Le son en images

Expérience du sable sur plaque vibrante

Pour cette expérience, on utilise une plaque vibrante (le plus souvent en laiton) dont le centre est fixé à un socle. C’est sur ces plaques que sont reproduites les images de Chladni.
On y verse du sable, qui s’agite avec les vibrations de la plaque. Ces grains ne sont pas rangés aléatoirement, ils s’éloignent des ventres de vibration, où l’amplitude des ondes est maximale, pour converger vers les lignes nodales. Celles-ci sont les endroits où la plaque ne vibre pas, les ondes ont une amplitude nulle.
La figure obtenue change alors si l’on fait varier la fréquence du son, si l’on immobilise un point particulier de la plaque, etc. On peut réaliser la même expérience avec des instruments de musique comme le tambour, la guitare ou l’archet d’un violon que l’on utilise pour faire vibrer une plaque.

Expérience de l’eau dans un récipient à fond plat

On verse une goutte d’eau dans un récipient à fond plat, le faisant vibrer avec un transducteur acoustique et un générateur de tension. La goutte oscille puis prend progressivement des formes successives.
Cette expérience met en évidence la plasticité de l’eau car lors de sa déformation, elle crée un creux au centre et un pic globulaire qui dépend des oscillations sonores.
L’image ci-dessous nous illustre le début de ce phénomène.

Vibration sur goutte d'eau

Il faut constater qu’il est très difficile d’obtenir immédiatement une figure symétrique ; seule une variation de l’intensité et de la fréquence, en fonction de la quantité d’eau, pourrait le permettre. Cependant, il est important de savoir qu’à des fréquences différentes, on a des figures différentes. Ainsi, plus la fréquence du son sera élevée, plus la figure obtenue sera complexe.
Voici un exemple de déformation spectaculaire. La goutte a oscillé de manière très irrégulière avant de prendre une forme qui ressemble à la structure des invertébrés.

Exemple d'étapes intermédiaires

Il est possible de faire un lien entre ces images et de nombreux phénomènes observables dans la nature.

Les agroglyphes ou « crop circles »

Les scientifiques s’interrogent sur la formation des agroglyphes, formes complexes et géométriques dans les champs, et certains y voient un lien avec les images de Chladni.

Crop circle

En fait, l’étude de certains de ces agroglyphes montre que les propriétés physiques ont été fortement modifiées à l’intérieur des formations et qu’ils ne peuvent pas être l’œuvre de l’homme. En effet, on observe une augmentation du champ électromagnétique et parfois même du taux de radioactivité.

Bien sûr, on peut s’interroger sur la complexité des motifs et sur leur perfection, qu’un simple champ électromagnétique s’il était naturel ne pourrait pas vraiment réaliser. C’est pourquoi on fait le parallèle entre les images de Chladni et ces phénomènes.

En effet, on peut imaginer que ces formations seraient dues à des signaux électromagnétiques venus de l’espace qui représenteraient des messages. Bien sûr, tout cela ne reste que suppositions, le secret des crop circles n’est pas prêt d’être dévoilé.

Pour en savoir plus, vous pouvez consulter : www.agroglyphes.fr

Autres exemples

Ces formes bien précises se retrouvent dans toute la nature (dessins sur la carapace des tortues, formes semblables aux pôles de la planète, etc.). La cymatique constitue alors une hypothèse sur l’origine de ces phénomènes.

Des scientifiques ont également utilisé la cymatique afin de communiquer avec des dauphins. En effet, ceux-ci communiquent en produisant des ultra-sons et les scientifiques ont enfin réussi à modéliser les images de ces ondes dans l’eau.

Pour de plus amples informations, consultez : www.speakdolphin.com

Enfin, cette discipline suscite un vif intérêt dans le monde de l’art, notamment chez le photographe Alexander Lauterwasser.

En 1632, Galilée est le premier à étudier le comportement des corps en vibrations, avant Robert Hooke en 1680, qui observe alors le comportement des nœuds associés aux vibrations.

C’est en 1787, qu’Ernst Chladni donne réellement naissance à ce domaine en réalisant un travail considérable. De nos jours, les figures obtenues par la vibration de différents supports sont d’ailleurs appelées « images de Chladni ».

Il établit une expérience simple afin de les retrouver : faire entrer en vibration une plaque métallique à l’aide d’une source sonore tout en disposant du sable sur celle-ci. Le principe est également très simple : le sable se déplace, grâce à la déformation du support provoquée par les ondes sonores, jusqu’à atteindre une « ligne nodale », c’est-à-dire une ligne dans laquelle il n’y a pas de vibration.

Ernst Chladni

En 1808, Chladni fait part de cette découverte à Napoléon, qui promet un kilo d’or à celui qui trouverait l’explication du phénomène. C’est Marie-Sophie Germain (1776–1831), mathématicienne française, qui remporta ce prix.

Le nom « cymatique » est seulement apparu avec le scientifique Hans Jenny (1904-1972). Il est aujourd’hui considéré comme le « père » de ce domaine. En s’inspirant des expériences de Chladni, il fait de nouvelles expériences avec d’autres matériaux tels que les matériels piézo-électriques, les amplificateurs…