Se dit de tout ce qui se rapporte à la vitesse du son ou à des phénomènes se propageant à cette vitesse.

La vitesse du son (ou célérité du son) joue en mécanique des fluides un rôle fondamental. C’est en effet la vitesse avec laquelle se propagent les perturbations de pression engendrées par un corps en mouvement dans un fluide. Aussi a-t-on pris l’habitude de caractériser la vitesse de déplacement V d’un corps mobile par son rapport à la vitesse a du son, rapport dénommé nombre de Mach :

Selon la valeur du nombre de Mach, on distingue alors :
— les vitesses subsoniques, M < 1 ;
— les vitesses supersoniques,
1 < M < 5 ;
— les vitesses hypersoniques, M > 5.

Enfin, dans le langage courant, on baptise assez fréquemment du nom de transsonique les vitesses très proches de la vitesse du son par défaut ou par excès, c’est-à-dire celles qui correspondent à des nombres de Mach compris entre 0,95 et 1,05.

Ligne sonique

C’est une ligne réunissant dans un écoulement de fluide autour d’un corps tous les points où la vitesse du fluide est égale à la vitesse du son. Lorsqu’un corps se déplace dans un fluide à une vitesse transsonique ou supersonique, le champ d’écoulement est divisé en zones subsoniques et supersoniques séparées soit par des lignes soniques, soit par des ondes de choc (surfaces à travers lesquelles se produit une discontinuité de vitesse et de pression).

Mur du son et bangs soniques

Pour un avion ou un missile, le franchissement de la zone transsonique se traduit par une brutale augmentation de traînée, génératrice de ce qui a été appelé mur du son. Une fois en régime franchement supersonique, la traînée retombe à une valeur plus faible, mais supérieure à sa valeur subsonique.

D’autre part, lorsqu’un véhicule se déplace à une vitesse supersonique, les ondes de pression émises à chaque instant admettent pour enveloppe un cône dont le sommet est la position de l’avion à chaque instant. Ce cône enveloppe constitue une surface d’accumulation des ébranlements sonores qui suit le mouvement de l’avion. Lorsque cette surface passe par un point situé à la surface du sol, du fait de la variation de pression existant de part et d’autre, on enregistre une détonation, d’où la dénomination de bang qui lui a été attachée. L’intensité du bang dépend de la vitesse et de l’altitude du vol, mais aussi des caractéristiques de l’avion.

J. L.

➙ Aérodynamique / Aile / Vol (mécanique du).

Sonoriser une salle ou un espace en plein air, c’est soit renforcer la voix d’un conférencier, d’un chanteur ou la puissance musicale d’un orchestre, soit diffuser de la parole ou de la musique.

Sonorisation des intérieurs

Acoustique des salles

Lorsqu’un haut-parleur est placé dans une salle, il rayonne dans toutes les directions une certaine énergie acoustique, dont seulement une très faible partie est captée directement par les oreilles des auditeurs, alors qu’une très forte proportion de cette énergie vient frapper les murs, le plancher et le plafond. Selon la nature de ces matériaux, l’énergie sonore est réfléchie dans une certaine proportion, le reste étant absorbé. Le marbre, un mur lisse, les glaces absorbent très peu d’énergie, et la presque totalité est réfléchie. Une tenture épaisse, des fauteuils, un auditoire réfléchissent très peu d’énergie, et la presque totalité est absorbée. Dans une salle très « absorbante », l’énergie sonore est captée par les parois et il ne peut y avoir de nombreuses réflexions. Un son bref s’éteint très vite, on dit que la salle est « sourde » : son temps de réverbération est court ; c’est le temps que met un son de 60 dB à s’éteindre, une fois la source arrêtée. Si la salle est « réfléchissante », l’énergie sonore se réfléchit un grand nombre de fois sur les parois avant de s’éteindre, son temps de réverbération est important. Un son bref est prolongé et il peut y avoir création d’échos. Dans ces conditions, l’intelligibilité de la parole peut être très défectueuse, et la qualité d’une audition musicale peut être perturbée. La qualité d’une salle dépend donc de son temps de réverbération ; entre 1 et 2 s, il donne de la chaleur à la parole et un velouté à la musique. C’est le temps optimal qu’il faut rechercher. Le temps de réverbération dépend du volume de la salle, de la nature de ses parois et de sa forme. Si la salle à sonoriser possède un temps de réverbération trop long, il faut garnir les murs de matériaux absorbants : tentures, tapis, plâtre spécial, etc. Le traitement d’une salle de spectacle doit être confié à un spécialiste.

Puissance acoustique

La puissance acoustique nécessaire pour sonoriser une salle dépend du volume de la salle, de son temps de réverbération et du niveau acoustique qu’il faut y créer. L’oreille possède une courbe de sensibilité logarithmique : si on veut doubler la sensation de puissance perçue, il faut multiplier la puissance acoustique de la source par dix. Sa sensibilité auditive ne couvre qu’une plage de fréquences comprise entre 20 Hz et 20 kHz et varie considérablement avec la fréquence.

La courbe I donne la pression acoustique nécessaire en fonction de la fréquence pour atteindre le seuil d’audibilité. La sensibilité maximale de l’oreille se situe aux environs de 1 000 Hz et demande une pression acoustique de 2.10^–4 μbar ; en revanche, à 20 Hz et à 20 kHz, il faut une pression acoustique 100 000 fois plus grande, soit 2.10 μbar, pour atteindre le seuil d’audibilité. La courbe II donne le seuil de douleur, au-delà duquel aucune augmentation de sensation n’est plus perceptible, l’oreille est saturée. C’est également aux environs de 1 000 Hz que l’énergie peut être la plus importante, 2 000 μbar, soit un rapport de 10⁷ entre le seuil d’audibilité et le seuil de douleur ; en unités logarithmiques, cela représente 140 dB ; en pratique, on retient 120 dB. On peut donc définir des niveaux sonores au-dessus du seuil d’audibilité et les exprimer en décibels. Le niveau acoustique à créer en sonorisation ne peut être le même dans un studio et dans une salle de bal, ou dans une usine bruyante. En moyenne, le niveau musical doit être supérieur de 20 à 30 dB au bruit de fond. Dans un appartement, un niveau de 55 dB est suffisant ; dans un bar, il faut atteindre 65 dB pour un fond sonore d’ambiance et de 75 à 80 dB pour organiser un bal. Ce dernier niveau est très fréquent en sonorisation.