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VRAI OU FAUX
 
Avril 2007

Vrai ou faux ? La voix humaine peut briser le verre

Dans Tintin, la Castafiore n'a qu'à ouvrir la bouche et fredonner quelques mots pour faire partir en morceaux vitres, glaces et autres objets de verre. Est-ce un délire d'Hergé ou une réalité physique ?

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Qu'est-ce qui pourrait bien briser le verre, à part un coup de marteau ? Des vibrations sonores particulières. © 

Qu'est-ce qui pourrait bien briser le verre, à part un coup de marteau ou une chute sur un sol dur ? Des vibrations. Mais pas n'importe lesquelles.

Lorsqu'on cogne un verre, on entend un son. La note émise dépend de sa forme, de sa rigidité et de sa taille (par exemple, plus il est petit, plus il émet une note aigue). Le tintement sonore émis signifie que le verre vibre. En effet, le son est une vibration. Or, on peut la mesurer, notamment par sa fréquence. C'est le nombre d'oscillations par seconde, en Hertz. Il suffit alors d'enregistrer le son et de lancer une analyse sur ordinateur pour s'apercevoir que l'essentiel de la vibration du verre est concentré sur une fréquence, dite "propre" ou "de résonance".

Par exemple, un verre peut avoir une fréquence de 422 Hertz. C'est à dire qu'il vibre 422 fois par seconde. Or, si l'on émet justement, grâce à un générateur de son, un son pur d'une telle fréquence, le verre se met à vibrer avec une très grande amplitude, c'est ce qu'on appelle la résonance.

Résonner pour casser

"C'est ce phénomène qui peut faire s'écrouler un pont au passage d'une troupe de soldats au pas"

On peut comparer ce phénomène à une oscillation de balançoire : pour balancer efficacement votre petite sœur, vous devez la pousser à la même fréquence qu'elle oscille. Eh bien avec le verre, c'est pareil. Il ne sert à rien d'envoyer des ultrasons (très haute fréquence) si cela ne correspond pas à la fréquence propre du verre. C'est uniquement lorsque on excite le verre sur sa fréquence de résonance -celle qu'on entend lorsqu'on cogne le verre- que le verre vibre avec la plus grande amplitude possible. C'est ce phénomène, très connu des physiciens, qui peut faire s'écrouler un pont au passage d'une troupe de soldats au pas cadencé : la structure du pont entre en résonance avec le son cadencé des pas et finit par se briser.

Revenons au verre. Il peut, comme le pont, entrer en résonance et se mettre à vibrer de plus en plus fort jusqu'à se casser. Regardons ses vibrations de plus près. Certains points, les ventres de vibration, vibrent avec une très grande amplitude, à l'inverse d'autres points, les nœuds de vibration, qui sont immobiles. Si on augmente la puissance du haut-parleur, des tensions extrêmement fortes se produisent entre les ventres et les nœuds : le verre finit par se briser.

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  • L'onde acoustique qui se propage dans le verre est atténuée beaucoup plus lentement dans le verre en cristal du fait de ses propriétés mécaniques. De ce fait la résonance dure plus longtemps.

Donc il est possible de casser un verre par la force de la voix ? Eh non ! Car la voix est plus fluctuante qu'un son de générateur. Ce n'est pas un son pur mais une combinaison de plusieurs fréquences, même pour les plus grandes chanteuses d'opéra. Du coup, l'énergie sonore est répartie sur une large bande de fréquences. Pour briser le verre, il faudrait que l'énergie soit concentrée sur la seule fréquence de résonance du verre, ce que le générateur parvient à faire. Il faudrait donc chanter sur une seule fréquence avec une puissance extraordinaire. Mais à part la Castafiore, on ne connaît personne sachant le faire.

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