Les ondes

Les ondes, qu'elles soient mécaniques ou électromagnétiques, ont la faculté de transporter de l'énergie d'un point à un autre sans qu'il y ait transfert de matière. Quand nous parlons, par exemple, notre voix émet une impulsion sonore qui met en mouvement les molécules d'air à la sortie de notre bouche. L'oscillation de ces molécules d'air déclenche l'agitation de leurs voisines, qui font vibrer à leur tour les molécules qui leur sont proches. L'énergie de l'onde sonore se propage ainsi de proche en proche, sans que les molécules ne voyagent véritablement, jusqu'à ce que le son atteigne l'oreille de notre interlocuteur. Tout comme les vaguelettes qui se forment sur un lac quand on y lance une pierre, les ondes sonores sont des ondes mécaniques.

Quant aux ondes électromagnétiques, elles n'ont pas besoin de matière pour se déplacer. Elles s'appuient sur des champs magnétiques et électriques, naturellement engendrés par tout objet de l'univers, et présents même dans le vide. C'est ainsi que nous parvenons à recevoir sur Terre les rayons du soleil. Les micro-ondes, les ondes radio et les rayons X, tout comme les rayons du soleil, sont des ondes électromagnétiques. Leur vitesse de propagation est beaucoup plus rapide que celle des ondes mécaniques : alors que le son avance à environ 330 m/s dans l'air, les ondes électromagnétiques fusent à près de 300 000 km/s dans le vide.

Le mur du son
L'expression "mur du son" fait partie du folklore de l'aviation. Lorsque les premiers avions approchaient la vitesse du son, à 1200 km/h, les vibrations devenaient telles que le pilote perdait parfois le contrôle de son appareil et celui-ci pouvait même se disloquer en plein vol. Des douzaines de pilotes ont d'ailleurs perdu la vie en tentant de franchir le fameux mur du son. À cette époque, dépasser la vitesse du son semblait assez problématique et l'expression "mur du son" est passée dans le vocabulaire courant. Le 14 octobre 1947, le pilote américain Chuck Yeager réussira finalement à dépasser la vitesse du son à bord de l'avion expérimental X-1. L'ère du vol supersonique venait de sonner.

Lorsqu'un avion atteint la vitesse du son (aussi appelé MACH 1, en l'honneur du physicien autrichien Ernst Mach), il se produit un phénomène intéressant : on n'entend plus l'avion s'approcher parce que ce dernier va plus vite que les ondes sonores. Au lieu de se diffuser au devant de l'avion, les ondes sonores forment un cône derrière l'avion. Ce cône est une onde de choc. À son passage, on ressent un changement soudain dans la pression de l'air - et on entend surtout le boum sonore caractéristique. Un avion supersonique traîne toujours derrière lui cette onde de choc en forme de cône et on entend le boum partout où l'onde passe.

Ce qu'il faut se rappeler, c'est que le boum sonore n'apparaît pas uniquement au moment où l'avion traverse le mur du son, mais bien en tout moment lorsque sa vitesse dépasse celle du son et que l'onde de choc passe au-dessus de nous.


Source: CyberSciences