Grande Encyclopédie Larousse 1971-1976Éd. 1971-1976
A

acoustique

Partie de la physique qui étudie les sons et tout ce qui a rapport aux sons.


Tout phénomène sonore comprend trois phases : la production, la propagation et la réception du son.

La production du son est liée au fait qu’un corps, la source sonore, entre en vibration ; ce fait est connu depuis l’Antiquité. Il est par ailleurs évident que le son que ce corps émet sera étroitement lié à son mouvement. L’acousticien est donc intéressé au premier chef par l’étude des mouvements vibratoires, en particulier ceux des instruments de musique, cordes vibrantes, tuyaux sonores, verges et membranes.

La propagation du son depuis la source jusqu’à l’oreille ne peut se faire que s’il existe entre les deux un milieu matériel, l’air le plus souvent, mais plus généralement tout gaz, liquide ou solide ; le son ne peut se propager dans le vide. Savoir comment s’effectue cette propagation, avec quelle vitesse, quelles en sont les caractéristiques, si celles-ci se modifient au cours de la propagation et de quelle manière est du ressort de l’acoustique.

Enfin la réception du son par l’oreille pose à l’acousticien des problèmes délicats qui relèvent de la physiologie (acoustique de l’audition) et même de la psychologie (sensations de hauteur, d’intensité, de timbre, de consonance, de dissonance).

Historiquement, on attribue la fondation de l’acoustique scientifique à Pythagore, qui, au vie s. av. J.-C., relia la hauteur des sons donnés par une corde vibrante à sa longueur et aboutit à la notion de gamme. Au Moyen Âge, l’acoustique progresse peu. Le réveil vient au début du xviie s. avec les travaux de Galilée, de Gassendi et du P. Mersenne. En 1650, Otto von Guericke montre que le son ne se propage pas dans le vide, et, en 1686, Newton explique le mécanisme de sa propagation. En 1715, Taylor donne la formule des cordes vibrantes, que d’Alembert démontre en 1747. Daniel Bernoulli et Euler étudient la vibration des verges, Chladni les formes vibratoires, et Sauveur l’acoustique musicale. Au début du xixe s., Colladon, Sturm et Regnault déterminent la vitesse du son dans divers milieux, et Savart perfectionne l’acoustique musicale. Puis les travaux de Fourier font faire à l’acoustique un bond en avant. Ils sont à l’origine des études de Hermann von Helmholtz sur l’analyse des sons et la théorie de l’audition.

C’est à la fin de ce siècle qu’apparaît également le premier appareil de « mise en conserve » du son, le phonographe (Edison, 1878). Simultanément, l’électricité fait son apparition dans l’acoustique avec le téléphone (Bell, 1876). Depuis, l’électro-acoustique a subi un développement prodigieux : transport du son à distance, non seulement par téléphone, mais par radio ; enregistrement sur disque, sur film (cinéma parlant), sur bande magnétique (magnétophone) ; instruments nouveaux où les sons sont obtenus à partir de courants électriques (musique électronique, ondes Martenot) ; détection sous-marine ; etc. Enfin, les progrès de l’électro-acoustique entraînent ceux de l’acoustique architecturale et de l’acoustique de l’audition.

P. M.


Quelques acousticiens


Charles, baron Cagniard de La Tour,

physicien français (Paris 1777 - id. 1859). Ingénieur géographe sorti de l’École polytechnique, il inventa de nombreux appareils très ingénieux. Le plus célèbre de ceux-ci est la sirène (1819), qu’il employa à la mesure de la hauteur des sons.


Ernst Chladni,

physicien allemand (Wittenberg 1756 - Breslau 1827). Il a étudié les vibrations des plaques en saupoudrant celles-ci de sable, obtenant des « figures acoustiques » localisant les nœuds et les ventres. Il a déterminé les vitesses du son dans divers gaz grâce aux notes rendues par les tuyaux d’orgue ; il a mesuré la limite des sons audibles et inventé des instruments de musique.


Daniel Colladon,

physicien et ingénieur suisse (Genève 1802 - id. 1893). Il effectua, avec son ami Charles Sturm (Genève 1803 - Paris 1855), la première mesure de la vitesse du son dans l’eau (1827). Il eut l’idée de se servir d’air comprimé comme transporteur de force motrice et utilisa cette invention lors du percement du tunnel du Saint-Gothard.


Christian Doppler,

mathématicien et physicien autrichien (Salzbourg 1803 - Venise 1853). Il est connu pour sa découverte, en 1842, du phénomène qui porte son nom : l’effet Doppler est la variation de la hauteur du son perçu par un observateur en mouvement par rapport à la source sonore.


Hermann von Helmholtz.

V. l’article.


Marin Mersenne,

philosophe et savant français (près d’Oizé, Maine, 1588 - Paris 1648). Lié avec Descartes d’une profonde amitié, en correspondance avec les principaux savants français et étrangers, il fut au centre de l’activité scientifique de son temps. Il traduisit les Mécaniques de Galilée ainsi que les œuvres de mathématiciens grecs. Lui-même utilisa le premier le pendule à la mesure du champ de pesanteur, détermina les valeurs des intervalles musicaux, établit les lois des tuyaux sonores et des cordes vibrantes. V. l’article.


Victor Regnault,

physicien français (Aix-la-Chapelle 1810 - Paris 1878). Ses mesures relatives à la compressibilité et aux dilatations des fluides, aux densités et aux chaleurs massiques des gaz se signalent par leur grande précision. Il a déterminé la vitesse de propagation du son dans l’air.


Joseph Sauveur,

mathématicien et physicien français (La Flèche 1653 - Paris 1716). Créateur de l’acoustique musicale, il donna l’explication des ondes stationnaires et découvrit le phénomène des battements.


Félix Savart,

physicien français (Mézières 1791 - Paris 1841). Il a imaginé la roue dentée servant à la mesure de la hauteur des sons, réalisé un sonomètre et un polariscope, et donné avec Biot la loi élémentaire relative aux champs magnétiques créés par les courants.

➙ Audition / Cordes vibrantes / Son.