Acoustique Sur les sons produits par la flamme du gaz hydrogène dans les tubes. Extrait du Tom. VI, nr. 11, des bulletins de l‛académie royale de Bruxelles

On connaît y depuis 1775 ^ la merfeilleuse propriété de la flamme de rhydrogéne de produire des sons en Tenga*

gcaiit dans un tube de vcne, de métal ou mciiie de carton, d'une ioogueur et d'un diamètre convenables. La cause de ce singulier phénomène avait d'abord été attribuée à Vexpansion et à la contraction alternatives de la vapeur aqueuse produite par la combustion de rhydro*-

géiic; mais M. Faraday montra que les ilammeB qui ne produiseat pat de^vapèor aqueiue,. tell&.i|iia.ceUsi. dft i*ozyde de carbone , peuvent aussi donner des sons, et que

la fluiiuuu d'hydrogène en donne dans un tube chaufTé au delà de 200°, où la vapeur aqueuse n'est point exposée à être condensée [Journal of science, London 1818 ^p, 275). On dut dés-lors chercher ailleurs la cause de ces sons* M. Farad ay considérant que la flamme n'est qu'un gaz ou line vapeur inflammalile qui l^râle^, aii\si qu'il résulte des belles recherches de Davy sur les flammes; sachant, du reste, que les fluides élastiques combusUbles mêlés en proportion convenable avec Tair atmosphérique forment des mélanges explosifs, fut conduit naturellement à attribuer il une explosion continue 4>n- se répétant > satfis* in* lerruption, le son que rend la flamme de l'hydrogène ou d'autre gaz engagée dans des tubes. 11 restait à déterminer l'influence du tube dans la production du phénomène. M. Faraday démontra d'abord que le tube n'agit pas par des vibrations que la flamme pourrait lui communiquer, |)uis(|ue des tubes iclés cl niciiie des tubes de papier produisent également le phénomène. 11 crut donc avec raison que l'influence du tube ne pouvait provenir que du courant d'air rapide qu'il détermine autour de la flamme, courant qui doit favoriser, d'après lui, la formation de mélanges explosifs en amenant dans la flamme une sufiisante quantité d'air pour que l'hydrogène v derienne explosif. Cette oiplicatiou lpés*-.judi€ieii6e;Ue me parait pas eniiécemeot exacte. Car ai songeât le résultat.de l'explosàoa.qui^ae prodnitldiM la-flamune, oomment'Sefaît-il que la flapune d'un mélange explosif d'hydrogène et d'oxygène, sortani du chalumeau de Newmann, ne donne pas de son à l'air libre? Oo ne pettt di«e que l'explosion dans ^ cas existe^

Stâatsbibliothtli Mùnetten

mauqu'oUe doit être renforcée par ua tube de verre pour defeair Mnsiiilef puisqvie d'tpc^*leipropFM ob«emlioos de Mi'S\itaday let f ibrttioDS ovL k résoBtianoe du^ tube-ne

concourent pa»à la produotîendu son et ne peuventinflaer quesnrson timlire. Il est d'ailleurs difficile, pour ne pas dire impossible, d'^dmellre que des mélanges exploftifs du volaBM*d'uile ifièlite-âilflMBe'd%ydrogèiie:puiHeot rproduire aoaidétOMlÎQif' aâiiible y et? «lorsqu'on considère que des flammes ^ d*bydrogène dont le -velunie • est loin 4*att6ittdre un centimètre cube, produisent souvent des sons Irés-foi ls, il me paraît nécessaire de chercher ailleurs la cause du phénomène. Or, .-quand on obierve ce qni se passe, en en* ga^aattt une 'flammé d'bjdrogéne «dans ua'tube de Terre, onrfctt tffant qtW' I* flamme ne commence 4 rendre des sons, qu'elle se rétrécit sensiblement, surlout vers sa base. Ce rétrécissement, qui est sans doute une suite du courant d'air tiès>acoéléfé ^e le tube détermine antour de la flamme, eët tel que*bien des flammes , autres que celle de l'hydrogène , s'éteignent lorsqu'on les engage dans de pareils tubes; ce qui csL dii à ce que développant moins de chaleur dans leur combustion , et en exigeant davanlagfe pour brûler, leur volume ne saurait être considérablement •dimwMiéMDS •qu'elles ne s'éteignent, -comme cela a liett^anstfi lorsqu'on les-fait passer par une ouverture un peu étroite. C'est parceque la flamme de l'hydrogène est de toutes les flammes celle qui se laisse rétrécir le plus sans s'éteindre , qu'elle remporte sur 4otttes les autres pùBT hi {HPoduetion des sena-dansdes tubes.

.La cause de ce rétrécissement n'est pas diflScile è trouyer. Il est clair que comme Tair s'échauffe fortement dans le tube de verre par lu présence 4c la ilamme, et d'auLai*l plus qu'il est plus étroit, il doit s'y établir uu fort <^uranl

ascendant. L'air froid doit donc affluei" avec une grande Tilesse par l'ouTertare inférieure du tube, et en monUot avec rapidité le long de la flamme ^ doit la. rétrécir en refroidissant Tenveloppe externe de la flamme an*deM0U9

du degré auquel le ga/, ^ brûle, et entraînant avec lui le gai hydrogène, qui aurait dû former la partie extérieure delà flamme non rétrécie. De là un mélange d'hydrogène et d'air qui Ta se répandre au-dessus de la flamme , dans la partie la plus échaufl'ée du tube , et qui pourra y former un mélange explosif d'un volume assez, notable, pour qu'enflammé par la flamme restante du gaz, il puisse produire une détonation sensible. Ces mélanges explosifs continuant à se faire sans interruption tant que la flamme se trouve rétrécie par le souffle d'air froid que le tube excite autour d'elle, leurs détonations successives, qui se succèdent avec une extrême rapidité, doivent produire un son continu.

Pour m'assurer si telle était effectivement la cause 4lu son que donne la flamme d'hydrogène dans les tubes peu larges , j'ai coupé en deux un tube de verre d'un diamètre convenable, et ayant ajusté entre les deux bouts coupés iîn disque de toile niélalli(jue propre à intercepter la flamme d'hydrogène, je les ai réunis de manière à ce que les deux parties ne formassent de nouveau qu'un même tube interrompu an milieu par le disque ile toile métallique, mais ne donnant aucun passage aux ga« à Tendroit de la solution de continuité. Avant ensuite engagé une flamme d'hydrogène dans ce tube, je ^is qu'elle cessa de donner des sons dès que sa pointe ne fut plus qu'à qu^qnes millimètres de la toile métallique. Le son commence déjà à s'affaiblir lorsque la flamme n'est plus qu'à 1 ou 2 ceulioiètres de la toile métallique, et il cesse constanuiienl dés que la pointe de la flamme vient à toucher la toile.

Ceci proDTe , ce mo semble , qoe les sons De sont pas formés par la flamme même, , mais par on mélange explosif qui se forme au-dessus d'elle et dont la toile métallique,

dans noire expérience , empêchait IHnflammation. En retirant la toile métallique cl ajustant de la même manière les deux bouts du tube, la flamme continua A rendre des sons à la solution de continuité du tube, ce qui prouve que ce n'est pas elle qui, dans Texpérience précédente» avait empêché le son de se produire en cet endroit.

D'après ce qui précède il me senilde démontré que l'explosion continue qui forme le son que fait entendre la flamme du gai hydrogène dans des tubes de verre , est le résultat d'un mélange explosif qui se forme continuellement au-dessus d'elle, et qui provient, selon nous, de ce qu'une portion du gaz de la flamme y échappe à la combustion par suite du souffle d'air froid que le tube déter* mine autour d'elle. Aussi « ce n'est que pour autant que ce souffle est assez fort pour produire Teflet désigné et opérer ainsi le rétrécissement delà flamme , que celle-ci peut donner des sons, et l'intcnsilé tlu son est généralement, comme je l ai observé, en raison du rétrécissement qui s'est opéré dans la flamme.

J'admets donc avec H. Faraday que le son produit par les flammes engagées dans des tubes, est le résultat d'une légère explosion qui se continue sans interru()lion ou avec une extrême rapidité; mais je diffère avec lui sur le lieu oà l'explosion se produit. Une expérience directe vient complètement à l'appui de ma manière de voir. Davy a reconna^dans ses premières recherches relatives à la lampe du sûreté ( Ann. de chim. et de phj/.^. , t. 8, p. 370 ) , que de petites lampes de sûreté à gaze métallique , étant introduites dans des récipiens remplis d'atmosphères explosives ;

les gaz bfûteîlt l'îillérienr du cylindre ftUtoor de la flamme 'dë la Idm^, et predniséitt ''des sens 'semblâfoles é'

ceux qu*on obtient par un jet de fî;ifnme dans un tube, L'identité du résultat doit nouâ porter a admettre que, dans les tubes , le son se produit de la même- manière que' dans 'la Ivnipe de 'sûreté' plongée dans *um '■ {ttmos|^hèire' explosive, c'est" à'- dire* par la -détonation Vneoessive* dv< mélanges gazeux explosifs qui entourent la flamme. >