La cé­lé­ri­té, qu’est-ce que c’est ?

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La cé­lé­ri­té in­ter­vient dans de nom­breux cal­culs d’acous­tique. Elle est dé­fi­nie comme étant la vi­tesse de pro­pa­ga­tion d’un phé­no­mène on­du­la­toire dans un mi­lieu don­né, fluide ou so­lide.

La cé­lé­ri­té c, en mètres par se­conde, d'une onde re­pré­sente la dis­tance qu’elle par­court par uni­té de temps. La cé­lé­ri­té d'une onde aug­mente avec la ri­gi­di­té du mi­lieu et di­mi­nue avec l'iner­tie de ce der­nier. Pour l’air, elle est aux alen­tours de 340 m/s (soit un peu plus de 1 200 km/h) en fonc­tion de la tem­pé­ra­ture et de l’hy­gro­mé­trie. Elle est de 1 482,3 m/s dans l'eau pure à 20°C et à en­vi­ron 1 500 m/s dans l'eau de mer. Elle est de 5 700 m/s dans le bois d’épi­céa. La pro­pa­ga­tion d’une onde n’af­fecte pas la ma­tière dans la­quelle elle se dif­fuse, et il ne s’agit que d’une trans­mis­sion d’éner­gie. Par ailleurs, l'in­ten­si­té ou la force du son ne change rien à sa vi­tesse.

La cé­lé­ri­té s'ex­prime en fonc­tion de la lon­gueur d'onde et de la fré­quence par la for­mule sui­vante : c = λ×F, où λ est la lon­gueur d’onde et F la fré­quence du son. Ce­la per­met de dé­duire la lon­gueur d’onde d’un son d’une fré­quence don­née en consi­dé­rant alors la cé­lé­ri­té comme constante. Ce cal­cul est im­por­tant car il dé­fi­nit la ma­nière dont nous lo­ca­li­sons une source so­nore dans l’es­pace en fonc­tion de la dis­tance qui sé­pare nos oreilles, ou en­core les ca­rac­té­ris­tiques acous­tiques d’une salle. Si l’on fait ain­si le cal­cul de la lon­gueur d’onde d’un son de 100 Hz à 15°C, on au­ra : λ= c/F, soit λ = 340/100 = 3,4 m, ce qui est bien su­pé­rieur à la dis­tance moyenne entre nos deux oreilles ! Nous ne pour­rons donc pas dire si un son de 100 Hz vient de gauche ou de droite…

La cé­lé­ri­té sert aus­si à cal­cu­ler la fré­quence qui se­ra pro­duite par un tuyau so­nore de lon­gueur don­née. On ap­pli­que­ra la for­mule : F = c/2L (tuyau ou­vert) et F = c/4L dans le cas d’un tuyau fer­mé. Dans un cas comme dans l’autre, on consta­te­ra que la fré­quence va­rie­ra en fonc­tion de la tem­pé­ra­ture, se­lon les fluc­tua­tions de la cé­lé­ri­té, in­fluant donc sur la jus­tesse de l’ins­tru­ment. Mi­chelle Da­vène

Lorsque la vi­tesse d’un avion dé­passe 1 200 km/h, il se pro­duit une onde de choc : le « mur du son »…

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