Même l'eau frémit sous le son — Extincteurs à basses fréquences et physique de l'eau dans un bol chantant
Frottez le bord d'un bol chantant et l'eau bondit sans qu'aucune main ne la touche. Des étudiants qui éteignent des flammes avec des basses de 30 à 60Hz, des physiciens du MIT qui filment les ondes d'un bol : le son est invisible, mais pas sans force. Et les mots aussi sont du son.
Même l'eau frémit sous le son
Octobre, au bord de la rivière.
Puisez un peu d'eau de rivière et versez-la dans un bol chantant. Commencez à frotter le bord, lentement. D'abord, la surface se plisse de fines rides. Puis, à mesure que le son monte, l'eau se dresse en crêtes — et finit par bondir. Des gouttes s'échappent de la surface.
Aucune main n'a touché l'eau. C'est le son qui l'a fait.
Le son pousse
On pense au son comme à quelque chose qu'on entend. Physiquement, c'est de l'air comprimé puis relâché, encore et encore. Et une poussée, c'est une force.
Un son grave comprime l'air, puis le relâche, encore et encore. C'est ce va-et-vient qui disperse la flamme.
En 2015, deux étudiants en ingénierie de l'université George Mason ont fabriqué un extincteur avec un haut-parleur, un amplificateur et un tube en carton. Les sons aigus ne faisaient rien aux flammes. Ce qui a fonctionné, ce sont les basses, entre 30 et 60Hz. Un son grave déplace l'air par grandes oscillations, assez pour disperser l'oxygène et le combustible dont vit une flamme.
Avant eux, la DARPA, l'agence de recherche de la défense américaine, avait déjà testé l'idée : des haut-parleurs de chaque côté d'une flamme, un champ acoustique qui accélère l'air et amincit la couche où se produit la combustion. L'idée est encore plus ancienne : Lord Rayleigh écrivait déjà au XIXe siècle sur les vibrations sonores et les flammes.
Pour l'instant, cela ne fonctionne que sur de petits feux. Mais une chose est claire : le son est invisible, mais il n'est pas sans force. Il déplace la matière.
Pourquoi l'eau saute dans un bol chantant
En 2011, des physiciens du MIT ont rempli des bols chantants d'eau et filmé ce qui se passait. Frotter le bord fait vibrer la paroi du bol très vite. Cette vibration atteint l'eau et dresse un motif régulier d'ondes stationnaires : les ondes de Faraday. Quand la vibration s'intensifie, les ondes se brisent et projettent des gouttes. Certaines restent même un instant en suspension sur la surface frémissante, ou y rebondissent.
Frottez le bord : la paroi vibre, des ondes régulières se dressent sur l'eau, puis des gouttes jaillissent.
C'est le même principe qu'un doigt mouillé qui fait chanter le bord d'un verre. Le bol, lui, sonne plus grave, et avec le même effort il se met à vibrer bien plus facilement.
Le corps entend les graves en premier
Si vous vous êtes déjà tenu près des enceintes pendant un concert, vous savez que la basse touche la poitrine avant les oreilles. Un son grave ne s'arrête pas au tympan : il fait vibrer la peau, les côtes, le corps tout entier. Un peu comme l'eau dans le bol.
Les mots aussi sont du son
Si l'eau frémit sous le son, pourquoi un cœur ferait-il exception ?
Certains mots nous accompagnent toute la journée. Une remarque entendue en passant à midi nous secoue encore le soir. Les mots entendus, on peut les laisser filer comme des ondes, comme la rivière reprend l'eau qu'on lui avait empruntée.
Ceux qu'on prononce, c'est autre chose. Les premières oreilles qu'ils atteignent sont toujours les nôtres. Une parole dure lancée à quelqu'un résonne d'abord en nous, et c'est en nous qu'elle reste le plus longtemps.
Quels mots ont résonné en vous aujourd'hui ?
SUMMARU est un lieu pour laisser ces ondes s'apaiser : l'eau de la rivière, la longue résonance d'un bol, et le temps qu'il faut à la surface pour redevenir calme.
Sources : actualités de l'université George Mason (2015) · ScienceDaily sur les recherches de la DARPA en extinction acoustique (2012) · D. Terwagne et J. W. M. Bush, « Tibetan singing bowls », Nonlinearity 24 (2011)
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