L'ACODSTIQUE

dès 1654, mais nous ne connaissons pas le résultat qu'il obtint. Dans tous les cas, cette expérience n'eut pas de suite.

Peu de temps après la publication de Tinvenlion de Morland, Cassegrain proposa de d.onner au porte-voix une forme hyperbolique; Conyers le transforma en paraboloïdc, et Jean-Mathieu llase le composa dun ellipsoïde comme embouchure et d'un paraboloïde employé conmie pavillon. Tous ces projets, que l'expérience n'a pas justifiés, supposent que le renforcement des sons dans le porte-voix est dû à la réflexion intérieure des ondes sonores. Cette idée a été développée par Lambert dans sa théorie du porte-voix, publiée en 1765, qui a passé dans presque tous les traités de physique. On pose en principe que le but de l'instrument est de rendre les rayons sonores parallèles à l'axe du tube, et l'on cherche la forme la plus propre à réaliser ce parallélisme. Rien n'est moins conforme aux faits observés.

D'après la théorie des réflexions, un tube cylindrique serait sans effet. Or Hassenfratz a constaté qu'il n'en est pas ainsi. Le tic-tac d'une montre qui, dans les circonstances ordinaires, cessait d'être entendu à 1°\1 de distance, se distinguait encore à 2"', 25 lorsqu'on plaçait la montre à une extrémité d'un tube cylindrique de 0"',60 de longueur et de 0"',04 de diamètre. Un tube cylindrique, muni d'un pavillon évasé, peut trèsbien servir comme porte- voix.

Lambert avait trouvé que le pavillon était un accessoire inutile. L'expérience prouve le contraire : le pavillon contribue d'une manière évidente au renforcement du son.

Enlin, Hassenfratz a constaté cça'eu âio\x\AMvV d'wvve

étofTe de laine rintérieiir d'un porte-voix en cuivre, il n'en diminuait l'effet que d'une manière à peine sensible. Or le revêtement de laine devait empêcher toute réflexion sur les parois intérieures du tube.

Il résulte de ces faits que le renforcement du son c^épend uniquement de la forme géométrique de la colonne d'air d'où part la première impulsion. Comment cette influence s'exerce-t-elle? C'est ce que la théorie ne nous a pas encore révélé. On peut seulement dire que le tube du porte-voix contient les omles sonores, les empêche de se disperser trop tôt en tous sens, leur permet de se consolider ; c'est cette idée qui nous guide instinctivement quand nous nous faisons un porte-voix (le nos deux mains. Les anciens adaptaient aussi aux masques des acteurs une espèce de pavillon formant |)ortc-voix.

Le porte-voix, d'ailleurs, ne renforce pas le son dons la direction de son axe seulement ; l'effet s'observe dans tous les sens à la fois. Ainsi lorsqu'on parle dans un porte-voix, à une certaine distance d'un mur élevé, on obtient un écho presque aussi fort quand le pavillon est tourné dn côté du mur, que lorsqu'il est tourné du côté opposé.

Les tubes qui sont en usage à bord des navires ont rarement une longueur qui dépasse 2 mètres, avec 0'",30 d'ouverture. En Angleterre, on en a fait d'une longueur de plus de 7 mètres, qui portèrent la ])îirole à une distance de plus de 4 kilomètres; lorsqu'il s'agit seulement de faire entendre un cri inarticulé, un bon porte-voix s'entend jusqu'à 5 ou G kilomètres. Il serait intéressant de faire sur ce sujet des expériences plus complètes.

En Angleterre et en Amérique, ou s esV \iVi"»»kWW

occupé des moyens d'avertir les navires qui pasheut au large par les temps de brouillard, où les feux des phares cessent d'être visibles. Le plus souvent on se sert à cet effet d'une cloche. La cloche de File Copeland, daos la mer d'Irlande, est mise en branle par une machine; on dit qu'elle se fait entendre jusqu'à 24 kilomètres de distance. A Boulogne, on a une cloche installée au foyer d'un réflecteur parabolique; trois marteaux, mus par un poids qui descend, la frappent alternativement. A bord de quelques-uns des phares flottants, on emploie des tam-tam ou des canons. A l'île des Perdrix (Nouveau -Brunswick), on a fait usage d'un sifflet à vapeur. Aux Skerries, près llolyhead, on protège, autant que possible, les oiseaux de mer dont les cris peuvent avertir les bâtiments ; malheureusement, des rats échappés du Régulas, qui fit naufrage dans cette partie du canal Saint-Georges vers 1856, se sont multipliés dans l'île et travaillent à la destruction des oiseaux. On a essayé d'un chat, mais l'on s'aperçut bientôt qu'il faisait cause commune avec les rats, et qu'il leur préférait les oiseaux.

La principale difficulté que soulève ce genre de signaux est que le brouillard fait obstacle à la propagation du son. C'est du moins ce qui semble résulter des observations de M. A. Cunningham ; on manque cependant de données décisives à cet égard. Pour faire distinguer les signaux des différentes stations, on peut employer des sons intermittents, ou une succession de notes différentes. M. Cowper et M. Holmes ont proposé pour cet usage des trompettes à vapeur ; le capitaine Ryder veut combiner un canon avec un sifflet. Peut-être serait-il possible de propager un son très-intense à travers Tcau même ; pour Venlendre,\e^TcvArâvs» ^lou-

géraient dans l'eau un long cornet acoustique comme celui que CoUadon employa sur le lac de Genève : ils pécheraient en quelque softe le son. Praetorius a inventé un instrument analogue pour la terre ferme : c'est une espèce de pelle qu'on enfonce dans le sol ; on applique l'oreille au manche, dont le frémissement trahit l'approche de Tennemi. L'inconvénient de ces moyens, c'est qu'ils n'indiquent nullement la direction d'où vient le bruit.

Quand le son se propage dans une masse d'air limitée, il ne perd que très-peu de sa force. Les tubes acoustiques nous en offrent un exemple frappant. Ce sont de longs tuyaux de métal ou de caoutchouc à l'aide desquels on peut tenir une conversation à distance. On 8 en sert dans beaucoup de maisons pour communiquer à travers plusieurs étages, à bord des navires pour parier au gabier quand il est dans sa hune, etc. Quelqu'un a même proposé de tirer parti des tubes acoustiques, combinés avec des sonnettes électriques, pour remplacer les portiers par une communication directe avec tous les étages de la maison.

Dans les expériences que Biot a faites sur la propagation du son dans les tuyaux des aqueducs de Pnris, il s'est trouvé que les sons les plus faibles se transmettaient parfaitement à travers une colonne d'air de 950 mètres de longueur ; « de sorte, dit-il, que pour ne pas s'entendre, il n'y aurait eu qu'un moyen, celui de ne pas parler du tout. » Lorsqu'on tirait un coup de pistolet à une extrémité du conduit, Tair était chassé du dernier tuyau avec assez de force pour produire sur la main un vent impétueux, pour lancer à plus d'un demi-mètre des corps légers et pour éteindre des bor gies allumée^.

Dans les foires on )3tait toujours sûr autrefois de rencontrer Voracle de Delphes, simple tête de Turc qui répondait très-bien aux demandes qu'on lui adressait en lui parlant à l'oreille. Ces effets étaient obtenus par l'emploi d'un tube acoustique caché dans le piédestal de l'appareil et communiquant avec une pièce où se tenait un compère. Ce qu'on a vu de plus ingénieux dans ce genre, c'est la femme parlante du gendre de M. de Kempelen. Une femme à tête de cire était assise sur une chaise que l'on plaçait tour à tour dans deux endroits différents de la salle où Ton recevait les curieux. On lui parlait à l'oreille, la réponse semblait sortir de la bouche. Voici comment s'obtenait ce résultat. Un tuyau acoustique qui débouchait dans le creux de la tête de cire traversait l'un des pieds de la chaise. Deux autres tubes qui partaient d'une pièce voisine débouchaient sous le plancher de la salle, en deux point? marqués chacun par un petit clou. Dans le voisinige de ces points, le plancher avait été usé en dessous, de manière à ne plus former qu'une très mince cloison, et percé d'un très-petit trou. On avait soin de placer la ehaise de telle sorte que le pied qui était creux vîut se poser près de Tun des deux clous.

La femme invisible qui excita, au commencement de ce siècle, une si ^^ande sensation dans les principales villes du continent , s'explique d'une manière tout aussi simple. L'organe le plus apparent de cette machine (lîg. 25) était une sphère creuse, munie de quatre appendices en forme de tronq>etles, et suspendue librement à un support en (il de Ter, ou bien au plafond de la chambre, ]>ar quatre rubans de soie. Cette sphère était entourée d'une cage en treillis soutenue par quatre /)//wrs, dont lun était creux el eowwcvwvvv^'axV %\^ le

INTESSITÉ DU SOS. 77

âo). Le tube acoustique qui le traversait débouchait au milieu de l'une des traverses horizontales supéiicures, où il y avait une fente très-étroile, à peine perceptible à l'œil, taisant face à l'orifice de Tune des quatre trompes. La voix semblait alors sortir de la sphère. Il est probable que la personne qui se tenait dans la pièce voisine et qui donnait les réponses, jwuvait voir pur

Fig. ÎS. la temtae 1)1

une fente dans le mur ce qui se passait dans la salle.' Les demandes se faisaient en pat tant dans I orilice de l'une des trompes.

Les cheminées, les conduites de gi7 les calorifères propagent le son d'une manière i cniarquable I orsqu on applique l'oreille au foyer de certaines cheminées, on entend distinctement tous les bruits du dehors Dms les prisons et dans les mnisoiis de fous on cvitc d établir des tuyaux de conduite le lon^ des murs, parce t\vi ils (Kturraieiit /tennelfrc aux priaonti\CT3 àç, ç»v«to.\\\\\*y'»^'*

les uns avec les autres, et troubler les malades dont la folie est douce, en faisant arriver jusqu'à eux le bruit que font les fous furieux.

A Carisbrook-Castle, près Newport, il existe un puits remarquable par ses propriétés acoustiques. Lorsqu'on y laisse tomber une épingle, on entend distinctement le choc qu'elle produit en frappant la surface de l'eau. Le diamètre de ce puits est de 3 mètres et demi, sa profondeur de 64 mètres.

Dans les faits de ce genre, il est quelquefois difficile de décider quelle est la part pour laquelle la matière des parois contribue à la propagation du son qui marche dans un canal fermé.

La même remarque peut s'appliquer à la transmission du son le long d'une surface unie. Ilutton a constaté qu'une personne qui lisait à haute voix était entendue sur la Tamise à une distance de 36 mètres, et à terre seulement jusqu'à 23 mètres. Dans lé théâtre Argentino, à Rome, on a remarqué que la voix des acteurs s'entendait beaucoup plus loin depuis qu'on avait construit une conduite d'eau squs le plancher de la salle. Dans ces cas, il est probable que l'eau n'était point sans influence sur la propagation du son.

Sous les coupoles sphériques des églises on observe souvent des effets d'acoustique vraiment extraordinaires et qui ne s'expliquent pas plus que l'effet du porte-voix par la réflexion des ondes sonores. Ces voûtes semblent guider le son. Ainsi le P. Kircher affirme que deux per sonnes placées en deux points opposés de la large gaJc rie (juifait à l'intérieur le tour de la coupole de Saint- Pierre à Rome, s'entendent parfaitement en parlant à voix basse et sans qu'on puisse les entendre ailleurs. On peut encore citer, à ce sujet, la couçole de Saint-

Paul à Londres : une montre, placée près du mur, sur la galerie qui règne à la naissance de la voutc circulaire, s'entend distinctement du côté opposé. Dans l'église de Glocester, deux personnes qui se parlent bas sur la galerie à l'est du chœur, s'entendent à une distance de 50 mètres. D'après Brydone, Téglise cathédrale de Girgenti offre un phénomène analogue. Quand la grande porte est fermée, tout ce qui se dit à voix bassse près de cette porte parvient à l'autre extrémité de la nef, mais Ton n'entend rien au milieu.

Ces effets ne s'expliquent que d'une manière trèsimparfaite par la réflexion des rayons sonores à l'aide de laquelle on rend compte des phénomènes des voûtes elliptiques, ainsi que nous le montrerons dans le chapitre suivant. Les surfaces agissent comme si elles guidaient le son. Hutton raconte que le long du mur d'un jjirdin de Kingston, deux personnes qui parlaient Irès-bas s'entendaient fort bien à 60 mètres de distance. Ces effets sont encore plus saisissants quand le son est guidé par une gouttière demi-cylindrique ou par un autre canal ouvert. Hassenfratz plaça une montre à l'extrémité d'une rigole formée par deux planches assemblées en toit ; il put alors entendre le tictac du balancier à une distance de vingt-cinq pas, tandis que, dans l'air libre, il cessait de l'entendre à plus de deux pas. Quelques édiRces offrent cette disposition d'une manière accidentelle. A l'Observatoire de Paris, il existe une salle hexagone dont les angles opposés sont réunis par une sorte de gouttière qui parcourt la voûte ; deux personnes, placées à deux angles opposés, peuvent y causer à voix basse sans être entendues par les assistints. Un vestibule voûté, au bas du grand escalier du Conservatoire des arts et métiers, à Çam, of^t^V^w^^^^^

particularité. Les sous s'y propagcut suivant Tarètc d'une voûte en arc de cloître et descendent ensuite dans l'angle des mur^.

Les effets des cabinets par/anfs reposent sur l'application habile de principes analogues ; très-souvent ils résultent d'une disposition accidentelle des murs. L'exemple le plus curieux de ces phénomènes d acoiistiqne nous est offert par Y oreille de Denys, dans les carrièâres de Syracuse, en Sicile. C'est une caverne au fond, de laquelle le tyran de Syracuse avait fait construire; un

Fig. 26. Plan do roreillc de Denys.

cachot pour ses prisonniers, et dans laquelle le son se propage de telle façon que le moindre bruit, la moindre parole s'entendent distinctement à l'entrée du conduit souterrain, où se tenait un gardien. Voici, d'après Kircher, le pian de la caverne. L'entrée est en c, le cachot se trouvait en (/ ; ff est la projection d'une gouttière large de 0'",75, creusée au milieu du plafond de la caverne, à 30 mètres au-dessus du pavé : elle se termine en e, à la demeure du gardien. /; est une cavité pratiquée dans la paroi latérale. Le canal ff agit comme une sorte de conduit auditif. Il y a longtemps que l'orifice e a été muré, et il en résulte que l'antre du roi Deny^ produit liujourd'lnn des effets d'écho très-bizarres. U

INTENSItÉ DU SO^. 83

peuple lui a donné le nom de grotta délia Favella (grotte de la causerie). Kircher a visilé cette caverne. Il rapporte que le moindre son y est renforcé d'une manière prodigieuse : un mot prononcé à voix basse devient une clameur, et si on frappe avec la main sur un vêtement, on dirait un coup de canon; Un chant à deux voix est répété de telle façon qu'il vous semble entendre un quatuor. La longueur totale de la caverne est de 15 mètres.

Kircher a imaginé une foule de constructions destinées à imiter l'oreille de Denys. Ce sont de grands tubes recoquillés dont le pavillon est tourné vers l'endroit où se produisent les sons, et qui débouchent par l'autre extrémité dans l'intérieur de l'appartement où — les murs ont des oreilles. Cela nous amène à parler du cornet acoustique^ instrument destiné à renforcer les sons en les condensant. On lui donne une infinité de formes, dont la plus simple et la moins efficace est le cône. L'essentiel, c'est que le pavillon extérieur soit plus large que l'orifice que l'on introduit dans l'oreille. On comprend qu'alors le mouvement sonore contenu dans la tranche d'air qui remplit le pavillon se concentre dans des tranches de plus en plus petites, et devient, par conséquent, plus intense en chaque point de l'orifice qu'il ne l'était dans le pavillon.

Vers la fin du dix-septième siècle, on employait des cornets acoustiques qui avaient la forme des cors de chasse. Un des modèles les plus généralement usités est celui que représente le numéro 1 de la figure 28. Une autre forme très-employée est celle du numéro 2. Curtis a fait construire des cornets qui pouvaient s'étirer comme les lunettes d'approche (n** 3). Ittard n indiqué une série d^autres systèmes. Le premier ^^vV* V\ ^"sX \xr