- Le Son et le mur du son. La vitesse du son -

On l'entend parfois, cet énorme "Bang". Que font les avions supersoniques. Toujours très surprenant, car on n'entend jamais le bruit des réacteurs avant, mais après, et c'est trop tard...

- La nature du son : Le son est en fait un mouvement de vibration des molécules composant l'air. Ces vibrations se transmettent de proche en proche et le son se propage. Le phénomène est appelé onde sonore. La vitesse de propagation du son dépend du milieu dans lequel il se propage et de la température. A 20 degres C, dans l'air, elle est d'environ 1 235 km/h, soit 343 m/s. *Source : Science Advances, le 9 octobre dernier. 16 oct. 2020

Un avion passant dans l'air bouscule, pousse, dévie et chauffe l'air autour de lui. Le bruit de ses réacteurs se répand autour de lui, derrière lui ou devant lui, plus ou moins suivant sa vitesse. Nous, au sol, nous entendons l'avion quand il est passé ! Vous l'entendez à gauche alors qu'il est à droite. Ceci est dû à la distance entre nous et l'avion qui est très haut dans le ciel. La perturbation (onde sonore) créée par l'avion arrive à nos oreilles bien après, parce que la perturbation parcourt des kilomètres avant de les atteindre.

- Exemple : Un chasseur F-15 en vol subsonique (moins vite que la vitesse du son). Aucun phénomène particulier ne se produit. Tous les avions commerciaux, sauf le Concorde et l'appareil soviétique Tupolev Tu-144, volent à vitesse subsonique. L'avion se déplace moins vite que la vitesse du son ! S'il vole bas et passe au-dessus de vous, vous l'entendrez venir. Il vole dans sa bulle de son. Voir le croquis à gauche. La perturbation sonore va moins vite que l'avion !

Les vibrations sonores, qui se déplacent à une vitesse pratiquement égale à celle de l'appareil, s'accumulent devant le nez de celui-ci. (C'est le mur du son.) L'avion pousse une masse d'air énorme et doit forcer ses réacteurs. Cette puissance supplémentaire est dans la plupart des cas fournie par la postcombustion. Alors, soit l'avion passe à travers, soit il consomme beaucoup plus de carburant. Quand l'avion passe à travers la masse d'air qu'il pousse, il atteint Mach 1. Et c'est le Boum !

Avion volant à vitesse supersonique. (Plus vite que le son)

- Explication ! Lorsque l'avion a dépassé la vitesse du son, les vibrations sonores sont "expulsées" de part et d'autre de l'aéronef. Il se crée alors un cône de choc puisque les vibrations accumulées devant le nez de l'appareil sont subitement libérées.

On entend alors un "Bang" supersonique. C'est l'avion qui passe à travers ce "mur". Il dépasse la vitesse du son, donc le son est derrière lui. Au sol, si l'avion vole bas, vous le verrez venir et vous l'entendrez quand il sera passé. En même temps, lorsque le bruit arrivera à vos oreilles, ce sera un Bang. Le Bang sera entendu plus ou moins longtemps après le passage de l'avion à cause de son altitude, l'onde du Bang devant parcourir la distance entre vous et l'avion.

- Voici une explication simple... que j'ai trouvée sur le Web et qui va grandement vous aider à comprendre le phénomène.

www.neozone.org/aeronautique/hormis-le-concorde-un-avion-de-ligne-peut-il-depasser-le-mur-du-son-1230-km-h/

(1) Le son est en réalité une onde qui se propage dans l'air. Je vous rappelle que l'air est un fluide et, un peu comme un bateau qui fait des vagues, ces dernières se dissipent peu à peu autour de l'avion. La vitesse de ces ondes est d'environ 760 miles/h (1 230 km/h).

(2) Lorsque l'avion atteint cette vitesse, il doit combattre une force qui lui permettra de défoncer le début de ces ondes.

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