biographie de Vannevar Bush qui se focalise sur l'analyseur différentiel
- Analyseur Différentiel
- L'ordinateur analogique de Vannevar Bush
- Explication de l'analyseur différentiel
- L'analyseur différentiel de Tim Robinson en Meccano
- A mathematical survey of computing devices with an appendix on an error analysis of differential analyzers par Beatrice Helen Worsley (MIT, 1947): un mémoire sur les calculateurs mécaniques et l'analyse des incertitudes dans les analyseurs différentiels
- An electronic differential analyzer A. B. McNee (MIT, 1947) : un rapport technique sur un analyseur différentiel électronique
- (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Differential Analyzer » (voir la liste des auteurs).
