Expériences interactives : huit modèles pour comprendre
Huit expériences pour voir ce qui change quand vous modifiez une valeur. Choisissez une expérience et explorez son schéma, puis ouvrez les preuves pour retrouver les calculs et leurs limites.
Pour suivre deux expériences liées, choisissez un guide : Comprendre les circuits électriques · Comprendre les transferts d’énergie · Comprendre la vitesse d’une transformation · Comprendre les files d’attente.
La comparaison facultative concerne la pompe à chaleur et le circuit. Les six autres modèles s’explorent librement, sans participation à cette comparaison.
Choisissez : pompe à chaleur · circuit électrique · conversion du premier ordre · file d’attente · circuit en parallèle · puissance et énergie · conversion d’ordre zéro · capacité du serveur. Retrouvez aussi le pendule et sa période.
Vous pouvez choisir « Explorer sans participer ». Une courte comparaison facultative vous propose aussi une prédiction, une explication attribuée au hasard et deux questions finales. Votre choix de participer est indépendant de l’accès aux explications.
Ces modèles idéalisés servent à comprendre des relations. Ils ne constituent ni un guide d’installation ni une prévision des performances d’un appareil réel.
Pompe à chaleur : suivre le bilan
Modifiez une seule valeur à la fois. Repérez ce qui vient de l’électricité et ce qui est prélevé à l’extérieur. Le COP est une hypothèse que vous choisissez ; le modèle ne le prédit pas.
Explorer le bilan d’une pompe à chaleur
Choisissez d’explorer librement ou de participer : une prédiction, puis un texte fixe rédigé avec une IA et vérifié factuellement ou un modèle interactif attribué au hasard, puis deux questions. Le texte est préparé à l’avance ; il ne représente pas la réponse en direct d’un produit IA.
Le COP de chauffage est le rapport entre la chaleur fournie et l’électricité consommée, sur une même période. Ici, on choisit le COP : le modèle calcule la puissance thermique fournie par multiplication. La puissance prélevée à l’extérieur est la différence entre puissance thermique fournie et puissance électrique. Ce bilan simplifié ne prédit pas le COP d’un appareil réel.
Explication fixe rédigée avec une IA
Une pompe à chaleur transfère de la chaleur de l’extérieur vers le logement grâce à un apport électrique. Dans ce bilan idéal, le COP de chauffage est le rapport entre la puissance thermique fournie et la puissance électrique. La relation est Pchauffage = COP × Pélectrique ; la puissance prélevée dehors vaut Pchauffage − Pélectrique. Avec 2 kW électriques et un COP supposé de 3, on fournit 6 kW : 4 kW proviennent de l’extérieur et 2 kW de l’électricité. Si le COP supposé passe à 4, à apport électrique inchangé, on obtient 8 kW fournis et 6 kW prélevés. Le COP est une donnée choisie : ce modèle ne calcule pas sa variation avec la température extérieure. Il ne prédit ni la performance d’un appareil réel ni les pertes hors du périmètre retenu. Les kW mesurent une puissance ; une énergie en kWh nécessiterait aussi une durée.
Texte fixe rédigé avec une IA, puis vérifié factuellement par confrontation aux sources et aux calculs. Vérification assistée par IA ; aucune validation par un expert indépendant n’est revendiquée. Version : heat-ai-text-2026-10-23.1.
À vous d’expérimenter
Comprendre le bilan d’une pompe à chaleur — texte IA ou modèle, version 3
Choisissez une puissance électrique et un COP supposé : retrouvez les puissances thermiques livrée et prélevée dehors.
- Puissance thermique livrée
- 6,00 kW
- Puissance prélevée dehors
- 4,00 kW
Voir le mécanisme
Deux apports pour une puissance thermique livrée
Sur petit écran, faites défiler le schéma ; au clavier, utilisez les flèches, Début ou Fin.
- Apport électrique
- 2,000 kW
- Chaleur prélevée dehors
- 4,000 kW
- Chauffage livré
- 6,000 kW
Animation illustrative sur demande, à vitesse constante : aucune trajectoire individuelle ni échelle de temps physique. Les valeurs sont calculées avant l’animation et restent inchangées.
Valeurs initiales calculées ci-contre. Activez JavaScript pour les modifier.
Gardez 2 kW électriques et passez le COP de 3 à 4. Quelle puissance supplémentaire vient de l’extérieur ?
À puissance électrique fixée, augmenter le COP supposé augmente la chaleur livrée et la part prélevée à l’extérieur.
Formule et limites du modèle
Pchauffage = Pélec × COP ; Pextérieur = Pchauffage − Pélec
- Bilan pédagogique en régime stable : Pchauffage = Pélec + Pextérieur ; les puissances sont en kW, pas en kWh.
- Le COP est une hypothèse saisie, jamais un résultat prédit. La plage de 2 à 6 est un domaine d’exploration, pas une performance garantie.
- Aucune température, pression, courbe de machine, humidité, phase de dégivrage ou perte auxiliaire n’est calculée.
- Le périmètre suppose que toute la puissance électrique comptée contribue au bilan thermique retenu. Ce modèle ne dimensionne ni un compresseur ni une installation réelle.
Modèle : energy-balance-heat-pump · Révision 2026-10-23.3.
Sources et repères pour vérifier :
- OpenStax, Rice University — University Physics Volume 2 — 4.3 Refrigerators and Heat Pumps. Figure 4.6 ; conservation W = Qh − Qc ; coefficient de chauffage, équation 4.4.
- International Energy Agency — The Future of Heat Pumps — How a heat pump works (2022). Deux premiers paragraphes : chaleur prélevée à une source extérieure, transfert vers un usage et apport électrique.
Les réponses ne constituent pas une certification. Le retrait arrête les prochains envois ; les totaux déjà agrégés ne peuvent pas être reliés à une personne ni retirés individuellement.
Vérifier le bilan et ses limitesSources, calculs et limites
Chaque affirmation ci-dessous renvoie à une source ou à une méthode reproductible.
Calcul reproductible
Dans le bilan retenu, la puissance thermique livrée vaut la puissance électrique multipliée par le COP supposé.
Méthode : Le COP de chauffage est Qh/W et la conservation donne Qh = Qc + W. Sur un même intervalle en régime stable, on divise par sa durée : Pchauffage = COP × Pélec et Pextérieur = Pchauffage − Pélec. Avec 2 kW électriques et COP = 3 : 6 kW livrés = 4 kW prélevés dehors + 2 kW électriques.
Portée : Le travail fourni est assimilé à l’apport électrique du périmètre choisi ; aucun stockage transitoire ni perte hors de ce périmètre n’est calculé.
- University Physics Volume 2 — 4.3 Refrigerators and Heat Pumps — OpenStax, Rice University
Figure 4.6 ; conservation W = Qh − Qc ; coefficient de chauffage, équation 4.4. Consulté le 2026-10-23.
- University Physics Volume 2 — 4.3 Refrigerators and Heat Pumps — OpenStax, Rice University
Principe établi
Le COP est un rapport sans unité. Dans cette expérience, sa valeur est une hypothèse saisie, pas une performance prédite.
Méthode : Qh et W se mesurent dans la même unité d’énergie ; leur rapport est sans unité. Le moteur applique le COP fourni aux deux puissances du bilan. La plage 2 à 6 sert à explorer ce rapport et ne résulte pas d’un calcul de température.
Portée : Un COP choisi ne garantit pas celui d’un appareil réel ou sa performance saisonnière.
- University Physics Volume 2 — 4.3 Refrigerators and Heat Pumps — OpenStax, Rice University
Figure 4.6 ; conservation W = Qh − Qc ; coefficient de chauffage, équation 4.4. Consulté le 2026-10-23.
- University Physics Volume 2 — 4.3 Refrigerators and Heat Pumps — OpenStax, Rice University
Limites du modèle
Le modèle illustre un transfert de chaleur en chauffage et ne résout pas le cycle d’un compresseur.
Méthode : L’Agence internationale de l’énergie décrit un transfert utilisant de l’électricité. Ici, seules les puissances liées par la définition du COP et la conservation sont calculées ; il n’existe aucune variable de fluide, de pression ou de température dans le modèle.
Portée : Aucune prédiction de COP, courbe constructeur, phase de dégivrage, humidité ou puissance auxiliaire. Les kW sont des puissances ; une énergie en kWh exigerait aussi une durée.
- The Future of Heat Pumps — How a heat pump works (2022) — International Energy Agency
Deux premiers paragraphes : chaleur prélevée à une source extérieure, transfert vers un usage et apport électrique. Consulté le 2026-10-23.
- University Physics Volume 2 — 4.3 Refrigerators and Heat Pumps — OpenStax, Rice University
Figure 4.6 ; conservation W = Qh − Qc ; coefficient de chauffage, équation 4.4. Consulté le 2026-10-23.
- The Future of Heat Pumps — How a heat pump works (2022) — International Energy Agency
Circuit en série : relier tension et courant
Changez la tension ou une résistance et comparez les résultats. Le diagramme représente une source continue idéale et deux résistances en série ; il ne décrit pas le montage d’une installation réelle.
Explorer un circuit continu en série
Choisissez d’explorer librement ou de participer : une prédiction, puis un texte fixe rédigé avec une IA et vérifié factuellement ou un modèle interactif attribué au hasard, puis deux questions. Le texte est préparé à l’avance ; il ne représente pas la réponse en direct d’un produit IA.
Dans un circuit continu idéal en série, le même courant traverse les deux résistances. Les résistances s’additionnent : R = R₁ + R₂. La loi d’Ohm donne I = U/R. Les chutes de tension sont U₁ = IR₁ et U₂ = IR₂ ; leur somme est la tension de la source. Le modèle ne représente ni transitoires, ni échauffement réel, ni installation électrique.
Explication fixe rédigée avec une IA
Dans une seule boucle continue idéale, le même courant traverse les deux résistances. Leur résistance totale est R = R₁ + R₂ et la loi d’Ohm donne I = U/R. Avec 12 V, 100 Ω et 200 Ω, R vaut 300 Ω et I vaut 0,04 A dans chaque résistance. Les chutes de tension sont U₁ = IR₁ et U₂ = IR₂ : ici 4 V et 8 V, dont la somme retrouve 12 V. À tension fixée, augmenter une résistance augmente la résistance totale et diminue donc le courant commun dans les deux composants. Le courant n’est pas consommé par la première résistance. La puissance dissipée vaut UI ou I²R ; les deux dissipations totalisent la puissance fournie. Le modèle suppose des résistances ohmiques fixes, une source et des fils idéaux ; il ne décrit ni transitoires, ni échauffement réel, ni montage à réaliser.
Texte fixe rédigé avec une IA, puis vérifié factuellement par confrontation aux sources et aux calculs. Vérification assistée par IA ; aucune validation par un expert indépendant n’est revendiquée. Version : circuit-ai-text-2026-10-23.1.
À vous d’expérimenter
Comprendre un circuit résistif en série — texte IA ou modèle, version 3
Changez la tension et les deux résistances : comparez le courant commun, les chutes de tension et les puissances dissipées.
- Résistance totale
- 300,0 Ω
- Courant dans toute la boucle
- 0,0400 A
- Tension aux bornes de R1
- 4,000 V
- Tension aux bornes de R2
- 8,000 V
- Puissance dissipée dans R1
- 0,16000 W
- Puissance dissipée dans R2
- 0,32000 W
- Puissance fournie par la source
- 0,48000 W
Voir le mécanisme
Un seul chemin : même courant dans R1 et R2
Sur petit écran, faites défiler le schéma ; au clavier, utilisez les flèches, Début ou Fin.
- Tension de la source
- 12,000 V
- Courant commun
- 0,0400 A
- Résistance R1
- 100,0 Ω
- Résistance R2
- 200,0 Ω
- Tension sur R1
- 4,000 V
- Tension sur R2
- 8,000 V
- Puissance fournie
- 0,48000 W
Animation illustrative sur demande, à vitesse constante : aucune trajectoire individuelle ni échelle de temps physique. Les valeurs sont calculées avant l’animation et restent inchangées.
Valeurs initiales calculées ci-contre. Activez JavaScript pour les modifier.
Avec 12 V, comparez R1 = R2 = 100 Ω puis R2 = 200 Ω. Comment changent le courant et les deux tensions ?
En série, le courant est commun aux deux résistances. La résistance la plus grande reçoit la plus grande chute de tension.
Formule et limites du modèle
Rtotal = R1 + R2 ; I = U/Rtotal ; U1 = I×R1 ; U2 = I×R2 ; P = U×I
- Circuit continu idéal en régime établi : une source de tension parfaite et deux résistances ohmiques positives en série.
- La résistance des fils et de la source, les tolérances, l’échauffement et les effets transitoires ne sont pas calculés.
- Les puissances calculées sont des dissipations théoriques ; aucune puissance nominale de composant, protection ou condition de montage n’est déterminée.
- Le diagramme sert à comprendre les relations, sans représenter un câblage réel ni des charges non ohmiques.
Modèle : dc-series-circuit · Révision 2026-10-23.3.
Sources et repères pour vérifier :
- OpenStax, Rice University — University Physics Volume 2 — 10.2 Resistors in Series and Parallel. Resistors in Series, équation 10.2 ; exemple 10.2 : courant, tensions et puissances ; source de résistance interne négligeable.
Les réponses ne constituent pas une certification. Le retrait arrête les prochains envois ; les totaux déjà agrégés ne peuvent pas être reliés à une personne ni retirés individuellement.
Vérifier les relations du circuitSources, calculs et limites
Chaque affirmation ci-dessous renvoie à une source ou à une méthode reproductible.
Calcul reproductible
Deux résistances en série sont parcourues par le même courant, avec Rtotal = R1 + R2 et I = U/Rtotal.
Méthode : La boucle ne comporte qu’un chemin. En appliquant la loi d’Ohm à la résistance équivalente, 12 V / (100 Ω + 200 Ω) = 0,04 A. Les valeurs sont celles d’un circuit continu idéal en régime établi.
Portée : Résistances positives et ohmiques ; résistance interne de la source et des fils négligée.
- University Physics Volume 2 — 10.2 Resistors in Series and Parallel — OpenStax, Rice University
Resistors in Series, équation 10.2 ; exemple 10.2 : courant, tensions et puissances ; source de résistance interne négligeable. Consulté le 2026-10-23.
- University Physics Volume 2 — 10.2 Resistors in Series and Parallel — OpenStax, Rice University
Calcul reproductible
Les deux chutes de tension s’additionnent pour retrouver la tension de la source idéale.
Méthode : U1 = I × R1 et U2 = I × R2. Donc U1 + U2 = I(R1 + R2) = U. Avec 0,04 A : 4 V sur 100 Ω et 8 V sur 200 Ω, soit 12 V au total.
Portée : Cette répartition suppose les seules résistances du modèle ; aucun autre composant ni phénomène transitoire n’est pris en compte.
- University Physics Volume 2 — 10.2 Resistors in Series and Parallel — OpenStax, Rice University
Resistors in Series, équation 10.2 ; exemple 10.2 : courant, tensions et puissances ; source de résistance interne négligeable. Consulté le 2026-10-23.
- University Physics Volume 2 — 10.2 Resistors in Series and Parallel — OpenStax, Rice University
Calcul reproductible
La puissance fournie par la source est égale à la somme des puissances dissipées par les deux résistances idéales.
Méthode : P1 = U1 × I = I²R1 ; P2 = U2 × I = I²R2 ; Psource = U × I. Au réglage initial : 0,16 W + 0,32 W = 0,48 W. Le moteur conserve la précision puis arrondit l’affichage.
Portée : Une dissipation calculée ne détermine pas la puissance nominale admissible ni la température d’un composant réel.
- University Physics Volume 2 — 10.2 Resistors in Series and Parallel — OpenStax, Rice University
Resistors in Series, équation 10.2 ; exemple 10.2 : courant, tensions et puissances ; source de résistance interne négligeable. Consulté le 2026-10-23.
- University Physics Volume 2 — 10.2 Resistors in Series and Parallel — OpenStax, Rice University
Limites du modèle
La source, les fils et les résistances sont idéalisés ; ce diagramme ne décrit pas un montage réel.
Méthode : L’exemple de référence néglige la résistance interne de la source. Le modèle retient en plus des fils sans résistance et des valeurs ohmiques fixes pour isoler les relations entre courant, tension et puissance.
Portée : Pas de tolérance, d’échauffement, de protection, de charge non ohmique ni de dimensionnement de composants.
- University Physics Volume 2 — 10.2 Resistors in Series and Parallel — OpenStax, Rice University
Resistors in Series, équation 10.2 ; exemple 10.2 : courant, tensions et puissances ; source de résistance interne négligeable. Consulté le 2026-10-23.
- University Physics Volume 2 — 10.2 Resistors in Series and Parallel — OpenStax, Rice University
Conversion du premier ordre : suivre ce qui reste
Un lot fermé contient au départ seulement A. Dans cette réaction idéale, une mole de A donne une mole de B. La demi-vie est le temps nécessaire pour consommer la moitié de A restant ; elle est choisie comme hypothèse.
Avant de déplacer le temps, faites une prédiction : avec 80 mol et une demi-vie de 2 min, reste-t-il 0 ou 20 mol de A après 4 min ? Comparez ensuite les jauges de A et de B. Leur somme reste ici égale au total initial grâce au rapport 1:1.
À vous d’expérimenter
Une conversion du premier ordre : que reste-t-il de A ?
Dans un lot fermé idéal, une mole de A donne une mole de B. Choisissez le temps écoulé et la demi-vie pour comparer les quantités restantes et formées.
- Quantité de A restante
- 40,000 mol
- Quantité de B formée
- 40,000 mol
Voir le mécanisme
Une même quantité initiale répartie entre A et B
Sur petit écran, faites défiler le schéma ; au clavier, utilisez les flèches, Début ou Fin.
- Même lot fermé A → B (1:1) · A restant
- Même lot fermé A → B (1:1) · B formé
- Quantité restante de A
- 40,000 mol
- Quantité formée de B
- 40,000 mol
- Fraction initiale encore sous forme A
- 0,500 sans unité
- Fraction initiale convertie en B
- 0,500 sans unité
- Même lot fermé A → B (1:1) · A restant
- 50,0 %
50,0 % - Même lot fermé A → B (1:1) · B formé
- 50,0 %
50,0 %
Instantané de composition : les glyphes sont un échantillon illustratif, pas un comptage de molécules. Leur mise en évidence sur demande ne déplace aucun composant et ne change aucune quantité.
Valeurs initiales calculées ci-contre. Activez JavaScript pour les modifier.
Gardez 80 mol au départ et une demi-vie de 2 min. Comparez 2 puis 4 min : perd-on la même quantité de A à chaque intervalle ?
Chaque demi-vie divise la quantité restante par deux. La fraction convertie augmente, tandis que nA + nB reste égal à la quantité initiale dans cette réaction 1:1.
Formule et limites du modèle
nA = n0 × 2^(−t/t½) ; nB = n0 − nA
- Réaction hypothétique irréversible A → B, de stœchiométrie 1:1, dans un lot fermé à volume constant ; B est absent au départ.
- L’ordre un et la demi-vie constante sont supposés. Le modèle ne les déduit pas d’une mesure et ne calcule ni température ni constante réelle d’une substance.
- nA + nB = n0 découle ici du rapport 1:1. Le nombre total de moles n’est pas conservé dans toutes les réactions chimiques.
- Aucune réaction inverse, réaction secondaire, variation de volume, transfert de matière ou effet thermique. Ce modèle n’est ni un protocole de chimie ni une application médicale ou radioactive.
- Le temps et la demi-vie utilisent la même unité, la minute. La plage choisie est pédagogique ; l’animation optionnelle n’est pas une simulation de molécules.
Modèle : first-order-conversion · Révision 2026-10-23.2.
Sources et repères pour vérifier :
- OpenStax, Rice University — Chemistry 2e — 12.4 Integrated Rate Laws. First-Order Reactions : [A]t = [A]0 exp(−kt) ; The Half-Life of a Reaction, First-Order Reactions : t½ = ln(2)/k ; tableau 12.2.
Vérifier la loi et le bilan de conversionSources, calculs et limites
Chaque affirmation ci-dessous renvoie à une source ou à une méthode reproductible.
Calcul reproductible
Pour la conversion idéale supposée du premier ordre, chaque demi-vie divise la quantité de A restante par deux.
Méthode : La source donne [A](t) = [A]0 exp(−kt) et t½ = ln(2)/k. À volume constant, nA(t)/n0 = [A](t)/[A]0, donc nA = n0 × 2^(−t/t½). Temps et demi-vie sont en minutes ; leur rapport est sans unité. Avec 80 mol et t = t½ = 2 min, il reste 40 mol ; après 4 min, 20 mol.
Portée : Ordre un et demi-vie constante fournis comme hypothèses, sans identification expérimentale ni substance réelle.
- Chemistry 2e — 12.4 Integrated Rate Laws — OpenStax, Rice University
First-Order Reactions : [A]t = [A]0 exp(−kt) ; The Half-Life of a Reaction, First-Order Reactions : t½ = ln(2)/k ; tableau 12.2. Consulté le 2026-10-23.
- Chemistry 2e — 12.4 Integrated Rate Laws — OpenStax, Rice University
Calcul reproductible
Dans le lot fermé supposé et pour A → B de rapport 1:1, la quantité de B formée vaut la quantité initiale moins celle de A restante.
Méthode : Le choix A → B est une stœchiométrie 1:1 avec B absent initialement. À chaque mole de A consommée correspond une mole de B formée : nB = n0 − nA et nA + nB = n0. À 2 min dans l’exemple : 40 mol de A + 40 mol de B = 80 mol. Ce bilan découle des hypothèses du modèle ; la source étaye la loi cinétique, pas la conservation générale du nombre de moles.
Portée : La conservation du total de moles dépend ici de la stœchiométrie 1:1 ; elle ne vaut pas pour toutes les réactions. Aucune entrée, sortie ni réaction secondaire.
- Chemistry 2e — 12.4 Integrated Rate Laws — OpenStax, Rice University
First-Order Reactions : [A]t = [A]0 exp(−kt) ; The Half-Life of a Reaction, First-Order Reactions : t½ = ln(2)/k ; tableau 12.2. Consulté le 2026-10-23.
- Chemistry 2e — 12.4 Integrated Rate Laws — OpenStax, Rice University
Limites du modèle
Cette expérience applique une cinétique idéale irréversible à volume constant ; elle ne prédit pas la cinétique d’une substance réelle.
Méthode : La loi de premier ordre est retenue a priori. Le modèle ne contient ni température, ni mécanisme réactionnel, ni mesure permettant d’estimer k ; sa demi-vie est un paramètre choisi. Les jauges montrent les fractions de la quantité initiale, pas une vitesse instantanée de réaction.
Portée : Ni protocole expérimental, ni réaction inverse, ni variation de volume ou effet thermique ; aucune application médicale ou radioactive. L’animation éventuelle ne suit pas des molécules.
- Chemistry 2e — 12.4 Integrated Rate Laws — OpenStax, Rice University
First-Order Reactions : [A]t = [A]0 exp(−kt) ; The Half-Life of a Reaction, First-Order Reactions : t½ = ln(2)/k ; tableau 12.2. Consulté le 2026-10-23.
- Chemistry 2e — 12.4 Integrated Rate Laws — OpenStax, Rice University
Pour vous vérifier : après 2 min il reste 40 mol de A, puis 20 mol après 4 min. Ce sont les moitiés successives du reste, pas une quantité fixe consommée à chaque intervalle. Le total de moles ne serait pas nécessairement conservé avec une autre stœchiométrie.
Pour comparer deux bilans de nature différente, revenez à la pompe à chaleur : on y suit des puissances, tandis qu’ici on suit des quantités de matière.
File d’attente : distinguer attente et séjour
Un serveur traite en moyenne 10 requêtes par seconde. Les arrivées suivent un processus de Poisson et les durées de service sont exponentielles et indépendantes. Un seul serveur traite les requêtes dans l’ordre d’arrivée, avec une attente illimitée et sans abandon.
Avant de passer de 5 à 9 arrivées par seconde, imaginez l’évolution de l’attente moyenne. Comparez bien « avant service » et « service compris ». La jauge montre l’occupation moyenne du serveur ; elle ne montre pas le remplissage d’un buffer limité.
À vous d’expérimenter
Une file M/M/1 : pourquoi l’attente augmente-t-elle ?
Un serveur idéal traite en moyenne 10 requêtes par seconde. Faites varier le rythme moyen des arrivées et comparez l’attente en file avec le séjour total.
- Occupation moyenne du serveur ρ
- 0,500 sans unité
- Nombre moyen en attente Lq
- 0,5000 requêtes
- Nombre moyen dans le système L
- 1,0000 requêtes
- Attente moyenne avant service Wq
- 0,1000 s
- Séjour moyen, attente et service W
- 0,2000 s
Voir le mécanisme
Attente moyenne et occupation d’un serveur
Sur petit écran, faites défiler le schéma ; au clavier, utilisez les flèches, Début ou Fin.
- Rythme moyen des arrivées λ
- 5,000 requêtes/s
- Rythme moyen de service μ
- 10,000 requêtes/s
- Fraction moyenne de temps occupé
- 0,500 sans unité
- Nombre moyen en attente Lq
- 0,5000 requêtes
- Attente moyenne avant service Wq
- 0,1000 s
- Nombre moyen dans le système L
- 1,0000 requêtes
- Séjour moyen, service compris W
- 0,2000 s
- Fraction moyenne du temps occupé
- 50,0 %
50,0 %
Animation illustrative sur demande, à vitesse constante : aucune trajectoire individuelle ni échelle de temps physique. Les valeurs sont calculées avant l’animation et restent inchangées.
Valeurs initiales calculées ci-contre. Activez JavaScript pour les modifier.
Passez de 5 à 9 requêtes par seconde. Le serveur garde la même capacité moyenne : l’attente moyenne est-elle simplement multipliée par 9/5 ?
À mesure que les arrivées se rapprochent de la capacité moyenne, les moyennes de file et d’attente augmentent fortement. Chaque requête conserve une durée aléatoire.
Formule et limites du modèle
μ = 10 ; ρ = λ/μ ; Lq = λ²/[μ(μ−λ)] ; L = λ/(μ−λ) ; Wq = λ/[μ(μ−λ)] ; W = 1/(μ−λ)
- M/M/1 idéal : arrivées de Poisson à rythme constant, durées de service exponentielles indépendantes entre elles et des arrivées, un seul serveur, premier arrivé premier servi.
- Capacité d’attente illimitée, aucune perte ni aucun abandon. La capacité moyenne μ reste fixée à 10 requêtes/s ; le service dure en moyenne 0,1 s, jamais une durée imposée à chaque requête.
- Les résultats sont des moyennes en régime stationnaire, pas des nombres instantanés ni le délai garanti d’une requête. Un nombre moyen de requêtes peut être fractionnaire.
- Le domaine λ = 1 à 9 requêtes/s reste strictement sous μ. À λ ≥ μ, ces moyennes stationnaires finies ne s’appliquent plus ; le modèle refuse ces valeurs.
- Ce modèle n’est pas une simulation de paquets ni une prévision de performance d’Internet : rafales non poissoniennes, priorités, plusieurs serveurs, buffers limités et délais de propagation sont absents.
Modèle : mm1-queue · Révision 2026-10-23.2.
Sources et repères pour vérifier :
- Massachusetts Institute of Technology, MIT OpenCourseWare — 2.854 / 2.853 Introduction to Manufacturing Systems — M/M/1 Queue (Fall 2016). Page 1 : λ < μ, ρ, Ls, Ws, Wq et Lq ; page 2 : nombre moyen au serveur égal à ρ, non à 1.
- Richard C. Larson et Amedeo R. Odoni, Massachusetts Institute of Technology — Urban Operations Research — 4.6.1 Case 1: One Operator, Infinite Number of Lines. Hypothèses 1 à 3 : absence d’abandon, ordre FCFS, intervalles d’arrivée et durées de service exponentiels ; un opérateur et lignes en nombre illimité. Voir aussi §4.5, arrivées de Poisson.
Vérifier les moyennes et les hypothèses de la fileSources, calculs et limites
Chaque affirmation ci-dessous renvoie à une source ou à une méthode reproductible.
Principe établi
La file M/M/1 idéale possède les moyennes stationnaires finies utilisées ici lorsque le rythme d’arrivée λ reste inférieur au rythme moyen de service μ.
Méthode : On fixe μ = 10 requêtes/s et on limite λ à 1–9 requêtes/s ; ρ = λ/μ reste donc entre 0,1 et 0,9. Les dénominateurs μ − λ sont strictement positifs. Le domaine pédagogique exclut la saturation λ ≥ μ, sans prétendre y prolonger les formules.
Portée : Régime stationnaire d’un seul serveur ; ni démarrage transitoire ni délai garanti pour une requête.
- 2.854 / 2.853 Introduction to Manufacturing Systems — M/M/1 Queue (Fall 2016) — Massachusetts Institute of Technology, MIT OpenCourseWare
Page 1 : λ < μ, ρ, Ls, Ws, Wq et Lq ; page 2 : nombre moyen au serveur égal à ρ, non à 1. Consulté le 2026-10-23.
- Urban Operations Research — 4.6.1 Case 1: One Operator, Infinite Number of Lines — Richard C. Larson et Amedeo R. Odoni, Massachusetts Institute of Technology
Hypothèses 1 à 3 : absence d’abandon, ordre FCFS, intervalles d’arrivée et durées de service exponentiels ; un opérateur et lignes en nombre illimité. Voir aussi §4.5, arrivées de Poisson. Consulté le 2026-10-23.
- 2.854 / 2.853 Introduction to Manufacturing Systems — M/M/1 Queue (Fall 2016) — Massachusetts Institute of Technology, MIT OpenCourseWare
Calcul reproductible
Le nombre moyen dans le système comprend la file et le serveur ; le nombre moyen en attente exclut la requête éventuellement en service.
Méthode : L = λ/(μ − λ) ; Lq = λ²/[μ(μ − λ)]. Leur différence vaut ρ, nombre moyen au serveur. À λ = 5 et μ = 10 requêtes/s : L = 1, Lq = 0,5 et ρ = 0,5. Les nombres de requêtes moyens sont sans dimension et peuvent être fractionnaires.
Portée : Ces espérances ne représentent pas une photographie de la file ni une capacité de buffer ; le buffer supposé est illimité.
- 2.854 / 2.853 Introduction to Manufacturing Systems — M/M/1 Queue (Fall 2016) — Massachusetts Institute of Technology, MIT OpenCourseWare
Page 1 : λ < μ, ρ, Ls, Ws, Wq et Lq ; page 2 : nombre moyen au serveur égal à ρ, non à 1. Consulté le 2026-10-23.
- 2.854 / 2.853 Introduction to Manufacturing Systems — M/M/1 Queue (Fall 2016) — Massachusetts Institute of Technology, MIT OpenCourseWare
Calcul reproductible
Le séjour moyen comprend l’attente avant service et le temps moyen de service ; ces deux durées ne doivent pas être confondues.
Méthode : W = 1/(μ − λ) ; Wq = λ/[μ(μ − λ)] ; W = Wq + 1/μ. Avec λ = 5 et μ = 10 requêtes/s : Wq = 0,1 s et W = 0,2 s, dont 0,1 s de service moyen. Les identités de Little Lq = λWq et L = λW vérifient unités et cohérence.
Portée : Les durées individuelles restent aléatoires ; la moyenne de service 0,1 s ne fixe pas une durée identique pour chaque requête.
- 2.854 / 2.853 Introduction to Manufacturing Systems — M/M/1 Queue (Fall 2016) — Massachusetts Institute of Technology, MIT OpenCourseWare
Page 1 : λ < μ, ρ, Ls, Ws, Wq et Lq ; page 2 : nombre moyen au serveur égal à ρ, non à 1. Consulté le 2026-10-23.
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Limites du modèle
M/M/1 suppose des arrivées de Poisson, des services exponentiels, un serveur FCFS et une attente illimitée sans abandon.
Méthode : Les intervalles d’arrivée sont exponentiels indépendants et les services sont exponentiels indépendants entre eux et des arrivées, à paramètres constants. FCFS signifie premier arrivé premier servi. Le schéma représente ces hypothèses et leurs moyennes, sans tirer de trajectoire aléatoire.
Portée : Aucune prévision de trafic Internet : délais de propagation, rafales non poissoniennes, priorités, plusieurs serveurs et buffers limités sont absents. Les flèches animées sont illustratives.
- Urban Operations Research — 4.6.1 Case 1: One Operator, Infinite Number of Lines — Richard C. Larson et Amedeo R. Odoni, Massachusetts Institute of Technology
Hypothèses 1 à 3 : absence d’abandon, ordre FCFS, intervalles d’arrivée et durées de service exponentiels ; un opérateur et lignes en nombre illimité. Voir aussi §4.5, arrivées de Poisson. Consulté le 2026-10-23.
- 2.854 / 2.853 Introduction to Manufacturing Systems — M/M/1 Queue (Fall 2016) — Massachusetts Institute of Technology, MIT OpenCourseWare
Page 1 : λ < μ, ρ, Ls, Ws, Wq et Lq ; page 2 : nombre moyen au serveur égal à ρ, non à 1. Consulté le 2026-10-23.
- Urban Operations Research — 4.6.1 Case 1: One Operator, Infinite Number of Lines — Richard C. Larson et Amedeo R. Odoni, Massachusetts Institute of Technology
Pour vous vérifier : à 5 arrivées par seconde, l’attente moyenne vaut 0,1 s et le séjour moyen 0,2 s. À 9, ils valent 0,9 s et 1 s. Ce sont des moyennes stationnaires : aucune requête n’est obligée de prendre ce temps et aucun résultat ne prédit à lui seul la performance d’Internet.
Retrouvez le circuit électrique pour explorer une autre relation entre une entrée et ses résultats. Les hypothèses physiques et les unités sont propres à chaque modèle.
Deux résistances en parallèle : où passe le courant ?
Comparez avec le circuit en série : à tension fixée, chaque branche reçoit ici la même tension. Prévoyez l’effet d’un changement de R2 sur les deux courants avant de le vérifier.
À vous d’expérimenter
Deux résistances en parallèle : où passe le courant ?
La même tension alimente deux branches idéales. Changez une résistance et comparez les courants de branche, leur somme et les puissances.
- Résistance équivalente
- 66,6667 Ω
- Courant dans R1
- 0,1200 A
- Courant dans R2
- 0,0600 A
- Courant total fourni
- 0,1800 A
- Puissance dissipée dans R1
- 1,44000 W
- Puissance dissipée dans R2
- 0,72000 W
- Puissance fournie
- 2,16000 W
Voir le mécanisme
Deux branches : même tension, courants qui s’additionnent
Sur petit écran, faites défiler le schéma ; au clavier, utilisez les flèches, Début ou Fin.
- Tension commune aux branches
- 12,000 V
- Courant total
- 0,1800 A
- Résistance R1
- 100,0 Ω
- Résistance R2
- 200,0 Ω
- Courant de R1
- 0,1200 A
- Courant de R2
- 0,0600 A
- Résistance équivalente
- 66,6667 Ω
- Puissance fournie
- 2,16000 W
Animation illustrative sur demande, à vitesse constante : aucune trajectoire individuelle ni échelle de temps physique. Les valeurs sont calculées avant l’animation et restent inchangées.
Valeurs initiales calculées ci-contre. Activez JavaScript pour les modifier.
Gardez 12 V et R1 = 100 Ω. Passez R2 de 200 à 400 Ω : le courant dans R1 change-t-il aussi ?
Avec une source idéale de tension fixée, changer R2 modifie son courant et le courant total ; le courant de R1 reste inchangé.
Formule et limites du modèle
Req = R1R2/(R1+R2) ; I1 = U/R1 ; I2 = U/R2 ; I = I1+I2 ; P = U×I
- Source continue parfaite, résistances ohmiques positives et fils sans résistance, en régime établi.
- La tension de chaque branche reste égale à celle de la source idéale ; une source réelle peut chuter en tension, ce que ce modèle exclut.
- Ni échauffement, ni tolérance, ni protection ou puissance nominale admissible ; ce schéma ne donne aucune instruction de câblage réel.
Modèle : dc-parallel-circuit · Révision 2026-10-23.1.
Sources et repères pour vérifier :
- OpenStax, Rice University — University Physics Volume 2 — 10.2 Resistors in Series and Parallel. Resistors in Parallel, figure 10.14, équation 10.3 et exemple 10.3 : tension commune, somme des courants, résistance équivalente et bilan de puissance.
Vérifier les calculs et leur portéeSources, calculs et limites
Chaque affirmation ci-dessous renvoie à une source ou à une méthode reproductible.
Calcul reproductible
Dans deux branches en parallèle alimentées par une source idéale, les tensions sont égales et le courant total est la somme des courants de branche.
Méthode : Chaque résistance relie les mêmes deux nœuds : U1 = U2 = U. La loi d’Ohm donne I1 = U/R1 et I2 = U/R2 ; au nœud, I = I1 + I2. Avec 12 V, 100 Ω et 200 Ω : 0,12 A + 0,06 A = 0,18 A. À U et R1 fixes, changer R2 ne change donc pas I1 dans ce modèle.
Portée : Source de tension parfaite, fils sans résistance, résistances ohmiques fixes et régime établi ; aucune chute de tension interne réelle.
- University Physics Volume 2 — 10.2 Resistors in Series and Parallel — OpenStax, Rice University
Resistors in Parallel, figure 10.14, équation 10.3 et exemple 10.3 : tension commune, somme des courants, résistance équivalente et bilan de puissance. Consulté le 2026-10-23.
- University Physics Volume 2 — 10.2 Resistors in Series and Parallel — OpenStax, Rice University
Calcul reproductible
La résistance équivalente de deux résistances positives en parallèle est inférieure à chacune d’elles.
Méthode : 1/Req = 1/R1 + 1/R2, donc Req = R1R2/(R1 + R2). Avec 100 Ω et 200 Ω, Req = 200/3 Ω, soit environ 66,6667 Ω. Chaque conductance positive s’ajoute, d’où Req < min(R1,R2).
Portée : Valable pour les deux résistances positives et les connexions idéales déclarées ; aucune branche de court-circuit ou circuit ouvert n’est modélisée.
- University Physics Volume 2 — 10.2 Resistors in Series and Parallel — OpenStax, Rice University
Resistors in Parallel, figure 10.14, équation 10.3 et exemple 10.3 : tension commune, somme des courants, résistance équivalente et bilan de puissance. Consulté le 2026-10-23.
- University Physics Volume 2 — 10.2 Resistors in Series and Parallel — OpenStax, Rice University
Calcul reproductible
La puissance fournie est égale à la somme des dissipations idéales des deux branches ; elle ne donne pas leur puissance nominale admissible.
Méthode : P1 = U×I1 = U²/R1 ; P2 = U×I2 ; Psource = U(I1 + I2) = P1 + P2. Dans l’exemple : 1,44 W + 0,72 W = 2,16 W. Les puissances sont positives, mais aucun modèle thermique de composant n’est présent.
Portée : Ni température, tolérance, protection, montage réel ou choix de composant. Les valeurs calculées ne constituent pas un guide de câblage.
- University Physics Volume 2 — 10.2 Resistors in Series and Parallel — OpenStax, Rice University
Resistors in Parallel, figure 10.14, équation 10.3 et exemple 10.3 : tension commune, somme des courants, résistance équivalente et bilan de puissance. Consulté le 2026-10-23.
- University Physics Volume 2 — 10.2 Resistors in Series and Parallel — OpenStax, Rice University
Puissance et durée : combien d’énergie transférée ?
Comparez une puissance en kW et l’énergie accumulée en kWh. Le COP et la puissance électrique sont supposés constants pendant la durée choisie, sans prédiction de performance réelle.
À vous d’expérimenter
Puissance et durée : combien d’énergie transférée ?
Conservez une puissance électrique et un COP supposé pendant une durée choisie. Comparez l’électricité consommée et les deux énergies thermiques.
- Énergie électrique consommée
- 4,000 kWh
- Énergie thermique livrée
- 12,000 kWh
- Énergie prélevée dehors
- 8,000 kWh
Voir le mécanisme
Deux apports pour une énergie thermique livrée
Sur petit écran, faites défiler le schéma ; au clavier, utilisez les flèches, Début ou Fin.
- Apport électrique
- 4,000 kWh
- Chaleur prélevée dehors
- 8,000 kWh
- Chauffage livré
- 12,000 kWh
Animation illustrative sur demande, à vitesse constante : aucune trajectoire individuelle ni échelle de temps physique. Les valeurs sont calculées avant l’animation et restent inchangées.
Valeurs initiales calculées ci-contre. Activez JavaScript pour les modifier.
Avec 2 kW électriques et un COP supposé de 3, passez de 1 à 2 h. Les énergies doublent-elles ? Le COP a-t-il changé ?
À puissance et COP constants, doubler la durée double les trois énergies. Le COP reste une hypothèse ; les kWh mesurent une énergie, les kW une puissance.
Formule et limites du modèle
Eélec = Pélec×durée ; Echauffage = COP×Eélec ; Eextérieur = Echauffage−Eélec
- Puissance électrique et COP supposés constants pendant toute la durée ; aucune température, pression, météo ou courbe de machine ne prédit ces paramètres.
- Bilan de la même frontière idéale : électricité + chaleur extérieure = chaleur livrée, sans stockage transitoire ni perte hors périmètre.
- La durée est en heures : kW × h = kWh. Ce calcul ne mesure ni une consommation réelle, ni un coût, ni une performance saisonnière.
- Aucun cycle de compresseur, démarrage, dégivrage ou auxiliaire ; ne dimensionne aucune installation.
Modèle : heat-pump-energy-budget · Révision 2026-10-23.1.
Sources et repères pour vérifier :
- OpenStax, Rice University — University Physics Volume 1 — 7.4 Power. Équations 7.10–7.11 et paragraphe suivant : à puissance constante W = PΔt ; puissance comme taux de transfert d’énergie, 1 W = 1 J/s.
- OpenStax, Rice University — University Physics Volume 2 — 4.3 Refrigerators and Heat Pumps. Figure 4.6 ; conservation W = Qh − Qc ; coefficient de chauffage, équation 4.4.
- International Energy Agency — The Future of Heat Pumps — How a heat pump works (2022). Deux premiers paragraphes : chaleur prélevée à une source extérieure, transfert vers un usage et apport électrique.
Vérifier les calculs et leur portéeSources, calculs et limites
Chaque affirmation ci-dessous renvoie à une source ou à une méthode reproductible.
Calcul reproductible
À puissance constante, l’énergie transférée est la puissance multipliée par la durée.
Méthode : La puissance est un transfert d’énergie par unité de temps. Pour une puissance constante, E = P×Δt. Ici, P en kW et Δt en heures donnent E en kWh : 2 kW pendant 2 h donnent 4 kWh électriques. Doubler la durée double cette énergie, sans changer la puissance.
Portée : Puissance supposée constante sur toute la durée ; si elle varie, il faut intégrer son évolution dans le temps, ce que ce modèle ne fait pas.
- University Physics Volume 1 — 7.4 Power — OpenStax, Rice University
Équations 7.10–7.11 et paragraphe suivant : à puissance constante W = PΔt ; puissance comme taux de transfert d’énergie, 1 W = 1 J/s. Consulté le 2026-10-23.
- University Physics Volume 1 — 7.4 Power — OpenStax, Rice University
Calcul reproductible
Avec un COP constant fourni, l’énergie thermique livrée est le COP multiplié par l’énergie électrique du même intervalle.
Méthode : La définition du COP donne Echauffage = COP×Eélec. Le bilan impose Eextérieur = Echauffage − Eélec. Avec 2 kW, 2 h et COP supposé 3 : 12 kWh livrés = 4 kWh électriques + 8 kWh prélevés dehors. Cette relation cumule le bilan de puissance sur la même durée avec paramètres constants.
Portée : Aucune prévision de COP, facture, performance saisonnière ou consommation mesurée ; pas de démarrage, stockage transitoire, dégivrage ni pertes hors périmètre.
- University Physics Volume 2 — 4.3 Refrigerators and Heat Pumps — OpenStax, Rice University
Figure 4.6 ; conservation W = Qh − Qc ; coefficient de chauffage, équation 4.4. Consulté le 2026-10-23.
- University Physics Volume 1 — 7.4 Power — OpenStax, Rice University
Équations 7.10–7.11 et paragraphe suivant : à puissance constante W = PΔt ; puissance comme taux de transfert d’énergie, 1 W = 1 J/s. Consulté le 2026-10-23.
- University Physics Volume 2 — 4.3 Refrigerators and Heat Pumps — OpenStax, Rice University
Principe établi
Le COP est un rapport sans unité. Dans cette expérience, sa valeur est une hypothèse saisie, pas une performance prédite.
Méthode : Qh et W se mesurent dans la même unité d’énergie ; leur rapport est sans unité. Le moteur applique le COP fourni aux deux puissances du bilan. La plage 2 à 6 sert à explorer ce rapport et ne résulte pas d’un calcul de température.
Portée : Un COP choisi ne garantit pas celui d’un appareil réel ou sa performance saisonnière.
- University Physics Volume 2 — 4.3 Refrigerators and Heat Pumps — OpenStax, Rice University
Figure 4.6 ; conservation W = Qh − Qc ; coefficient de chauffage, équation 4.4. Consulté le 2026-10-23.
- University Physics Volume 2 — 4.3 Refrigerators and Heat Pumps — OpenStax, Rice University
Limites du modèle
Le modèle illustre un transfert de chaleur en chauffage et ne résout pas le cycle d’un compresseur.
Méthode : L’Agence internationale de l’énergie décrit un transfert utilisant de l’électricité. Ici, seules les puissances liées par la définition du COP et la conservation sont calculées ; il n’existe aucune variable de fluide, de pression ou de température dans le modèle.
Portée : Aucune prédiction de COP, courbe constructeur, phase de dégivrage, humidité ou puissance auxiliaire. Les kW sont des puissances ; une énergie en kWh exigerait aussi une durée.
- The Future of Heat Pumps — How a heat pump works (2022) — International Energy Agency
Deux premiers paragraphes : chaleur prélevée à une source extérieure, transfert vers un usage et apport électrique. Consulté le 2026-10-23.
- University Physics Volume 2 — 4.3 Refrigerators and Heat Pumps — OpenStax, Rice University
Figure 4.6 ; conservation W = Qh − Qc ; coefficient de chauffage, équation 4.4. Consulté le 2026-10-23.
- The Future of Heat Pumps — How a heat pump works (2022) — International Energy Agency
Une conversion d’ordre zéro : une quantité fixe par minute
Comparez avec le premier ordre : ici, une quantité fixe de A est consommée chaque minute. Le domaine conserve au moins 10 mol de A et évite toute extrapolation après épuisement.
À vous d’expérimenter
Une conversion d’ordre zéro : une quantité fixe par minute
Un lot fermé idéal transforme A en B dans un rapport 1:1. Choisissez une vitesse constante de consommation en mol/min et comparez les quantités.
- Quantité de A restante
- 74,000 mol
- Quantité de B formée
- 6,000 mol
Voir le mécanisme
Une même quantité initiale, conversion à vitesse constante
Sur petit écran, faites défiler le schéma ; au clavier, utilisez les flèches, Début ou Fin.
- Même lot fermé A → B (1:1) · A restant
- Même lot fermé A → B (1:1) · B formé
- Quantité restante de A
- 74,000 mol
- Quantité formée de B
- 6,000 mol
- Fraction initiale encore sous forme A
- 0,925 sans unité
- Fraction initiale convertie en B
- 0,075 sans unité
- Même lot fermé A → B (1:1) · A restant
- 92,5 %
92,5 % - Même lot fermé A → B (1:1) · B formé
- 7,5 %
7,5 %
Instantané de composition : les glyphes sont un échantillon illustratif, pas un comptage de molécules. Leur mise en évidence sur demande ne déplace aucun composant et ne change aucune quantité.
Valeurs initiales calculées ci-contre. Activez JavaScript pour les modifier.
Gardez 80 mol et 3 mol/min. Comparez 2 puis 4 min : consomme-t-on la même quantité de A pendant chaque intervalle de 2 min ?
À vitesse supposée constante, des durées égales consomment des quantités égales. Cette loi diffère d’une consommation proportionnelle à la quantité restante.
Formule et limites du modèle
nA = n0−r×t ; nB = r×t ; nA+nB = n0
- Réaction hypothétique irréversible A → B de stœchiométrie 1:1 ; B absent au départ, lot fermé et volume constant.
- La vitesse r en mol/min est une hypothèse constante sur le domaine retenu, non une constante cinétique en mol/L/min. À volume V fixé, r = kV pour une loi de concentration d’ordre zéro.
- Le domaine évite l’épuisement : 50 mol − 5 mol/min × 8 min = 10 mol de A au minimum. La droite ne doit jamais être prolongée vers une quantité négative.
- L’ordre zéro peut n’être valable que sous certaines conditions ; aucune substance réelle, température, catalyseur, réaction inverse ou effet thermique n’est prédit.
- Le total de moles est conservé ici grâce au rapport 1:1, pas dans toutes les réactions. Aucune application médicale, radioactive ou procédure expérimentale.
Modèle : zero-order-conversion · Révision 2026-10-23.1.
Sources et repères pour vérifier :
- OpenStax, Rice University — Chemistry 2e — 12.4 Integrated Rate Laws. Zero-Order Reactions : rate = k et [A]t = [A]0 − kt ; conditions particulières de validité, impossibilité de prolonger jusqu’à une concentration négative ; tableau 12.2.
Vérifier les calculs et leur portéeSources, calculs et limites
Chaque affirmation ci-dessous renvoie à une source ou à une méthode reproductible.
Calcul reproductible
Dans la conversion idéale d’ordre zéro retenue, des durées égales consomment des quantités égales de A.
Méthode : La source écrit [A](t) = [A]0 − kt. À volume V constant, nA = V[A] et r = Vk, donc nA(t) = n0 − rt. Le paramètre r est ici un débit de consommation en mol/min, différent de k exprimé en concentration par minute. Avec 80 mol, r = 3 mol/min et t = 2 min : 74 mol restent ; après 4 min : 68 mol.
Portée : Vitesse constante supposée dans le domaine choisi ; l’ordre zéro peut exiger des conditions particulières et ne doit pas être prolongé après épuisement.
- Chemistry 2e — 12.4 Integrated Rate Laws — OpenStax, Rice University
Zero-Order Reactions : rate = k et [A]t = [A]0 − kt ; conditions particulières de validité, impossibilité de prolonger jusqu’à une concentration négative ; tableau 12.2. Consulté le 2026-10-23.
- Chemistry 2e — 12.4 Integrated Rate Laws — OpenStax, Rice University
Calcul reproductible
Le lot fermé A → B de rapport 1:1 conserve ici nA + nB, et le domaine choisi garde au moins 10 mol de A.
Méthode : B est absent initialement et chaque mole de A consommée forme une mole de B : nB = rt et nA + nB = n0. La quantité minimale vaut 50 mol − (5 mol/min × 8 min) = 10 mol. Le modèle n’a donc pas besoin d’un écrêtage artificiel à zéro et refuse les entrées hors de ce domaine.
Portée : La conservation du total de moles découle seulement de la stœchiométrie 1:1 choisie ; aucune entrée, sortie ni réaction secondaire.
- Chemistry 2e — 12.4 Integrated Rate Laws — OpenStax, Rice University
Zero-Order Reactions : rate = k et [A]t = [A]0 − kt ; conditions particulières de validité, impossibilité de prolonger jusqu’à une concentration négative ; tableau 12.2. Consulté le 2026-10-23.
- Chemistry 2e — 12.4 Integrated Rate Laws — OpenStax, Rice University
Limites du modèle
L’ordre zéro est une hypothèse pédagogique limitée à une plage sans épuisement, pas la cinétique prédite d’une substance.
Méthode : La source précise que la vitesse constante ne peut rester finie une fois le réactif absent et que certaines réactions ne suivent cette loi que sous des conditions spécifiques. Ici, ni température, catalyseur, mécanisme ni constante mesurée n’est calculé ; r est saisi.
Portée : Pas de protocole de laboratoire, réaction inverse, variation de volume, effet thermique ni application médicale ou radioactive ; le dessin montre une composition relative.
- Chemistry 2e — 12.4 Integrated Rate Laws — OpenStax, Rice University
Zero-Order Reactions : rate = k et [A]t = [A]0 − kt ; conditions particulières de validité, impossibilité de prolonger jusqu’à une concentration négative ; tableau 12.2. Consulté le 2026-10-23.
- Chemistry 2e — 12.4 Integrated Rate Laws — OpenStax, Rice University
Même arrivée, serveur plus rapide : quelle attente moyenne ?
Gardez 5 arrivées par seconde et changez la capacité moyenne de service. Comparez l’attente avant service au séjour total ; ce sont des moyennes stationnaires, pas une trace de requêtes.
À vous d’expérimenter
Même arrivée, serveur plus rapide : quelle attente moyenne ?
Les arrivées restent à 5 requêtes par seconde. Faites varier la capacité moyenne d’un seul serveur M/M/1 et distinguez attente et séjour.
- Occupation moyenne du serveur ρ
- 0,5000 sans unité
- Nombre moyen en attente Lq
- 0,5000 requêtes
- Nombre moyen dans le système L
- 1,0000 requêtes
- Attente moyenne avant service Wq
- 0,1000 s
- Séjour moyen, service compris W
- 0,2000 s
- Durée moyenne de service
- 0,1000 s
Voir le mécanisme
Même arrivée, capacité de service variable
Sur petit écran, faites défiler le schéma ; au clavier, utilisez les flèches, Début ou Fin.
- Rythme moyen des arrivées λ
- 5,000 requêtes/s
- Rythme moyen de service μ
- 10,000 requêtes/s
- Fraction moyenne de temps occupé
- 0,500 sans unité
- Nombre moyen en attente Lq
- 0,5000 requêtes
- Attente moyenne avant service Wq
- 0,1000 s
- Nombre moyen dans le système L
- 1,0000 requêtes
- Séjour moyen, service compris W
- 0,2000 s
- Durée moyenne de service
- 0,1000 s
- Fraction moyenne du temps occupé
- 50,0 %
50,0 %
Animation illustrative sur demande, à vitesse constante : aucune trajectoire individuelle ni échelle de temps physique. Les valeurs sont calculées avant l’animation et restent inchangées.
Valeurs initiales calculées ci-contre. Activez JavaScript pour les modifier.
Gardez les mêmes arrivées et passez de 10 à 20 services moyens par seconde. L’attente moyenne avant service est-elle seulement divisée par deux ?
Augmenter la capacité réduit à la fois le temps moyen de service et l’occupation ; l’attente peut donc diminuer plus fortement qu’une simple proportion.
Formule et limites du modèle
λ = 5 ; ρ = 5/μ ; Lq = 25/[μ(μ−5)] ; L = 5/(μ−5) ; Wq = 5/[μ(μ−5)] ; W = 1/(μ−5)
- M/M/1 en régime stationnaire : arrivées de Poisson à λ = 5 requêtes/s, services exponentiels indépendants entre eux et des arrivées, un serveur FCFS.
- Buffer illimité, aucune perte ni aucun abandon. μ reste entre 6 et 20 requêtes/s, strictement supérieur à λ ; aucune saturation n’est extrapolée.
- Une capacité μ de 10 requêtes/s signifie un service de durée moyenne 0,1 s, pas une durée identique garantie pour chaque requête.
- Les résultats sont des moyennes, pas une chronologie de requêtes. Ce n’est ni une mesure de débit Internet ni une recommandation de dimensionnement réel.
Modèle : mm1-service-capacity · Révision 2026-10-23.1.
Sources et repères pour vérifier :
- Massachusetts Institute of Technology, MIT OpenCourseWare — 2.854 / 2.853 Introduction to Manufacturing Systems — M/M/1 Queue (Fall 2016). Page 1 : λ < μ, ρ, Ls, Ws, Wq et Lq ; page 2 : nombre moyen au serveur égal à ρ, non à 1.
- Richard C. Larson et Amedeo R. Odoni, Massachusetts Institute of Technology — Urban Operations Research — 4.6.1 Case 1: One Operator, Infinite Number of Lines. Hypothèses 1 à 3 : absence d’abandon, ordre FCFS, intervalles d’arrivée et durées de service exponentiels ; un opérateur et lignes en nombre illimité. Voir aussi §4.5, arrivées de Poisson.
Vérifier les calculs et leur portéeSources, calculs et limites
Chaque affirmation ci-dessous renvoie à une source ou à une méthode reproductible.
Calcul reproductible
À arrivées moyennes fixées, augmenter la capacité moyenne de service réduit les moyennes stationnaires de file et d’attente dans le modèle M/M/1 stable.
Méthode : On fixe λ = 5 requêtes/s, avec μ entre 6 et 20. Les formules sont ρ = 5/μ, Lq = 25/[μ(μ−5)], L = 5/(μ−5), Wq = 5/[μ(μ−5)] et W = 1/(μ−5). Entre μ = 10 et 20, Wq passe de 0,1 s à 1/60 s : il est divisé par six, pas seulement par deux.
Portée : Les conditions M/M/1 restent supposées : Poisson, services exponentiels indépendants, un serveur FCFS, buffer illimité et régime stationnaire avec λ < μ.
- 2.854 / 2.853 Introduction to Manufacturing Systems — M/M/1 Queue (Fall 2016) — Massachusetts Institute of Technology, MIT OpenCourseWare
Page 1 : λ < μ, ρ, Ls, Ws, Wq et Lq ; page 2 : nombre moyen au serveur égal à ρ, non à 1. Consulté le 2026-10-23.
- 2.854 / 2.853 Introduction to Manufacturing Systems — M/M/1 Queue (Fall 2016) — Massachusetts Institute of Technology, MIT OpenCourseWare
Calcul reproductible
Le séjour moyen vaut l’attente moyenne avant service plus la durée moyenne de service, même lorsque μ varie.
Méthode : W = Wq + 1/μ. À μ = 20 requêtes/s : 1/60 s d’attente + 1/20 s de service moyen = 1/15 s de séjour moyen. À λ fixe, L = λW et Lq = λWq vérifient aussi ces résultats. Une réalisation individuelle n’est pas égale nécessairement à sa moyenne.
Portée : Ni délai garanti ni chronologie déterministe de requêtes ; augmenter μ suppose ici changer la distribution de service moyenne sans changer les arrivées.
- 2.854 / 2.853 Introduction to Manufacturing Systems — M/M/1 Queue (Fall 2016) — Massachusetts Institute of Technology, MIT OpenCourseWare
Page 1 : λ < μ, ρ, Ls, Ws, Wq et Lq ; page 2 : nombre moyen au serveur égal à ρ, non à 1. Consulté le 2026-10-23.
- 2.854 / 2.853 Introduction to Manufacturing Systems — M/M/1 Queue (Fall 2016) — Massachusetts Institute of Technology, MIT OpenCourseWare
Limites du modèle
M/M/1 suppose des arrivées de Poisson, des services exponentiels, un serveur FCFS et une attente illimitée sans abandon.
Méthode : Les intervalles d’arrivée sont exponentiels indépendants et les services sont exponentiels indépendants entre eux et des arrivées, à paramètres constants. FCFS signifie premier arrivé premier servi. Le schéma représente ces hypothèses et leurs moyennes, sans tirer de trajectoire aléatoire.
Portée : Aucune prévision de trafic Internet : délais de propagation, rafales non poissoniennes, priorités, plusieurs serveurs et buffers limités sont absents. Les flèches animées sont illustratives.
- Urban Operations Research — 4.6.1 Case 1: One Operator, Infinite Number of Lines — Richard C. Larson et Amedeo R. Odoni, Massachusetts Institute of Technology
Hypothèses 1 à 3 : absence d’abandon, ordre FCFS, intervalles d’arrivée et durées de service exponentiels ; un opérateur et lignes en nombre illimité. Voir aussi §4.5, arrivées de Poisson. Consulté le 2026-10-23.
- 2.854 / 2.853 Introduction to Manufacturing Systems — M/M/1 Queue (Fall 2016) — Massachusetts Institute of Technology, MIT OpenCourseWare
Page 1 : λ < μ, ρ, Ls, Ws, Wq et Lq ; page 2 : nombre moyen au serveur égal à ρ, non à 1. Consulté le 2026-10-23.
- Urban Operations Research — 4.6.1 Case 1: One Operator, Infinite Number of Lines — Richard C. Larson et Amedeo R. Odoni, Massachusetts Institute of Technology
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Retrouvez aussi l’explication du fonctionnement d’une pompe à chaleur air-eau et l’expérience sur le pendule.
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