L’ACOUSTIQUE subaquatique Le son sous l’eau L’ACOUSTIQUE subaquatique

Nature du son et fréquence Un son est une vibration qui se propage dans un milieu. Il est associé à une fréquence.(unité=hertz=Hz) Ø      Infrasons < 20Hz (éléphants) Ø      20Hz < Sons < 20kHz (nos oreilles) Ø      20kHz < ultrasons (chat, chien, dauphin, chauve-souris)

La propagation du son: vitesse Ø      Dans le vide =0 m/s (« Dans l’espace on ne vous entends pas crier ») Ø      Dans l’air = 330 m/s (à 0°) (+1°C = +0.6 m/s) Ø      Dans l’eau douce = 1435 m/s soit 4,5 fois plus rapide dans l’eau Dans l’eau de mer elle est de 1500 +/- 50m/s selon la salinité Dans l’acier 5000m/S La propagation du son se fait d’autant plus vite que le milieu est dense. L’eau est à peu près 750 fois + dense que l’air. Sous l’eau on entendra un son 4,5 fois plus vite que dans l’air

La propagation du son: Direction Un son émis, part dans toutes les directions. Le son arrive sur un obstacle : Ø      rebondit (réflexion) : l’angle de réflexion est égal à l’angle d’incidence. Lorsqu'il n'existe qu'un léger décalage entre le son original et le son retour c'est la réverbération (Grandes salles, églises, stades vides). Toutefois la portée d'un son est plus grande dans un champ clos, donc réverbérant (une pièce) qu'en champ libre (plein air). o       La réflexion est utilisée dans les sonars et les sondeurs. o       Elle fait partie du système de direction des mammifères marins. Ø      est absorbé en partie (réfraction) : la fréquence du son réfracté change Ø      est transmis : il traverse l’obstacle (transmission) Ø      peut le contourner ( diffraction) Ø      à chaque phénomène il y a diminution de l’intensité (dispersion)

Pour entendre un son, il faut qu’il soit audible ! L’être humain peut percevoir les sons dans une bande de fréquences de quelques Hertz à 18KHz, mais chacun les perçoit différemment selon la sensibilité de ses capteurs, principaux les oreilles.et avec une plus grande sensibilité pour ceux compris entre 100 Hz et 5/6000 Hz qui est la gamme des fréquences de la voix. A Rennes, sur 14 personnes : 25Hz=100%, puis 40Hz=100% …. 13KHz= seulement 4 personnes sur 14 l’entendent 14,5KHz 16KHz 18KHz Le retard du son entre les deux oreilles ainsi que les altérations du timbre notamment d'une oreille par rapport à l'autre nous permettent le repérage spatial. Pour les sons reçus par les deux oreilles, la différence de temps entre les deux réceptions dans l’air est de 1/2000 s, le cerveau est capable d’analyser cet écart (stéréophonie) pour trouver l’origine du son . Dans l’eau, le décalage entre les deux oreilles est de 1/9000 s, le cerveau ne peut plus faire la différence et on ne sait pas d’où il vient (faire une démo avec des sons préprogrammés, et sur l’assemblée présente, demander qui entend le son émis ; en faire le bilan % de personnes pour chaque son, fréquence) 

Identifier un son Un signal sonore est complexe et peut être décomposé en une somme de sons purs (parfaitement sinusoïdaux) ; cette décomposition s’appelle une série de Fourier. Nos cordes vocales A. Elles vibrent avec l’air, et les sons ou paroles se forment dans la bouche ouverte et se propagent dans l’air. Notre oreille dans l’air est capable d’entendre une gamme de fréquences. On les entend et on les comprend La fréquence du son, émis dans l’air, et réfracté dans l’eau, change de gamme d’écoute que notre oreille immergée n’interprète plus. Sous l’eau on aura du mal à reconnaître un son émis dans l’air. B. Sous l’eau, on a le détendeur en bouche (pas facile de parler…). On respire de l’air, nos cordes vocales fonctionnent, vibrent. On peut parler, chanter, mais la propagation se fait aussi dans l’eau après réfraction. On entend des sons mais on ne comprend plus les paroles.  Sous l’eau on ne peut pas utiliser la parole.

Applications à la plongée La communication se fera par signes : prévoir une panoplie de signes pour s’exprimer, et les expliquer avant de descendre. Attirer l’attention de ses plongeurs : o       des systèmes sonores,   les shakers,   taper sur sa bouteille avec un objet métallique, o       les avertisseurs branchés sur de la moyenne pression Entendre et analyser la respiration des plongeurs (qu’on ne voit pas) : calme ou hyperventilation (essoufflement(il faut être soi même en apnée) A la remontée, avant de percer, on entend le bateau qui peut passer mais on ne le situe pas. Donc   Faire le 360°, regard vers la surface, bras tendu au dessus de la tête. Sécurité sur le bateau avec rappel des plongeurs en cas d’accident : o       Par des pétards de rappel ou en en tapant sur l’échelle avec un objet métallique. Conclusion Tout ce qui ne se voit pas, doit s’entendre et Tout ce qui ne s’entend pas, doit se voir.