Oui, vous pouvez voir les sons. Cela s’appelle la cymatique


Ernst Chladni a prouvé que le son peut être vu et a développé une technique permettant de visualiser les vibrations sur une plaque de métal.

Le son peut être visible. Qui plus est, le son peut dessiner des motifs exquis et réguliers sur une surface physique.

Si vous avez déjà essayé de jouer sur un verre à vin ou de tracer des cercles grinçants sur le bord d’une fine flûte à champagne lors d’une fête ennuyeuse (bien qu’alcoolisée), vous avez officiellement réussi l’un des cours de physique les plus impressionnants qui soient. Qu’y a-t-il de si incroyable à jouer avec du verre (à part les effets sonores spectaculaires, bien sûr) ?

Si le pourcentage d’alcool dans le verre le permet, regardons ce qui se passe à l’intérieur du verre. Un frottement léger et constant du bord peut provoquer une tempête assez importante. Des gouttes se détachent de la surface lisse du verre et se balancent rythmiquement de haut en bas, tandis que les vagues agitées rebondissent sur les parois transparentes. L’ensemble du spectacle crée des formes dynamiques qui dépendent de la fréquence du son, sensible à la moindre caresse du bout du doigt. Les histoires de lampes de génie à frottement n’ont suscité un intérêt académique que dans les années 1970. Le domaine de recherche qui étudie la forme des ondes sonores est devenu connu sous le nom de cymatique. Cependant, les ondes sonores et leurs effets sur la matière étaient déjà devenus un objet de fascination bien avant cela.

Alors que les verres s’entrechoquaient à la Convention de Philadelphie en 1787 pour célébrer la signature de la Constitution, à 6505 kilomètres de là, dans la ville de Lipsk, des amateurs de curiosités scientifiques diverses lisaient avidement Entdeckungen über die Theorie des Klanges (Découvertes sur la théorie du son), écrit par Ernst Chladni, un avocat, géologue, inventeur, concepteur et acousticien. Ce fils exemplaire d’un professeur de droit a obtenu son diplôme dans le même domaine d’études que son père, sur les ordres de ce dernier. Pourtant, l’héritier rêvait d’un autre avenir. Il attendit la disparition de son père, puis abandonna les paragraphes au profit de ses fantasmes – des expériences sonores – sans remords. Certes, il est trop tard pour embrasser la carrière de musicien, mais le penchant du jeune homme pour la scène s’affirme peu à peu. Ernst Florens Friedrich Chladni est définitivement aspiré dans un tourbillon d’ondes sonores. Il part en tournée dans toute l’Europe, étonnant son public (et Napoléon lui-même) avec divers spectacles sonores et instruments de sa propre fabrication. Ses mouvements caractéristiques ont dû susciter la jalousie des illusionnistes locaux. Chladni a prouvé que le son pouvait être vu et a développé sa propre technique de visualisation des vibrations sur une plaque de métal. Il a produit des images dont on n’avait jamais rêvé, même en philosophie.

L’une de ses astuces consistait à faire glisser régulièrement son arc sur le bord d’une plaque métallique flexible. Les plaques de laiton étaient recouvertes de sable fin et réagissaient ainsi aux moindres vibrations. Les grains se convulsaient en motifs incroyablement réguliers qui dépendaient de la fréquence du son et de la texture de la surface mise en résonance. Les conditions aux limites se sont également avérées pertinentes : la façon dont les plaques étaient fixées, ainsi que les points de contact exacts où les vibrations étaient générées. Puisqu’il vaut mieux ne pas pousser plus loin ces subtilités, limitons l’utilisation de la nomenclature professionnelle aux connaissances des “as”.

Toutefois, quelques mots peuvent être utiles sur les ancêtres de l’acoustique expérimentale, dont Chladni avait laborieusement étudié les travaux. Il suffit de mentionner les efforts du naturaliste Robert Hooke pour reproduire le son visuellement (Chladni et lui partageaient également une passion pour l’observation des étoiles). De plus, il est possible que le physicien allemand ait envoyé un exemplaire de la Théorie du son à la Convention de Philadelphie, car les découvertes musicales de Benjamin Franklin, l’un des Pères fondateurs de l’Amérique, étaient une source d’inspiration pour Chladni.

Matemateca (IME/USP)/Rodrigo Tetsuo Argento

Deux cents ans plus tard, la cymatique est devenue un sujet d’actualité non seulement pour les acousticiens, mais aussi pour les étudiants et les diplômés en arts visuels. Outre le fait que les motifs de Chladni représentent le son et constituent une anecdote digne d’être mentionnée dans divers toasts, ils peuvent également être mis à profit par les fabricants d’instruments. Dans ce contexte, marcher au rythme de son propre tambour prend une toute nouvelle signification.

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Source : Big think – Traduit par Anguille sous roche


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