PREMIERE PARTIE

second de ces deux termes, autrement dit, à mesurer la vitesse du son. Or cette vitesse est très grande, sans doute, si on la compare à celle des corps que nous voyons se mouvoir sous l’impulsion des différentes forces mécaniques. Mais elle n’est pas comparable, par exemple, à celle de la lumière et de l’électricité; elle est appréciable même pour les personnes étrangères aux procédés d’observation scientifique. On sait que l’intervalle très variable qui s’écoule entre F apparition d’un éclair et le grondement du tonnerre est dû à ce que nous voyons le premier au moment même où il se produit, tandis que le bruit, qui pourtant est simultané, ne nous parvient qu’après un temps proportionnel à la distance. Un autre exemple bien des fois cité est celui du bûcheron qu’un observateur considère de loin, et dont il voit la cognée s’abattre sur un tronc d’arbre bien avant d’entendre le bruit du coup qu’elle a porté.

Les expériences destinées à mesurer exactement la vitesse du son ont été faites en France, avec une certaine solennité, en 1822, par les membres du Bureau des longitudes de l’Observatoire de Paris : Prony, Bouvard, Gay-Lussac, Arago et Mathieu. Un savant étranger s’était joint à eux, c’était Humboldt. On choisit deux stations facilement visibles l’une à l’autre : la tour de Montlhéry et l’un des plateaux qui avoisinent Villejuif. La distance entre les deux points fut exactement mesurée. Par une belle nuit du mois de juin on se partagea en deux groupes qui se rendirent, l’un à Montlhéry, l’autre à Villejuif, emmenant chacun une pièce de canon avec ses artilleurs. On s’était muni, en outre, d’excellents chronomètres parfaitement réglés. Au moment convenu, la pièce de l’une des stations tira. Ceux de l’autre station avaient les regards attachés, à travers l’obscurité, sur le point oû elle se trouvait. Le chronomètre en main, ils notèrent l’instant précis où ils virent la lumière, puis celui où le son leur parvint. Dix minutes après leur pièce tira à son tour, et leurs collègues firent les mêmes constatations. Douze coups furent ainsi tirés alternativement, de dix minutes en dix minutes, et à chaque coup les observations furent répétées avec une ponctualité semblable. Or la distance d’une station à l’autre était de 18,612 mètres. L’intervalle moyen entre l’apparition de la lumière et l’audition des coups de canon fut trouvé de 54”, 6. Ce temps était précisément celui que le son avait mis à franchir l’espace compris entre les deux points d’observation : car la vitesse de la lumière est telle (308,000 kilomètres par seconde), que le temps qu’il lui fallait pour faire le même chemin est tout à fait inappréciable. On pouvait donc admettre avec certitude que le son parcourt 18,612 mètres en 54”6 : ce qui donne 340 mètres 89 centimètres par seconde, pour la température de 16 degrés au-dessus de zéro, qui était celle de l’air pendant l’expérience de Montlhéry et de Villejuif. A 10° la vitesse du son n’est plus que de 337 mètres par seconde, et de 333 mètres à 0°. A peine est-il besoin d’ajouter que l’alternance des coups de canon échangés entre les observateurs de Montlhéry et ceux de Villejuif avait pour but de faire disparaître les causes d’erreur provenant de la direction du vent, qui, si l’on n’eût établi cette compensation, eût conduit à un résultat inférieur ou supérieur à la vitesse réelle du son.

11 est impossible, en étudiant la transmission du son dans l’air, de ne point s’arrêter un instant au curieux phénomène connu sous le nom d 'écho.

L’AIR

Dans l’ingénieuse mythologie des Grecs, Écho était une nymphe qui eut le malheur d’aimer éperdument le beau Narcisse. C’était une affection bien mal placée. Ce type de la fatuité demeura insensible aux soupirs de la pauvre nymphe, et mourut sottement d’amour pour lui -même. Quant à la délaissée, elle se mit à errer en gémissant dans les forêts et parmi les rochers, jusqu’à ce qu’enfin elle fut changée elle-même en rocher par la miséricorde des dieux, et ne conserva que la voix pour répéter éternellement les plaintes et les cris des mortels.

Nous sommes loin aujourd’hui du temps où ces gracieuses fictions composaient à peu près toute la science des peuples. La curiosité humaine ne se contente plus de poésie; il lui faut un aliment plus substantiel.

Soyons donc de notre temps, et laissons la mythologie pour revenir à la physique.

Au xixe siècle, l’écho n’est plus

... une nymphe en pleurs qui se plaint de Narcisse :

c’est un effet de la réflexion du son, comme la répétition des images par les miroirs est un effet de la réflexion des rayons lumineux.

Lorsque les ondes sonores rencontrent un obstaçle, elles sont réfléchies par les mêmes lois qui président à la réflexion d’une bille sur la bande d’un billard; en sorte qu’un son ou un bruit parti d’un certain point est renvoyé vers ce même point, lorsque les ondes qu’il a soulevées viennent se heurter contre un mur ou contre tout autre objet situé à proximité. L’écho est donc dû à la répercussion du son. Mais pour que le phénomène se produise, il y a une condition indispensable : c’est que l’obstacle réflecteur soit à une distance d’au moins 17 mètres de l’observateur; sans quoi, la vitesse du son étant, comme on l’a vu ci-dessus, d’environ 340 mètres par seconde, l’intervalle entre la perception du son primitif et celle du son réfléchi serait moindre qu’un dixième de seconde, temps nécessaire pour que le son parcoure 34 mètres : soit 17 mètres pour aller jusqu’à l’obstacle, et 17 mètres pour revenir frapper l’oreille; et les deux perceptions, au lieu d’être distinctes, seraient confondues. Le son serait plus fort, mais il serait simple; il n’y aurait pas écho, mais seulement résonance.

Dix-sept mètres sont donc la distance nécessaire à la répercussion du son le plus bref : d’une syllabe, par exemple; et cette distance ne comporte que l’écho monosyllabique. Si elle est double, l’écho est dissyllabique; si elle est triple, l’écho est trissyllabique, et ainsi de suite, tant que le mouvement vibratoire de l’air est assez intense pour être réfléchi jusqu’à l’oreille de l’observateur. Quelquefois deux obstacles, deux murs parallèles, par exemple, sont placés vis-à-vis l’un de l’autre, à une distance telle, qu’ils se renvoient réciproquement le son à plusieurs reprises. Dans ce cas, l’écho est multiple. « On cite, à douze kilomètres de Verdun, dit Ganot, un écho multiple formé par deux tours parallèles, distantes l’une de l’autre de 50 mètres environ. En se plaçant entre elles, et prononçant un mot à haute voix, il est répété douze fois. L’écho le plus remarquable en ce genre est