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Tentative d'expliquer simplement la physique quantique

  1. dragounet

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    septembre 2009
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    1 304

    Tentative d'expliquer simplement la physique quantique

    Salut tout le monde,

    Et encore un petit texte tentant d’expliquer la physique quantique de manière très simple.

    C’est une compilation internet des explications le plus simple possible mais quand même juste, du moins je l’espère.

    A vous de juger.

    Pour les experts, au lieu de dire c’est nul, indiquer moi les corrections ou rajouts indispensables sans oublier que c’est un texte de vulgarisation qui voudrait s’adresser à monsieur tout le monde, donc qui ne sait plus ce qu’est une bijection et vaguement ce qu’est une dérivée ou une primitive.

    Coincoin je te supplie de valider la pièce jointe malgré le titre provocateur dans celle-ci, juste pour faire râler Armen92.

    Bonne lecture.

    -----

     


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  2. Armen92

    Date d'inscription
    septembre 2009
    Localisation
    Sceaux/Jussieu
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    887

    Re : Tentative d'expliquer simplement la physique quantique

    Citation Envoyé par dragounet Voir le message
    Salut tout le monde,
    .............................. .
    Coincoin je te supplie de valider la pièce jointe malgré le titre provocateur dans celle-ci, juste pour faire râler Armen92.

    Bonne lecture.
    Bonsoir,
    Je ne connais évidemment pas encore le contenu de la pièce en cours de validation, et pour cause.
    Juste une précision : demandez à tous ceux qui sont passés, et qui passent encore, sous ma férule. Ils vous diront sûrement un tas de choses assez extrêmes, mais avec proba , , aucun ne vous dira que je suis un "râleur" !!!
    Sans rancune, et dans l'impatience quasi-irrépressible de pouvoir lire la pièce jointe...
    Bien cordialement
    L'impossible, nous ne l'atteignons pas, mais il nous sert de lanterne. (René CHAR)
     

  3. Aroll

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    juillet 2007
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    855

    Re : Tentative d'expliquer simplement la physique quantique

    Bonjour
    Citation Envoyé par dragounet Voir le message
    Salut tout le monde,

    Et encore un petit texte tentant d’expliquer la physique quantique de manière très simple.

    C’est une compilation internet des explications le plus simple possible mais quand même juste, du moins je l’espère.

    A vous de juger.

    Pour les experts, au lieu de dire c’est nul, indiquer moi les corrections ou rajouts indispensables sans oublier que c’est un texte de vulgarisation qui voudrait s’adresser à monsieur tout le monde, donc qui ne sait plus ce qu’est une bijection et vaguement ce qu’est une dérivée ou une primitive.

    Coincoin je te supplie de valider la pièce jointe malgré le titre provocateur dans celle-ci, juste pour faire râler Armen92.

    Bonne lecture.
    J'ai regardé vite vite vite, mais j'ai quand même remarqué qu'en bas de la page 11, tu écris: 1GeV = 1.000.000 eV, il manque trois "0".....

    Amicalement, Alain
     

  4. dragounet

    Date d'inscription
    septembre 2009
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    Genève
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    1 304

    Re : Tentative d'expliquer simplement la physique quantique

    Citation Envoyé par Aroll Voir le message
    Bonjour
    J'ai regardé vite vite vite, mais j'ai quand même remarqué qu'en bas de la page 11, tu écris: 1GeV = 1.000.000 eV, il manque trois "0".....

    Amicalement, Alain
    C'est juste merci bien. C'est nul je travaille dans l'informatique, donc avec des gigabytes et des terrabytes et je vois même pas cette erreur grossière.
     

  5. Astérion

    Date d'inscription
    août 2008
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    925

    Re : Tentative d'expliquer simplement la physique quantique

    Bonjour,

    Citation Envoyé par dragounet Voir le message
    C'est juste merci bien. C'est nul je travaille dans l'informatique, donc avec des gigabytes et des terrabytes et je vois même pas cette erreur grossière.
    Je dis que la faute est légitime si tu travailles dans le domaine informatique...
    Passer d'une base 2 en base 10 n'est pas si trivial

    A plus.
    "The more is different" P.W Anderson.
     


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  6. Astérion

    Date d'inscription
    août 2008
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    Re : Tentative d'expliquer simplement la physique quantique

    Bonjour,

    J'ai commencé à lire (au moins le début en diagonal)...

    Je tique sur une chose: "La mécanique quantique est indéterministe"...
    La mécanique quantique est déterministe, cependant "le principe de la mesure" ne l'est pas (réduction du paquet d'onde).

    A plus.
    "The more is different" P.W Anderson.
     

  7. dragounet

    Date d'inscription
    septembre 2009
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    Genève
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    1 304

    Re : Tentative d'expliquer simplement la physique quantique

    Citation Envoyé par Astérion Voir le message
    Bonjour,

    J'ai commencé à lire (au moins le début en diagonal)...

    Je tique sur une chose: "La mécanique quantique est indéterministe"...
    La mécanique quantique est déterministe, cependant "le principe de la mesure" ne l'est pas (réduction du paquet d'onde).

    A plus.
    Cela me gêne de parler de déterminisme alors que l’on ne donne que des probabilités de trouver telle particule à telle endroit.

    J’en appelle à la vox populi des experts en physique quantique, considérez-vous la physique quantique comme déterministe ?
     

  8. mariposa

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    Re : Tentative d'expliquer simplement la physique quantique

    Citation Envoyé par dragounet Voir le message
    Salut tout le monde,

    Et encore un petit texte tentant d’expliquer la physique quantique de manière très simple.

    C’est une compilation internet des explications le plus simple possible mais quand même juste, du moins je l’espère.

    A vous de juger.

    Pour les experts, au lieu de dire c’est nul, indiquer moi les corrections ou rajouts indispensables sans oublier que c’est un texte de vulgarisation qui voudrait s’adresser à monsieur tout le monde, donc qui ne sait plus ce qu’est une bijection et vaguement ce qu’est une dérivée ou une primitive.

    Coincoin je te supplie de valider la pièce jointe malgré le titre provocateur dans celle-ci, juste pour faire râler Armen92.

    Bonne lecture.
    Bonjour,


    Je commence par te féliciter pour ton travail de synthèse. Je craignais que tu allais proposer des théories révolutionnaires telles que l'on en voit 2 fois par mois sur Futura

    Tu écris:

    "C’est une compilation internet des explications le plus simple possible mais quand même juste, du moins je l’espère.ff:"
    Hélas non! même en étant très très large d'esprit il y a beaucoup de grosses erreurs de compréhension et c'est normal dès que l'on aborde la MQ.

    Pour commencer voici un échantillon:

    Tu as écris:



    Pour résumer, les électrons se comportent comme des corpuscules dans le phénomène photo-électrique et
    comme des ondes dans l'expérience des trous d'Young.

    L' expérience de l'effet photo-électrique montre que la lumière (et non les électrons) se comporte comme quantum d'énergie et donc qu'elle pourrait être constituée de particules appelées photons. Dans cette expérience les électrons sont traités classiquement.

    L'expérience des trous d'Young montre qu'il est impossible de comprendre l'expérience ni en termes d'ondes, ni en termes de particules.

    en effet une onde ne peut arriver en un point au moment de la détection et symétriquement une particule ne peut pas se partager en 2 pour passer à la fois dans les 2 trous.!!!!!

    C'est pourquoi cette expérience, et d'autres, appelle une révision en profondeur de la physique et va donner lieu à la MQ.
     

  9. Astérion

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    Re : Tentative d'expliquer simplement la physique quantique

    Re,
    Citation Envoyé par dragounet Voir le message
    Cela me gêne de parler de déterminisme alors que l’on ne donne que des probabilités de trouver telle particule à telle endroit.

    J’en appelle à la vox populi des experts en physique quantique, considérez-vous la physique quantique comme déterministe ?
    Je fais de la méca quantique tous les jours

    L'équation de Schrödinger est une équation différencielle du premier ordre en temps... Donc si tu connais l'état initial de ton système à un temps t=0, tu connaitras son évolution.
    Par contre, si tu produis une mesure quelconque à un certain moment (une mesure qui "pertube" ton système (voir les relation de commutation avec H l'hamiltonien). tu reduits ton paquet d'onde et d'une certaine façon "modifie" l'évolution de ton système. C'est en celà que la mécanique quantique est non déterministe.

    A plus.
    "The more is different" P.W Anderson.
     

  10. mariposa

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    Re : Tentative d'expliquer simplement la physique quantique

    Citation Envoyé par dragounet Voir le message
    Cela me gêne de parler de déterminisme alors que l’on ne donne que des probabilités de trouver telle particule à telle endroit.

    J’en appelle à la vox populi des experts en physique quantique, considérez-vous la physique quantique comme déterministe ?
    Il y a 2 choses à différencier:

    1- L'équation d'évolution de la fonction d'onde, l'équation de Schrodinger est strictement déterministe, dit autrement ce n'est pas une équation différentielle stochastique.

    2- Par contre la mesure d'une grandeur physique donne des résultats aléatoires et c'est pourquoi on ne parle que de valeurs moyennes associées à une fonction de distribution que l'on écrit d'une façon compacte:

    o = <Fi|O|Fi>

    o est la moyenne des mesures
    O l'opérateur associé à l'appareil de mesure
    Fi fonction d'onde.

    En fait le problème de la mesure n'est pas complétement résolu. Il implique le couplage entre un petit système quantique et un gros système, l'appareil de mesure, décrit classiquement.

    L'ensemble Petit système + Appareil de mesure est strictement déterministe et c'est seulement la lecture classique (donc un sous-système) qui exhibe le comportement aléatoire.
     

  11. gatsu

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    Re : Tentative d'expliquer simplement la physique quantique

    Citation Envoyé par dragounet Voir le message
    Cela me gêne de parler de déterminisme alors que l’on ne donne que des probabilités de trouver telle particule à telle endroit.

    J’en appelle à la vox populi des experts en physique quantique, considérez-vous la physique quantique comme déterministe ?
    Salut,

    Le problème c'est que l'évolution de l'état quantique d'un système est déterministe. Autrement dit, si tu es dans état quantique à un instant donné alors l'état à un instant ultérieur est connu exactement.

    Maintenant l'état du système en question est probabiliste du point de vue de la mesure, il conduit donc à des résultats de mesure differents respectant les relations d'incertitudes pour des variables conjuguées.

    Il est toutefois important de noter que si ton état est un vecteur de base d'un ECOC (ensemble complet d'obervables qui commutent) alors la mesure des observables associées sera toujours la même.
    "Au fond..la musique si on la prend note par note c'est assez nul". Geluck
     

  12. Vladzol

    Date d'inscription
    avril 2005
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    437

    Re : Tentative d'expliquer simplement la physique quantique

    Salut dragounet,

    tout d'abord je tiens à te tirer mon chapeau pour le travail effectué pour réaliser cette synthèse.

    Première remarque, il est écrit dans ton texte:

    Einstein baptisa ce corpuscule de lumière le photon
    Or ce n'est pas Einstein qui est à l'origine du terme de "photon". Il a dans son première article parlé de "quantum de lumière" et j'ai pu constater récemment qu'il continuait à parler de quantum de lumière vers la fin de sa vie, dans les années 50 (il disait que malgré cinquante ans de rumination, il ne savait toujours pas ce que c'était).

    J'ai peut-être d'autres remarques d'intérêt physique, mais il faut que je réfléchisse.

    à+
     

  13. Armen92

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    septembre 2009
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    Re : Tentative d'expliquer simplement la physique quantique

    Citation Envoyé par Vladzol Voir le message
    Salut dragounet,
    Or ce n'est pas Einstein qui est à l'origine du terme de "photon". Il a dans son première article parlé de "quantum de lumière" ....
    C'est exact. Le terme "photon" est dû à G.N. Lewis, en 1926.

    En ce qui concerne le déterminisme quantique : la théorie quantique est (heureusement) déterministe. Ce qui est prévisible avec certitude (sans aléa), ce sont les probabilités d'obtenir telle ou telle valeur lors d'une mesure d'observable. En ce sens on peut dire que si le déterminisme reste la règle, il a seulement changé de registre.
    L'impossible, nous ne l'atteignons pas, mais il nous sert de lanterne. (René CHAR)
     

  14. dragounet

    Date d'inscription
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    Re : Tentative d'expliquer simplement la physique quantique

    Citation Envoyé par Vladzol Voir le message
    Or ce n'est pas Einstein qui est à l'origine du terme de "photon". Il a dans son première article parlé de "quantum de lumière" et j'ai pu constater récemment qu'il continuait à parler de quantum de lumière vers la fin de sa vie, dans les années 50 (il disait que malgré cinquante ans de rumination, il ne savait toujours pas ce que c'était).
    Merci, j'ai corrigé mon texte comme suit: Einstein baptisa ce corpuscule de lumière quanta de lumière, puis par la suite en 1926 le chimiste Gilbert N. Lewis, le baptisa photon dans la publication d’une théorie spéculative dans laquelle les photons étaient « incréables et indestructibles ».
    Bien que la théorie de Lewis ne fut jamais acceptée, étant contredite par plusieurs expérimentations, son nouveau nom, photon, fut adopté immédiatement par la communauté scientifique
    .(Citation wikipedia). J'espère que c'est juste.
     

  15. mariposa

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    Re : Tentative d'expliquer simplement la physique quantique

    Citation Envoyé par dragounet Voir le message
    Merci, j'ai corrigé mon texte comme suit: Einstein baptisa ce corpuscule de lumière quanta de lumière, puis par la suite en 1926 le chimiste Gilbert N. Lewis, le baptisa photon dans la publication d’une théorie spéculative dans laquelle les photons étaient « incréables et indestructibles ».
    Bien que la théorie de Lewis ne fut jamais acceptée, étant contredite par plusieurs expérimentations, son nouveau nom, photon, fut adopté immédiatement par la communauté scientifique
    .(Citation wikipedia). J'espère que c'est juste.
    Bonjour,

    Il n'est pas inutile de rectifier des choses anecdotiques mais il me semble qu'il faudrait privilégier l'exactitude physique (tout en respectant le principe de vulgarisation).

    Je t'ai signalé des grossières erreurs et il me semble que les corriger s'impose.

    Par ailleurs pour illustrer la proposition de De Broglie tu pourrais prendre l'exemple couramment pratiquer en laboratoire qui consiste à envoyer des faisceaux d'électrons ou des faisceaux de neutrons sur un solide cristallin et constater que l'on a un phénomène de diffraction équivalent à la diffraction des rayons X sur ces mêmes cristaux. La longueur d'onde est la longueur d'onde de De Broglie. L'effet est spectaculaire.
     

  16. dragounet

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    septembre 2009
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    Re : Tentative d'expliquer simplement la physique quantique

    Citation Envoyé par mariposa Voir le message
    L' expérience de l'effet photo-électrique montre que la lumière (et non les électrons) se comporte comme quantum d'énergie et donc qu'elle pourrait être constituée de particules appelées photons. Dans cette expérience les électrons sont traités classiquement.

    L'expérience des trous d'Young montre qu'il est impossible de comprendre l'expérience ni en termes d'ondes, ni en termes de particules.

    en effet une onde ne peut arriver en un point au moment de la détection et symétriquement une particule ne peut pas se partager en 2 pour passer à la fois dans les 2 trous.!!!!!

    C'est pourquoi cette expérience, et d'autres, appelle une révision en profondeur de la physique et va donner lieu à la MQ.
    Je voulais démontrer la dualité onde-corpuscule des photons, électrons, neutrons, atomes, molécules.

    Je ne parlais pas des expériences des fentes de Young avec des photons, mais des expériences similaires aux fentes de Young faites en 1989 par Tonomura qui a envoyé un électron sur un biprisme à électrons. Il a observé la figure d'interférence prédite par la théorie.

    Est-tu d'accord ?
     

  17. mariposa

    Date d'inscription
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    Re : Tentative d'expliquer simplement la physique quantique

    Citation Envoyé par dragounet Voir le message
    Je voulais démontrer la dualité onde-corpuscule des photons, électrons, neutrons, atomes, molécules.

    Je ne parlais pas des expériences des fentes de Young avec des photons, mais des expériences similaires aux fentes de Young faites en 1989 par Tonomura qui a envoyé un électron sur un biprisme à électrons. Il a observé la figure d'interférence prédite par la théorie.

    Est-tu d'accord ?
    Je ne connais pas l'expérience de Tonomura.

    Par contre je ne vois pas à quoi peut ressembler un biprisme à électrons.
     

  18. dragounet

    Date d'inscription
    septembre 2009
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    Re : Tentative d'expliquer simplement la physique quantique

    Citation Envoyé par mariposa Voir le message
    Je ne connais pas l'expérience de Tonomura.

    Par contre je ne vois pas à quoi peut ressembler un biprisme à électrons.
    Voici l'URL: http://www.ensmp.fr/aflb/AFLB-253/aflb253p303.pdf

    Ce sera surement clair comme de l'eau de roche pour toi, pour moi c'est pas simple
     

  19. Astérion

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    Re : Tentative d'expliquer simplement la physique quantique

    Re,

    Citation Envoyé par dragounet Voir le message
    Voici l'URL: http://www.ensmp.fr/aflb/AFLB-253/aflb253p303.pdf

    Ce sera surement clair comme de l'eau de roche pour toi, pour moi c'est pas simple
    L'effet Arahonov-Bohm...rien que ça!
    C'est bien plus qu'une expérience type "fente-young"!

    A plus!
    "The more is different" P.W Anderson.
     

  20. Armen92

    Date d'inscription
    septembre 2009
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    Re : Tentative d'expliquer simplement la physique quantique

    Citation Envoyé par dragounet Voir le message
    Salut tout le monde,

    Et encore un petit texte tentant d’expliquer la physique quantique de manière très simple.

    ...., juste pour faire râler Armen92.

    Bonne lecture.
    Bonjour,
    Après une lecture rapide du début de votre travail (faute de pouvoir y consacrer plus de temps pour l'instant), voici quelques petites remarques, outre celles qui vous ont déjà été faites (que je partage pas pour certaines) :
    1) L'équation proposée par Schrödinger contient l'énergie potentielle ; vous l'écrivez pour une particule libre : autant le préciser.
    2) Les premières observations du comportement ondulatoire des électrons, et leur interprétation en tant que tel, ont été faites par Akesson en 1914, et confirmées par Thomson et Reid un peu avant Davisson. Quitte à donner des éléments historiques, autant qu'ils soient exacts.
    3) Vous décrivez convenablement (autant que le langage courant le permet) les relations de Heisenberg pour position et vitesse. En revanche, vous contribuez à propager le contresens (habituel hélas) concernant le couple (énergie, temps) : il n'y a pas d'observable "temps" (le temps est un simple paramètre), donc pas de relation de commutation entre opérateurs, donc pas de relation de Heisenberg. Si l'on peut en effet écrire une relation du genre dans certains cas, n'est pas la "durée de la mesure", mais un temps caractéristique de l'évolution propre du système (donc en l'absence de toute interaction avec un appareil de mesure).
    4) Fig. 10 : la courbe de droite schématise le module carré de la somme, non la somme des modules carrés. C'est (presque) toute la différence entre classique et quantique : il faudrait donc être plus précis.
    5) Comme déjà relevé par d'autres, la théorie quantique est totalement déterministe. Pour citer Feynman de mémoire, ce n'est pas la théorie qui est aléatoire, c'est la Nature...
    6) Vous présentez le PMA en disant que "la nature opte toujours pour la consommation d'énergie minimale dans le temps". Je ne comprends pas : le Lagrangien n'est pas le Hamiltonien...
    7) Le PMA ne suffit pas pour "dériver toute la mécanique" : il y faut adjoindre des considérations de symétrie (homogénéité et isotropie de l'espace par exemple)... pour être capable d'écrire le Lagrangien. A défaut, pas d'équations de Lagrange, pas de "vérification" possible.
    Bien cordialement
    L'impossible, nous ne l'atteignons pas, mais il nous sert de lanterne. (René CHAR)
     

  21. mariposa

    Date d'inscription
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    Re : Tentative d'expliquer simplement la physique quantique

    Citation Envoyé par dragounet Voir le message
    Voici l'URL: http://www.ensmp.fr/aflb/AFLB-253/aflb253p303.pdf

    Ce sera surement clair comme de l'eau de roche pour toi, pour moi c'est pas simple
    Oui je connais bien. Il s'agit de l'effet Aharanov-Bohm qui est un effet subtil de MQ et qui n'a pas sa place dans ton introduction.

    En 2 mots l'effet Aharanov-Bohm montre qu'un électron ressent les effets d'un champ magnétique même quand celui-ci est nul!!! Ceci est incompréhensible du point de vue de la physique classique.

    Par contre en MQ on montre que l'électron interagit localement avec le potentiel vecteur (même si le champ magnétique est nul).

    Rappel: B(r) =rot A(r)

    Ce phénomène est vérifié par l'effet Aharanov-Bohm en observant une figure d'interférence.
     

  22. dragounet

    Date d'inscription
    septembre 2009
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    Messages
    1 304

    Re : Tentative d'expliquer simplement la physique quantique

    Merci à tout le monde, je me rends compte que j'ai plein de modifications à faire.

    Mon problème c'est d'essayer d'être le plus simple possible en restant juste.

    Merci beaucoup à tout le monde de toutes ces remarques passées, présentes et futurs.

    Par contre il est ou Coincoin ?
     

  23. Armen92

    Date d'inscription
    septembre 2009
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    Sceaux/Jussieu
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    887

    Re : Tentative d'expliquer simplement la physique quantique

    Citation Envoyé par dragounet Voir le message
    Merci à tout le monde, je me rends compte que j'ai plein de modifications à faire.

    1) Mon problème c'est d'essayer d'être le plus simple possible en restant juste.

    2) Merci beaucoup à tout le monde de toutes ces remarques passées, présentes et futurs.

    3) Par contre il est ou Coincoin ?
    1) Bravo pour ce principe méthodologique, et pour le boulot que vous avez accompli (ce n'est pas de la flagornerie, encore moins pour tenter de dissiper votre sentiment que je suis un "râleur").
    2) Si j'ai d'autres remarques, je vous en ferai part.
    3) Je ne sais pas. Peut-être le croisé-je régulièrement dans le QL sans savoir que c'est lui...
    L'impossible, nous ne l'atteignons pas, mais il nous sert de lanterne. (René CHAR)
     


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