LES ODEURS

PARMI les œuA’res de l’Atmosphère dans la vie terrestre, au milieu des heureux résultats dus à sa présence autour du globe, l’un des effets les plus importants et les plus féconds, c’est sans contredit d’être le véhicule des pensées humaines, c’est d’envelopper le monde d’une sphère d’harmonie et d’activité qui n’existerait point sans elle. ^

Si, ayant vécu quelques années seulement dans la Lune, nous montions un jour de l’astre-Lune à l’astre-Terre, et que nous arrivions ici au milieu de nos paysages animés ou de nos cités populeuses, nous sentirions brusquement alors quelle est l’immensité du travail opéré par le son dans la nature.

Le rivage des mers entend sans cesse l’éternelle plainte des flots et des vagues, et la voix de l’Océan trône sur les vastes falaises de granit, élevant vers les deux son tourment sans trêve. A cette clameur solennelle des plaines liquides répondent les mille bruits de la Terre. Au sein du bois silencieux, l’oreille attentive sent s’évanouir l’apparent silence et saisit le murmure confus des mille voix de la nature : les oiseaux qui s’appellent, le ruisseau qui gazouille, le vent qui courbe les branches, la sève ardente qui s’élève et fait éclater l’épiderme des arbres, la feuille qui tombe ou l’insecte qui bruit. L’Atmosphère est pleine de Aoix diverses; au soupir rêveur de la cascade qui tombe succède le roulement de l'avalanche ; au chant du nid succède l’éclat fulgurant du tonnerre ; après la paix sereine et pure des paysages solitaires, nous retrouvons le tumulte des grandes villes, les cris, tristes ou gais, de l’humanité, ])uis le charme delà conversation, les douces causeries du soir, ou les bercements voluptueux de la musique aux ailes frémissantes.

L’homme dont les premières impressions n’ont pas été émoussées par la société d’un monde banal, ne voit jamais sans charme les vives teintes de l’aurore et du crépuscule, les nuances gracieuses de l’arc-cn-ciel, les magnificences d’une aurore boréale. Combien, si nous l’observions pour la première fois, la reproduction fidèle de notre propre image, avec les expressions les plus fines et les plus délicates de la physionomie, n’exciterait-elle pas notre surprise et notre enthousiasme ! Un phénomène

LE SON ET LA VOIX

plus admirable peut-être est celui de la parole. Quelle merveille de la voir se communiquer avec tant de fidélité à l’oreille de plusieurs milliers d’auditeurs, dont elle tient les cœurs et les esj^rits suspendus ! Gomment quelques vibrations de l’air peuventelles donner un corps à la pensée, traduire et faire partager jusqu’aux nuances les plus subtiles des passions et des sentiments?

Qu’est-ce que le son ?

C’est un mouvement produit dans l’air et qui s’y transmet par des ondulations successives. Pour être perçu par l’oreille, il faut que ce mouvement vibratoire ne soit ni trop lent ni trop rapide. Lorsque l’air agité par le son vibre en raison de Go ondulations par seconde, il donne le son le plus sourd que nous puissions entendre. Lorsque ces vibrations atteignent le chiffre de 4o ooo, c’est le son le plus aigu que notre nerf auditif puisse percevoir.

Pour apprécier la nature du mouvement sonore, supposons qu’entre les mâchoires d’un étau, on fixe l’une des extrémités d’une lame élastique, qu’on écarte l’extrémité supérieure de sa position verticale, et qu’on l’abandonne à elle-même. En vertu de son élasticité, la lame reviendra à sa position primitive; mais par suite de sa vitesse acquise, la dépassera et exécutera autour de la verticale une série d’oscillations, dont l’amplitude ira graduellement en décroissant et finira par s’éteindre au bout d’un temps plus ou moins long.

Tant que la lame élastique est suffisamment longue, les vibrations s’exécutent avec assez de lenteur, et l’œil peut les suivre directement ; mais à mesure qu’on raccourcit la lame, le mouvement vibratoire devient de plus en plus rapide, et il arrive un instant où il cesse d’être perceptible à la vue. Mais alors que cesse pour ainsi dire le rôle de l’organe de la vision, celui de l’organe de l’ouïe commence, et l’oreille entend un son parfaitement net, dont la nature dépend d’ailleurs des conditionspliysiqucs du corps vibrant.

Un autre exemple de la production du son nous est fourni par la vibration d’une corde arrêtée à ses extrémités et pincée en son milieu. Son état vibratoire est rendu sensible par la forme de fuseau allongé qu’elle présente. C’est qu’à raison de la persistance des impressions sur la rétine et la vitesse du mouvement vibratoire, l’œil voit la corde dans toutes ses positions à la fois, la durée d’une vibration étant inférieure à celle d’une impression lumineuse, qui est d’un dixième de seconde.

Le son n’est donc qu’une impression sur l’organe de l’ouïe, occasionnée par l’état vibratoire d’un corps. Mais l’existence d’un corps vibrant d’une part, et de l’orcillc de l’autre ne suffit point pour déterminer l’impression : il faut qu’un rapport s’établisse entre le corps et l’organe ; cette communication est produite [)ar l’intermédiaire d’un milieu pondérable, liquide ou gazeux, constitué par une matière jilus ou moins élastique. Si l’on suppose un corps vibrant dans un espace absolument vide ou au sein d’un milieu complètement dépourvu d’élasticité, l’oreille placée à une certaine distance ne perçoit, n’entend aucun son ; le son, dans le sens propre du mol, n’existe pas.

On peut donc, en résumé, donner la définition suivante du son :

Le son est une impression produite pur les vihrutions d'un corps, transmises lusfjuà l'organe de l’ouie à l’aide di un milieu pondérable et élastique quelconque .

L'ATMOSPlIKRE

jCt

Avec quelle vitesse le son se propage-t-il?

Ijes premières mesures exactes ont été elïectuées en 1738, par une commission de l’Académie des sciences, dans laquelle se trouvaient Lacaille et Cassini de Thury.

Des pièces de canon avaient été installées à Montlliéryet à Montmartre et on était convenu qu'à partir d’une certaine heure des coups seraient tirés à des intervalles de temps égaux ; les observateurs mesuraient le temps écoulé entre l’apparition de la lumière et l’arrivée du bruit. Cette durée fut trouvée en moyenne d’une minute vingtquatre secondes pour une distance de 29000 mètres environ: ce qui donne une vitesse d’à peu près 887 mètres par seconde.

Ces expériences furent répétées en 1822 [)ar le Bureau des Longitudes ; les observateurs étaient Arago, Gay-J^ussac, de llumboldt, Prony, Bouvard et Mathieu. On choisit pour stations Montlhéry et Villejuif, distants de i8Gi3 mètres, et on trouva, à la température de iG degrés, pour la vitesse de transmission, 3/|0 mètres par seconde. A O degré elle est de 332 mètres, à 10 degrés de 33G, à 20 degrés de 342, à 3o degrés de 348.

Un grand nombre d’expériences du même genre ont été exécutées dans différents pays. Elles n’ont fait que confirmer les premières. Begnault s’est occupé du meme sujet en utilisant toutes les ressources de la physique moderne, et particulièrement les signaux télégraphiques pour l’enregistrement de l’instant des coups de feu et de l’arrivée tlu son.

Le son se proj)age dans l’air par ondulations successives, que l’on peut comparer grossièrement aux ondes circulaires qui se produisent à la surface de l’eau autour d’un point tronblé par la chute d’une pierre. Mais ce sont en réalité des phénomènes très différents. Dans les ondes licpiides, les molécules sont alternativement soulevées et abaissées par rapport au niveau général, mais elles n’éprouvent aucun changement de densité ; ce changement est au contraire caractéristique dans les ondes sonores. Il y a toutefois dans ces deux phénomènes une circonstance commune importante à signale)'. L’onde ne pi'oduit aucun mouvement véritable de transport; ainsi, quand des omles liquides se suivent, si l’on observe un petit coi'ps flottant, on le voit alternativement soulevé et abaissé, mais il conserve la même place à la surface de l’eau. De même, dans les ondes sonoi’es, les molécules d’air exécutent des mouvements alternatifs dans le sens de la pi-opagation du son ; mais le centre de ces mouvements leste invariable.

L’éducation scientifique doit nous apprendi'e à voir dans la nature l’invisible aussi bien que le visible, et peindre aux yeux de notre esprit ce qui échappe aux yeux du coi'ps. Nous pouvons, avec quelque attention, nous former une idée vi’aie d’une onde sonoi’e : voir mentalement les molécules d’air pressées d’abord les unes contre les auti’es, [)uis ramenées immédiatement api'ès cette condensation, par un effet conti'aire de dilatation ou de rai’éfaction ; nous nous représentons ainsi une onde sonoi’e comme composée de deux pai'ties : dans l’une, l’air est condensé, tandis que dans l’auti’e, au contraire, il est raréfié. Une condensation et une dilatation, voilà donc ce qui constitue essentiellement une onde de son.

LE SON ET LA VOIX

Mais, si l’air est nécessaire à la propagation du son, qu’arrivera-t-il lorsqu’un corps sonore, par exemple un timbre d’horloge, sera placé dans un espace vide d’air ? Il arrivera qu’aucun son ne pourra sortir de l’espace ybde. Le marteau frappera le timbre, mais silencieusement.

Le physicien Ilawksbee démontra ce fait en 1700, par une expérience mémorablo, devant la Société royale de Londres. Il plaça une cloche sous le récipient d’une machine pneumatique, de telle sorte que le choc du battant pouvait continuer de se produire après que l’air avait été épuisé. Tant que le récipient était plein d’air, on entendait le son de la cloche, mais on ne l’entendit plus, ou du moins il devint extrêmement faible aussitôt qu’on eut fait le vide.

A de grandes hauteurs dans l’Atmosphère, l’intensité du son est notablement dimi-

Fig. 29. — L'écho de la villa SirnoueUa, près Milau.

nuée. Suivant les estimations de Saussure, la détonation d’un coup de pistolet au sommet du mont Blanc équivaut à celle d’un simple pétard ordinaire au niveau de la plaine.

Puisqu’il est démontré qu’il n’y a pas de son dans le vide, des catastrophes épouvantables surviendraient à travers les espaces planétaires sans que le plus léger bruit pût arriver jusqu’à la surface de la Terre.

On a représenté le mouvement vibratoire de l’air comme une onde circulaire qui SC propage dans tous les sens avec une égale vitesse, et va s’affaiblissant en raison de la distance. Où s’arrête, où s’éteint le son? Il semble que ce soit dans le point de l’espace où il cesse d’être perçu par le sens le plus délicat; mais cette limite varie chez les individus suivant l’organisation et les habitudes. Il n’est pas douteux que l’onde aérienne continue à se propager au loin, alors même ({ue l’organe le i)luscxercé n’en a pas la sensation. Dans les lieux couverts d’une nombreuse population, le bruit incessant entretenu dans Pair par tant de milliers de personnes établit des différences caractéristiques entre le jour et la nuit ; ces bruits se croisent, se confondent, se pro-

L’ATMOSPHERE

])agcnt, quoi({ue d’une manière confuse, et dominent tout l)ruit particulier. Le silence est le compagnon des ténèbres et du désert. Pendant la nuit, rien ne diminue l’intensité du son, et l’oreille perçoit dans toute leur force le grondement de la tempête, le sifllement du vent, le mugissement des vagues, le cri perçant de l’oiseau sauvage et des bêtes fauves; c’est alors aussi que naissent dans l’àme timorée les craintes pusillanimes et les terreurs superstitieuses. Traversant par une nuit profonde les plaines de la Charente en ballon, le cours d’une rivière me paraissait aussi intense que le bruit de lourdes chutes d’eau et le coassement des grenouilles élevait sa note plaintive à prés de i kilomètre de hauteur. Au delà de 3 kilomètres, tout bruit cesse. Je n’ai jamais éprouvé de silence plus absolu et plus solennel que dans les grandes hauteurs de rAtmos|)hèrc, dans ces solitudes glacées où nul sou terrestre n’arrive.

Le son se rélléchit comme la lumière, comme une balle élastique lancée contre un mur: l’angle de réflexion est toujours égal à l’angle d’incidence. C’est ce qui donne naissance aux échos. Pour que l’écho se produise avec netteté, il faut une distance de 17 mètres au moins, cnti-e l’observateur et la surface rélléchissan te. A un troj) grand rajiprochcmcnt, l’écho est remj)lacé par une résonance confuse, qui dans certains édifices ne permet pas d’entendre la voix des orateurs.

Aigus ou graves, les sons ont une vitesse égale, ils parcourent 34o mètres par seconde, dans l’air à 16 ou 17 degrés. A la moitié de cette distance, l’écho répond à c[uatre syllabes répétées rapidement ; à un éloignement plus considérable, il peut rélléchir nettement un plus grand nombre de syllabes et de phrases entières. L’écho du ])arc de ^\T)odstock, en Angleterre, répète dix-sept syllabes le jour et vingt la nuit. Suivant Pline, on avait construit à 01ym])ie un portique qui rendait les sons vingt fois, .l’ai v isité, en 1872, l’écho du château de Simonetta, près de Milan, dont parlaient avec admiration les auteurs du xviii® siècle, notamment le P. Kircher, dont nous rej)roduisons le dessin (lig. eq). On peut croire que cette cour a été construite exprès dans ce but. En se plaçant à une fenêtre du premier étage et en tirant un coup de pistolet, il est répété quarante fois. En donnant séparément les quatre notes de l’accord parfait, on entend le plus délicieux accord qui se puisse imaginer L Les sons perceptibles se trouvent renfermés entre les limites d’environ Go et 40000 vibrations simples par seconde, limites qui pour des oreilles exceptionnellement sensibles se reculent peut-être des deux côtés. Les ondulations de l’éther qui produi-

^ On rajjporlc qu’un Anglais, aj-ant rencontré en Italie un écho presque aussi remarquable, acheta la maison, la (il démolir eu numérotant les pierres et rebâtir en Angleterre telle qu’elle était. Puis il inaugura avec pompe sa nouvelle villa et au dessert conduisit scs invités pour les surprendre. Il lira un coup de revolver, mais l’écho ne répondit pas. 11 en tira un secoinl, sans meilleur résultat... Il s’on tira un troisième dans la tète et tomba mort.

A Derenbourg, près llalberstadt, e.viste, dit-on, un écho qui répète distinctement les vingt sept syllabes de la barocpie phi'ase suivante : Conliirhahantiir ConslantiaopoUlani innunierahiUhiis solliciludinihtis. Il faut avouer que c’est là un écho bien complaisant.

En Bohème, près d'Adcrbach, dans un cirque naturel de rochers sauvages, un écho répète trois fois une phrase de sept syllabes sans la moindre conlusion.

Paris on jieut citer, comme échos curieux, les caveaux du Panthéon, la salle des tableaux à l'Observatoire, une salle du musée des Anli([ues au Louvre, etc.

La théoi'ie ne dill'èrc point pour les échos mulliples ; ils résultent de surfaces rédéchissantes opposées où Ponde aérienne est renvoyée plusieurs Ibis de l une à l'autre, comme un rayon de lumière enti-e deux glaces parallèles.

LE SON ET LA VOIX

sent la chaleur et la lumière sont infiniment plus rapides. La chaleur obscure commence à 65 trillions de vibrations, les couleurs visibles sont comprises entre 'loo et 900 trillions, les rayons chimiques atteignent déjà au quatrillion. Que deviennent les vibrations dont le champ s’étend depuis jo 000 jusqu’à trillions, qui sont trop rapides pour être sonores et trop lentes pour se faire sentir comme lumière?

L’organisme humain est comparable à une harpe à deux cordes, qui sont le nerf auditif et le nerf optique. Le premier perçoit les mouvements vibratoires de la nature qui sont compris entre Go etdoooo. Le second perçoit ceux qui sont compris entre /|Oo trillions et 900 trillions. Tous les autres mouvements ne rencontrent pas en nous de nerf susceptible de les sentir. D’où il résulte que nous ne connaissons, delà nature qui nous entoure, que deux ordres de faits très limités, et qu’il peut exister, sur la Terre même, à côté de nous, une quantité de choses qui, ne pouvant être vues ni entendues, agissent ici sans que nous puissions le savoir.

Les limites extrêmes de la voix humaine sont le dernier fa de 87 et 1’;// le })lus élevé de 4 200 vibrations.

L’intensité des sons émis à la surface de la Terre se propage de bas en haut bien plus facilement que dans toute autre direction, et se transmet sans s’éteindre jusqu’à de grandes hauteurs dans l’Atmosphère. Pour en citer quelques exemples pris dans mes voyages aéronautiques, je remarquerai d’abord qu’un bruit immense, colossal, indescriptible, règne constamment à trois et quatre cents mètres au-dessus de Paris. En s’élevant d’un jardin relativement silencieux, comme par exemple de l’Observatoire ou du Conservatoire des Arts et Métiers, on est tout surpris de pénétrer dans un chaos de sons et de mille bruits divers.

La meilleure surface pour renvoyer l’écho est celle d’une eau tranquille. Il arrive parfois qu’un lac renvoie distinctement une première moitié de phrase, tandis que la seconde partie est difficilement achevée par la surface irrégadière du teirain tle la rive.

.l’ai pu, en particulier, observer la réflexion du son par diverses surfaces et étudiei’ sa propagation dans la verticale, à travers des couches de densité différente. J^orsqu’on plane à une certaine hauteur, un son violent est renvoyé par la Terre avec un timbre si singulier, qu’il ne paraît point venir d’en bas, et donne la sensation d’un accent envoyé d’un autre monde. Lorsqu’à une faible hauteur (3oo à 5oo mètres) on lance A'ers la Terre un cri monosyllabique, on constate que la surface des eaux trampiilles est la meilleure pour la réflexion du son. L’eau agitée par une bi ise, même légère, renvoie déjà le son avec trouble. La surface des prés et des champs est encore |)lus mauvaise, •l’ai fait ces constatations avec un soin particulier, et muni du chronomètre, notamment dans mon voyage du 18 juin 18G7, en passant sur le lac de Saint-llid)ert, non loin de la forêt de Iiambouillet. La surface élasti([ue d’une eau calme renvoie intégralement les ondes sonores, avec une fidélité analogue à celle d’un miioir ])our la lumière.

Lorsque le son a cessé, il règne cncoi-e dans l’air un mouvement (pii jieiit faire vibrer des membranes disposées ])(^ui’ recevoir et traduire cette imj)ression. 11 se produit alors des ondes silencieuses, dont la p(jrtéc est plus considérable encore.

L’ATiMOSPllKRE

X'éliiculc du son, l’aii’ est en même temps le véliicule des odeurs et de toutes les émanations exhalées de la surfaee terrestre. Mais les odeurs ne sont |)as constituées ])ar un mouvement vibratoire comme le son et la lumière; Fourcroya le premier établi que les émanations odorantes sont dues à la volatilité, que les odeurs sont formées pûr de véritables molécules en suspension dans l’air, particules matérielles extrêmement ténues et volatilisées dans l’Atmosplière. Les parfums des prairies et des bois s’élèvent jusqu’à une certaine hauteur, où ils planent pour le seul plaisir des aéronautes, et non pour les sens vulgaires de ceux qui restent en bas.

Rien ne donne une idée plus exacte de la divisibilité de la matière que la diffusion des odeurs. 5 centigrammes de musc placés dans une chambre y développent une odeur très forte, pendant plusieurs années, sans perdre sensiblement de leur poids, et la boîte qui les a contenus conserve presque indéfiniment cette odeur. Haller rapporte c[ue des papiers parfumés par un grain d’ambre gris étaient encore très odorants après quarante années. Je me souviens d’avoir acheté sur les quais, étant enfant, une brochure de Reichenbach sur VOd, qui avait une odeur de musc très prononcée, bille était restée là sans doute pendant bien des mois, exposée au soleil, au vent et à la pluie. Depuis, elle a été placée sur un rayon de bibliothèque non fermée. Je viens par hasard de la feuilleter : elle est aussi musquée que jamais.

Les odeurs sont transportées par l’air à des distances considérables. Un chien reconnaît de fort loin par l’odorat l’approche de son maître, et l’on assure qu’à l\o kilomètres des côtes de Ceylan, le vent transporte l’odeur délicieuse de ses forêts embaumées. Ces doux parfums, comme l’harmonie et l’activité de la surface terrestre, nous les devons à la présence de l’Atmosphère.