Le son provient d’une vibration de l’air (ou d’un autre milieu ambiant), que nous ressentons grâce à nos oreilles. Pour l’expérimentation ou pour le plaisir des yeux, des scientifiques et des artistes ont visualisé ces vibrations. Cela donne des résultats étonnants…

Parmi les expériences proposées dans la Passerelle du Pass, dans l’exposition Jeux de science, les enfants peuvent frapper sur la peau d’un tambour pour voir et ressentir le résultat : au-delà du son qu’ils entendent, ils peuvent en effet constater que leur geste a provoqué un déplacement d’air, faisant bouger les petits miroirs qui font face au tambour et ébouriffant leurs cheveux s’ils se mettent entre les deux.

Ils comprennent ainsi que le son provient de la vibration de l’air : en frappant le tambour, ils ont donné l’impulsion aux molécules d’air qui les entouraient; à leur contact, d’autres molécules ont vibré à leur tour, et le son s’est ainsi propagé de proche en proche, sous forme d’ondes, un peu comme les cercles qui se forment à la surface de l’eau lorsqu’on y jette une pierre.

Dans un autre fluide comme l’eau par exemple, le son se propagera différemment. Notamment au niveau de la rapidité : si dans l’air, la vitesse du son est d’environ 340m/s, dans l’eau, elle atteint 1500m/s…

Les figures acoustiques de Chladni

Le physicien allemand Ernst Chladni (1756-1827), considéré comme le père de l’acoustique moderne, passa sa vie à expérimenter les vibrations du son et à les visualiser. Il saupoudra une plaque de sable, en frotta le bord avec un archet et obtint des figures géométriques : ce sont les figures acoustiques de Chladni. Étonné lui-même de pouvoir “voir le son” et de constater que le sable ne se positionne pas n’importe comment, mais en dessinant des formes géométriques bien particulières, il décrivit ce phénomène dans sa “théorie du son”.

La vidéo qui suit montre des essais de reproduction de ces expériences :

Les artistes s’inspirent de la cymatique

Bien sûr, ces possibilités d’allier effets visuels et sonores n’ont pas manqué d’inspirer de nombreux artistes. C’est le cas notamment du musicien néo-zélandais Nigel John Stanford, connu pour ses musiques d’ambiance et New Âge. Dans ce clip intitulé Cymatics (la cymatique est la science qui permet justement de rendre les fréquences sonores visibles), il rend visibles, de façon parfois très spectaculaire, les notes émises à partir de son synthé ou de sa batterie :

Et si vous essayiez sur vos amplis ?

L’exposition “Jeux de science” est actuellement en pleine transformation; elle reviendra riche de nouvelles expériences dès le mois de février 2016.