Tout mouvement d’oscillation de part et d’autre d’une position moyenne.

Le mouvement d’oscillation d’une automobile sur ses ressorts, celui d’une navette d’un métier à tisser mécanique, celui d’une corde que l’on pince, d’une aile d’insecte ou d’oiseau dans son vol sont des mouvements vibratoires.

Classification des mouvements vibratoires

En général, les mouvements vibratoires s’amortissent : une lame de scie serrée à une extrémité dans un étau, écartée de sa position d’équilibre à l’autre extrémité, puis lâchée exécutera un mouvement vibratoire dont l’amplitude décroîtra progressivement jusqu’à ce que la lame s’immobilise. On ne peut empêcher que son mouvement s’amortisse qu’en compensant à chaque oscillation la dissipation d’énergie liée au mouvement lui-même (rayonnement, frottements...), par exemple au moyen du dispositif représenté sur la figure ci-contre : quand la lame d’acier touche la pointe, la bobine est alimentée par l’accumulateur ; le noyau de fer doux s’aimante, attire la lame, ce qui entretient son mouvement.

Le mouvement de la lame se reproduit alors identique à lui-même à chaque oscillation. On dit qu’il est périodique. La période T du mouvement est la durée d’une oscillation ; sa fréquence N est le nombre d’oscillations accomplies par unité de temps.

Parmi tous les mouvements vibratoires périodiques, le mouvement périodique simple, pour lequel le déplacement d par rapport à la position moyenne est fonction sinusoïdale du temps

a une importance particulière : un théorème dû à Joseph Fourier dit, en effet, que toute fonction périodique de fréquence N peut être décomposée en une somme de fonctions périodiques simples dont les fréquences sont des multiples de la fréquence N. Ainsi, tout mouvement vibratoire périodique est la superposition de mouvements périodiques simples dont les fréquences sont en relation particulièrement simple avec celle du mouvement vibratoire lui-même.

Étude des mouvements vibratoires

Beaucoup de mouvements vibratoires ont des fréquences bien trop élevées pour que l’œil puisse les suivre et les analyser : par exemple, les branches d’un diapason donnant le la d’orchestre effectuent 440 oscillations par seconde. Pour observer commodément de tels mouvements, on peut utiliser plusieurs méthodes.

• Il est possible d’enregistrer le mouvement au moyen d’un enregistreur rapide, dont on aura par la suite tout le loisir d’examiner les enregistrements : par exemple en fixant un stylet en un point du corps en mouvement et en déplaçant à vitesse constante une plaque sur laquelle le stylet imprimera ses positions successives (cf. la gravure des disques) ou bien encore en cinématographiant le corps en mouvement à cadence très rapide et en projetant le film à vitesse normale, ce qui permet d’observer le mouvement au ralenti (cf. les études du vol des oiseaux par Marey). On peut aussi transformer une grandeur liée au mouvement en oscillations électriques, qu’on peut examiner à l’oscillographe cathodique : par exemple, pour étudier le mouvement vibratoire de l’air sous l’effet d’une onde sonore, on transformera les oscillations de pression en variations de tension électrique au moyen d’un microphone piézo-électrique relié à un oscillographe.

• S’il s’agit d’étudier un mouvement vibratoire périodique, on peut l’observer, ralenti apparemment autant qu’on le désire, en l’éclairant avec un stroboscope, appareil qui délivre des éclairs brefs périodiques. On montre aisément que, si la fréquence E des éclairs est voisine de la fréquence N du corps qui vibre, celui-ci paraît vibrer à une fréquence égale à la différence des fréquences N et E. À la limite, quand E = N, le corps apparaît immobile, figé dans une position déterminée de son cycle de vibration. Ce phénomène peut être observé au cinéma : quand on filme un chariot muni de roues à rayons, les roues paraissent immobiles quand le temps qui s’écoule entre la prise de deux images successives du film est égal à celui que met un rayon pour prendre la place d’un autre. L’observation stroboscopique est très utilisée pour examiner le mouvement « en marche » des machines tournantes (dynamos, alternateurs, moteurs) ou oscillantes (métiers à tisser) ayant un mouvement rapide et vérifier si celui-ci est correct.

Transmission des mouvements vibratoires

Les mouvements vibratoires ne peuvent se propager que par l’intermédiaire de milieux élastiques, c’est-à-dire matériels, solides, liquides ou gaz. Ils ne peuvent se propager dans le vide. La vitesse à laquelle s’effectue cette propagation dépend, bien entendu, de la nature du milieu. Elle est de l’ordre de quelques centaines de mètres par seconde dans les gaz (la vitesse de propagation du son dans l’air à 15 °C est 340 m/s) et de quelques kilomètres par seconde dans les solides.

P. M.

 J. Granier, les Phénomènes vibratoires (P. U. F., coll. « Que sais-je ? », 1949). / Y. Rocard, Dynamique générale des vibrations (Masson, 1949). / R. de Mallemann, Vibrations (C. D. U., 1953). / A. Fouillé, Physique des vibrations (Dunod, 1954). / R. Mazet, Mécanique vibratoire (Béranger, 1955).

La disparition de l’Empire romain n’entraîna pas ipso facto celle de la culture antique et pas davantage celle de l’art du Bas-Empire.

La nostalgie d’un passé regretté entretint la fidélité à la tradition artistique romaine, d’autant mieux que les « Barbares* » installés en Occident ne lui étaient pas nécessairement hostiles.

Ceux-ci n’apportaient rien avec eux qui pût être substitué à cette culture. Bien mieux, les rois et l’aristocratie germaniques adoptèrent le genre de vie de la classe dirigeante romaine. Ils habitèrent dans ses palais et ses villae. Leur attitude vis-à-vis de l’art fut celle des Romains. Ils le considérèrent comme un instrument de prestige et de propagande. C’est ainsi que la très longue période du haut Moyen Âge, allant des Grandes Invasions du v^e s. à l’apparition de l’art roman*, présente un caractère constant : son admiration pour la culture romaine.

On ne s’immobilisa pas cependant dans ce sentiment, car les sources de nouveautés ne firent pas défaut.

Il y eut d’abord ce fait d’évidence : le monde n’était plus le même. La sensibilité de l’Occident se transforma profondément avec l’installation sur son sol des peuples des Grandes Invasions, et tout autant son goût artistique.