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son audible et compréhensible que sous l'eau

par Sagos, le 04/04/2018 à 09:17 - 708 visites

Bonjour, Pour vous expliquer le contexte je souhaite réaliser une énigme qui ressemble pour donner une image à celle dans harry Potter avec son œuf de sirène. C'est a dire, je souhaiterai avoir une série de son incompréhensible mais qu'une fois la source de propagation comme un haut parleur plongé serait modifié pour être audible et clair.

Par conséquent ma question est la suivante : peut on utiliser le changement d'état de propagation d'un son pour l'altérer et délivrer un message alors que ce dernier serait inaudible sans cette altération ?

Réponse du Guichet du savoir

par bml_sci, le 06/04/2018 à 16:10

Réponse du département Sciences et Techniques

Bonjour,

Le Guichet du Savoir ayant déjà répondu à des questions sur un sujet similaire, nous vous invitons tout d’abord à vous reporter aux précédentes réponses apportées pour comprendre la physique des sons, en particulier le phénomène de la propagation des sons dans le milieu aquatique et la perception des sons de différentes fréquences :
Produire du son sous l'eau
Le son tombe-t-il ou monte-t-il ?
Pourquoi une musique émise sous l'eau n'est-elle pas audible hors de l'eau?
Existe-t-il un milieu matériel dispersif pour le son ?
Pourquoi n’entend-t-on plus au-dessus ou en-dessous d'une certaine fréquence, et pourquoi certain animaux y parviennent?

Pour ce qui est de savoir si un son inaudible dans un milieu peut être rendu audible dans un autre (l’eau en particulier), nous n’avons pas trouvé, ni dans les ouvrages d’acoustique ni sur Internet, d’exemples ou d’expériences scientifiques permettant de le prouver. En revanche, des questions en rapport ont été posées sur certains forums, comme par exemple Comme rendre audibles les ultrasons ou encore Comme rendre audible l’inaudible.
Quelques articles de presse abordent aussi la question de la communication sous l’eau:
Communiquer sous l'eau à distance
Communiquer sous l'eau et à travers l'acier grâce au graphène
Comment peut-on jouer de la musique sous l’eau ?
Voyez aussi cet article sur la possibilité de transmettre des Des messages codés dans des morceaux de musique...

En complément, voici quelques rappels théoriques sur les phénomènes de diffraction et de réfraction du son, qui expliquent notre perception du son :

Le son peut-il contourner les obstacles ?
Le phénomène de diffraction permet au son de contourner les obstacles. Nous pouvons ainsi entendre la voix d’une personne cachée derrière une autre et percevoir une conversation à travers une porte entrebâillée, même en dehors de l’axe de l’ouverture.
La diffraction, toutefois, n’est perceptible que si la largeur de l’obstacle, ou de l’ouverture, est de l’ordre de la longueur d’onde du son. Elle ne se manifeste pas si la longueur d’onde est trop petite. Ainsi, les sons graves, de grande longueur d’onde, sont diffractés par des structures de l’ordre de quelques centimètres. A l’extérieur d’une discothèque, par exemple, nous ne percevons généralement que la rythmique jouée sur une guitare basse. De même, lorsqu’une fanfare arrive au détour d’une rue, nous entendons les graves avant qu’elle ait franchi le coin de la rue, ce qui n’est pas le cas des aigües, audibles uniquement en vision directe.

Un son peut-il changer de milieu ?
Quand le son rencontre un milieu dans lequel sa vitesse n’est pas la même, il peut être réfléchi mais aussi transmis. A moins que l’onde sonore n’arrive perpendiculairement à la surface qui sépare les deux milieux, la transmission, ou réfraction, s’accompagne d’un changement de la direction de propagation. Une façon imagée de comprendre la réfraction consiste à imaginer une automobile miniature arrivant d’un parquet, où sa vitesse est élevée, à de la moquette, où sa vitesse est faible. Le véhicule dévie sa trajectoire car la roue qui atteint la moquette en premier est ralentie avant l’autre. La part de l’énergie réfractée et de l’énergie réfléchie dépend de la célérité du son dans les deux milieux. Lorsque celle-ci est très différente, ce qui est le cas avec l’air et l’eau liquide, la majeure partie de l’onde est réfléchie. La vitesse du son étant cinq fois plus forte dans l’eau, l’onde sonore a beaucoup de mal à passer d’un milieu à l’autre. L’interface entre l’eau et l’air se comporte comme un véritable miroir sonore, vu du dessous comme du dessous. En piscine, tant qu’il a la tête sous l’eau, un nageur ne perçoit quasiment rien du brouhaha qui emplit le local. Quiconque plonge la tête sous l’eau entend nettement moins les sons produits à l’extérieur et beaucoup mieux ceux qui sont générés dans l’eau elle-même. Dans le même esprit, l’association d’un matériau lourd et dur, comme le béton, à un matériau léger et mou, poreux ou fibreux, comme le liège ou le polystyrène expansé, au sein duquel l’air est piégé, procure une bonne isolation phonique en réduisant la transmission du son.
Source : Les sons en 150 questions / Marie-Christine de La Souchère (Ellipses, 2013)

Selon le milieu de propagation, un son sera donc plus ou moins audible (c’est-à-dire plus ou moins net ou plus ou moins fort). Mais il ne pourra pas être modifié : dans votre exemple, plonger un haut-parleur (ou tout autre système d’émission de son) dans de l’eau, par exemple, ne permettra de modifier le son afin de le rendre « compréhensible ».

Pour compléter votre information, vous pouvez consulter les ouvrages suivants :
Le labo des sons et des lumières / Alain Schuhl ; dessins d'Hélène Maurel (Le Pommier, 2010)
Histoire de l'acoustique sous-marine / Pierre Juhel (Vuibert, 2005)
Ondes et vibrations : fondamentaux et applications à l'acoustique et à la diffusion de la chaleur / Ronan Lefort (Dunod, 2017)
L'acoustique par l'expérimentation : avec rappels de cours et exercices corrigés / Cédric Mulet-Marquis (Ellipses, 2017)
Initiation à l'acoustique : cours et exercices / Antonio Fischetti (Belin, 2004)

S’agissant plus particulièrement d’expériences à réaliser avec les sons, vous pouvez aussi consulter :
Expériences avec les sons / Isabelle Chavigny (Nathan Jeunesse, 2009)
Les secrets des sons / Emmanuel Chanut (Bayard Jeunesse, 2009)
Son et lumière / Alicia Rodriguez (Gründ, 2004)

Bonne journée.
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