L'acoustique

Un son est une sensation auditive engendrée par une vibration acoustique.

Un corps ne peut émettre un son que s'il vibre; ces vibrations sont transmises par les milieux matériels gaz, liquides, solides, mais ne sont pas transmises dans le vide.

Dans le cas de l'audition, les vibrations sont transmises par un milieu intermédiaire - gaz, liquide ou solide - et sont enregistrées par le nerf auditif. On peut, par conséquent, entendre dans l'eau.

Les sons se distinguent entre eux de trois manières:

·          Par la hauteur, qualité qui distingue un son grave d'un son aigu. La hauteur d'un son est liée à la fréquence des vibrations de la source sonore (la fréquence est le nombre de vibrations sonores par unité de temps). L'oreille humaine peut percevoir les fréquences comprises entre 20 et 20 000 vibrations par seconde. Plus la fréquence est élevée plus le son est aigu, et plus la fréquence est basse plus le son est grave;

·          Par l'intensité, qualité qui nous fait distinguer un son fort d'un son faible. L'intensité est liée à l'amplitude des vibrations sonores; elle augmente avec l'amplitude;

·          Par le timbre, qualité qui nous permet de distinguer deux sons émis par deux instruments différents.

Propagation

La vitesse de propagation du son dépend du milieu. Dans l'air, à température de O °C, elle est de 331 m/s; elle augmente de 0,6 m/s pour une élévation de température de 1 °C, Dans l'eau à une température de 8 °C, elle est de 1435 m/s. Dans les solides, la vitesse croît considérablement; Elle est de 5 km/s pour l'acier.

La portée du son, c'est-à-dire la distance de la source sonore à laquelle il peut être perçu, est fonction de l'absorption des vibrations sonores par le milieu qui les transmet. L'amortissement des vibrations est dû à la viscosité et à la conductibilité thermique du milieu. L'absorption par viscosité et conductibilité est proportionnelle au carré de la fréquence du son; par conséquent les sons les plus graves seront transmis plus loin que les sons aigus.

La propagation des sons et ultra-sons dans l'eau est utilisée comme moyen de détection sous-marine, dans le sonar par exemple. Un sonar est schématiquement constitué par un projecteur qui émet des faisceaux d'ultrasons. Si une impulsion rencontre un obstacle, les ultrasons sont réfléchis et enregistrés par un récepteur. La distance entre l'obstacle et le point d'émission est calculée en fonction de l'intervalle de temps entre l'émission et la réception du signal. En considérant que les ultra-sons se propagent à une vitesse de 1500 m/s, on obtiendra la distance de l'obstacle en multipliant 750 m par le temps en secondes (car le train d'onde fait l'aller-retour entre l'émetteur et l'obstacle). La direction de l'obstacle sera indiquée par l'orientation du projecteur.

Conséquences dans le domaine de la plongée

·          La possibilité pour des plongeurs en immersion de communiquer entre eux par sons;

·          La possibilité de communication entre la surface et des plongeurs;

la possibilité pour les plongeurs de détecter et d'interpréter des bruits (hélices, moteurs)

 

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