Mur du son

Explication du phénomène

Quand un mobile atteint la vitesse du son dans un fluide (comme un avion dans l'air par exemple), il se produit un phénomène de concentration de l'onde de surpression qui provoque une onde de choc (qui peut être entendue dans l'air). Ainsi, quand un avion atteint la vitesse du son dans l'air, on entend une sorte d'explosion ou bang supersonique, parfois un double bang. Théoriquement, on devrait toujours entendre ce double bang : le premier correspond à la surpression, le second à la décompression. Toutefois, ils sont souvent très proches et on les distingue pas toujours. Il est important de noter que ce phénomène accompagne l'objet tant qu'il dépasse la vitesse du son ; ainsi, le bang que l'on entend ne correspond pas au franchissement du mur du son, contrairement à ce que l'on croit souvent.

On notera que quand l'atmosphère est très humide, par un phénomène proche de celui qui produit la traînée blanche courante derrière un avion à réaction, le phénomène peut s'accompagner d'une condensation locale qui permet de visualiser l'onde de choc sous la forme d'une sorte de bouclier plus ou moins vaste qui précède légèrement l'avion.
[modifier]

Origine de l'expression

Le terme de mur du son a une signification d'abord historique. En effet, lorsque les aviateurs de la Seconde Guerre mondiale ont commencé à s'approcher de cette limite, ils ont remarqué des phénomènes d'instabilité et un durcissement des commandes de l'avion. Cette combinaison a rendu l'approche de cette limite particulièrement difficile, au point que les aviateurs avaient fini par l'appeler le mur du son. Lorsque Chuck Yeager a franchi cet obstacle, le terme est quand même resté pour donner une description imagée d'une augmentation brutale de la résistance.

« Mur du son » est en fait une expression due à un ingénieur britannique des années 40, W. F. Hilton, qui se demandait si un avion pourrait jamais dépasser la vitesse du son. Lorsqu'un avion vole à une vitesse inférieure à celle du son, il génère des perturbations de l'écoulement d'air. Si sa vitesse approche celle du son (331m/s dans l'air à 0°C), il engendre des ondes sonores très fortement comprimées. À la vitesse supersonique, les ondes forment des ondes de choc coniques appelées cônes de Mach. En atteignant le sol, ces derniers produisent le bang supersonique. L'aérodynamisme et la voilure des avions, en forme de flèche, contribuent à pallier les inconvénients des ondes de choc. Cependant, aucun moyen n'a été trouvé pour éviter le bang supersonique, car la pointe du cône de Mach part de l'avion et sa base se dirige vers la terre. Et c'est le choc de l'air comprimé sur nos tympans qui produit la détonation.