SON AQUATIQUE ?

[terrahertz]

Bonjour. Je cherche à faire une petite étude sur la propagation du son sous l'eau. Pas trop de théorie, mais des outils ou schémas qui pourraient être mis en œuvre. Je n'ai pas trouvé grand chose sur le net ? Quelqu'un aurait-il une idée ??

[radio92]

Bonsoir

Je me souviens d'un cours de physique de mon paternel ou on expliquait comment la vitesse de son dans l'eau avait été mesuré.
A un point, une cloche immergée. A un autre point un cornet acoustique sous l'eau. On enflammait de la poudre noire à l'instant où on frappait la cloche et à l'autre extremité on chronométrait l'écart entre le flash et l'arrivée du son. Avec une radio plus besoin de poudre.
Il faut une distance de plusieurs kms pour réduire la marge d'erreur. Le son parcoure environ 3 kms en 2 s, tout de même.
La vitesse augmente avec la pression, la température et la densité( donc la salinité). Le son va donc plus vite dans la mer que dans un lac.
Il faut trouver un sous marinier spécialiste de l'ASDIC ( ping, ping, ping ...) pour en savoir plus.

Cdlt

r92

[terrahertz]

Merci beaucoup R92

[Jacques Greuet]

Bonjour,

J'ai quelques souvenir concernant ce sujet, il faut que je plonge dans mes documents pour donner une réponse.
En effet, le son se propage dans l'eau à une vitesse d'environ 1500 m/s.
Cette vitesse dépend en effet de la salinité et de la température. Il y a des formules pour cela.
En mer, la température varie avec l'immersion.
Quand la vitesse du son varie linéairement avec l'immersion, le son ne se propage plus en ligne droite, mais parcours un arc de cercle.
Il existe des programme qui calcul et trace la façon dont les sons se déplacent dans ces conditions.
On peut remarquer que le même phénomène existe dans l'air.
La vitesse de propagation d'environ 330 m/s dans l'air varie avec la pression et la température.

D'autre part, il y a aussi au niveau de l'amplitude des vibrations dans l'air et dans l'eau.

Un même niveau acoustique se traduit par un faible déplacement mais une pression élevée dans l'eau alors que dans l'air le déplacement est plus important et la force plus faible.

Comme la nature est bien faite...
Les poissons ont un système auditif adapté aux caractéristiques de l'eau.
Chez les mamifères terrestres, ont trouve le même système auditif (oreille interne remplie d'un liquide) mais complété par un système d'adaptation aux caractéritiques de l'air. Ce système est composé de petits os faisant levier entre l'oreille interne et le tympan. Un fort déplacement du tympan se traduit par un faible déplacement sur l'oreille interne, mais avec plus de force (CQFD).

Je vais rechercher mes infos sur ce sujet. Il doit aussi y avoir des choses sur le net.


Jacques

[Jacques Greuet]

ci-joint un lien vers un site montrant la propagation du son dans l'eau de mer

http://nareva.info/ssn_sonar/initiation.htm

A suivre

Jacques

[terrahertz]

Merci Jacques. C'est très intéressant ! Mais peut-être trop compliqué pour ce que je veux faire. En fait il s'agirait d'une manip assez simple ( si c'est possible ? ) pour expliquer à des gamins la façon dont se propage une onde dans l'eau. Je retiens la salinité, ou il suffirait ( enfin...je suppose !) d'ajouter du sel dans le bain de l'expérience ? En tous cas, merci pour vos recherches.

[radio92]

Bonjour

Juste une idée. Mais jamais essayée.

Peut être essayer avec un de ces modules à ultrasons HC-SR04 qu'on trouve en chine pour 1€.
Seul problème, le rendre immergeable ou au moins étanche au contact de l'eau.

Dans un but pédagogique.
1ère experience dans l'air à 1 mètre d'un mur.
2eme experience dans un aquarium ou un seau plastique, profondeur connue.
3ème experience contre un mur de béton épais , epaisseur connue.
etc...

Dans chaque cas on mesure dt entre émission et reception et on en déduit la vitesse.
Le fond de l'aquarium ou la face opposée du mur sera le siège du premier écho.

Cdlt

r92

[HANNIBAL]

Bonjour.

J'ai fait des recherches sur le net sur le sujet en changeant plusieurs fois les mots clé (vitesse,célérité, propagation, déplacement eau, liquide, etc.) et je suis même allé sur le site de la BNF consulter les vieux livres de physique et les manuels de leçons de choses, mais en vain. Je souhaite me tromper, mais je ne pense pas qu'on puisse faire une démonstration simple de la propagation du son dans l'eau sans refaire l'expérience de Colladon et Sturn en 1827 sur le lac de Genève, ou, à petite échelle, sans utiliser d'instruments plus modernes dotés d’émetteurs et capteurs à ultra-sons comme suggéré par Radio92.

[terrahertz]

Merci pour votre intérêt, Hannibal..Il y a bien ça ??

https://www.jeulin.fr/maquette-vitesse- ... 02167.html

[Christian Beignet]

Bonjour,
Jacques Greuet dit "il faut que je plonge dans mes documents...", belle métaphore !
M.D.R.

[Jacques Greuet]

Bonjour,

Je refais surface avec une formule dite "classique" de la vitesse (Célérité) du son dans l'eau de mer.

C = 1410 + (4,21 x T - 0,037 x T²) + 1,10 x S +0,0182 x D

Avec:

C en m/S
T en °C (température)
S en parts ‰ (Salinité)
D en m (Profondeur)

Note: ‰ doit signifier pour mille.

On trouve sur le net que S varie de 6 g/l en mer Baltique à 300 g/l dans la mer morte.
Bien sûr, 1 g/l = 1 ‰ = 1 pour mille ( car 1 l d'eau pèse 1 Kg c.a.d. 1000g)

Il existe d'autre formules plus complexes mais celle-ci donne déjà une bonne approximation pour les besoins présents.

A titre d'exemple, pour une piscine avec système au sel à 5 g/l:
T = 20 °C
S = 5 ‰
D = 1 m

on trouve: C = 1514 m/s

Le son va donc parcourir environ 3m en 2ms
(A vérifier expérimentalement!)

En 1827, sur le lac de genève, Colladon et Sturm avaient trouvé une vitesse de 1435 m/s.
(la température était de 8,1 °C )
Avec la formule (en prenant T=8,1 °C, S =0 et D=0) on trouve: c=1426 m/s c'est pas mal.


Jacques Greuet

[terrahertz]

Merci les amis. Mas tout cela est très théorique, avec des formules ( qui, je le suppose, sont connues des expérimentateurs ) ..Peut-être qu'il n'existe pas grand chose de vraiment simple et pratique comme matériel pour expérimenter cela.. La formule ultra-sons à un euro ne peut fonctionner tel quel, , sans parler de l'étanchéité , il faut lui adjoindre une électronique qui n'est pas évidente..Le regretté Bricolou devait faire une étude dans ce sens, hélas, il n'en a pas eu le temps.