SONS HARMONIQUES DES FLAMMES

qui les entoure ; je dis presque, mais non tout à fait. Le ton du son rendu dépend, dans quelque mesure, des dimensions de la flamme. Nous le prouverons facilement, en faisant rendre à deux flammes la même note, et modifiant légèrement les dimensions de l’une d’elles ; l’unisson est aussitôt troublé par des battements. En faisant varier les dimensions d’une flamme, nous pouvons aussi, comme nous l’avons déjà vu, obtenir les sons harmoniques du tube qui l’entoure. L’expérience réussit mieux avec le gaz hydrogène, dont la combustion est beaucoup plus active que celle du gaz ordinaire d’éclairage. Lorsque ce tube de verre, de deux mètres de longueur, recouvre une grande flamme d’hydrogène, vous entendez la note fondamentale correspondante à la division de la colonne d’air intérieur en deux segments vibrants, par un seul nœud au milieu. Remplaçons ce tube par un autre qui n’a qu’un mètre de longueur, et vous n’entendez plus de son musical. La flamme est trop grande, de fait, pour pouvoir s’accommoder aux périodes de vibration du tube plus court. Mais dès qu’on diminue la hauteur de la flamme elle rend un son vigoureux, à l’octave de celui du premier tube. Enlevons le tube court, et recouvrons de nouveau la flamme avec le tube long. Ce long tube rend, non plus son son fondamental, mais le son fondamental du tube plus court. Pour s’accommoder aux périodes vibratoires de la flamme raccourcie, la longue colonne d’air se divise comme dans un tuyau d’orgue ouvert qui rend son premier harmonique. On peut faire varier les dimensions de la flamme de manière à obtenir, avec ce même tube, une série de notes dont les vitesses de vibration sont dans le rapport des nombres naturels, 1 : 2 : 3 : 4 : S, c’est-à-dire le ton fondamental et ses quatre premiers harmoniques.

L’observation des flammes chantantes est déjà ancienne, quoique probablement on ne leur ait jamais donné l’inten-

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sité qu’elles ont prise dans nos expériences. En 1777, les sons d’une flamme d’hydrogène furent entendus du docteur Higgins. En 1802, ces sons devinrent l’objet des recherches de Chaldni, qui rappelle une explication inexacte donnée par De Luc. Chladni montra que les sons sont ceux du tube ouvert qui entoure la flamme, et il parvint à obtenir les deux premiers harmoniques. Dans la même année 1802, G. de la Rive fit aussi, dans cette direction, des expériences intéressantes. Ayant introduit un peu d’eau dans la boule d’un tube à thermomètre et l’ayant chauffée, il montra que la condensation périodique de la vapeur d’eau dans la tige du tube pouvait faire naître des sons musicaux d’une force et d’une douceur remarquables. Il attribua, en conséquence, les sons des flammes aux dilatations et condensations alternatives de la vapeur d’eau produite par la combustion. Rien de plus facile que de répéter ses expériences. Plongeant dans la flamme d’une lampe à esprit de vin la boule remplie d’eau d’un thermomètre, et tenant sa tige inclinée, on entend un son dès que l’eau entre en ébullition. Mais, en 1818, Faraday montra que les sons du jet d’hydrogène se produisaient également quand le tube qui entoure la flamme est placé au sein d’un air dont la température dépasse 100°C. Il montra en outre qu’on les obtenait également avec des flammes d’oxyde de carbone, où la vapeur d’eau ne peut assurément jouer aucun rôle.

A partir de ces expériences, la première observation acoustique dont les flammes devinrent l’objet fut celle faite à Rerlin, par M. le comte Schaffgotsch. Il montra que lorsqu’une flamme de gaz ordinaire est surmontée d’un tube assez court, une forte voix de fausset, chantant à l’unisson de la note du tube ou de son octave supérieure, faisait trembler et vibrer la flamme. Il arrivait même que la voix éteignait la flamme, lorsque le ton du son rendu par le tube était assez élevé.

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FLAMMES SENSIBLES AU SEIN DES TUBES. 243

Au printemps de 1857 , cette expérience vint à ma connaissance, et je voulus aussitôt la répéter. Dans le compte rendu très-sommaire de l’observation , publié dans les Annales de Poggendorff , on n’avait nullement indiqué la manière d’opérer ; mais en étudiant attentivement les conditions de succès, je constatai un certain nombre d’effets singuliers qui captivèrent fortement mon attention. M. le comte Schaffgotsch poursuivait de son côté ses recherches, et sans nous être concertés, tout à fait à l’insu l’un de l’autre , nous marchions sur le même terrain. Je reconnais toutefois que la priorité de ce qu’il y a de commun dans les expériences que nous faisions alors simultanément appartient à M. le comte Schaffgotsch.

Répétons sa première expérience. Dans ce tube, long de 28 centimètres, vous voyez un petit jet de gaz qui brûle tranquillement. Sa flamme est brillante et silencieuse. J’ai déterminé par une expérience préliminaire la note ou le ton du son que peut rendre ce tube ; et, me tenant à quelque distance de la flamme, je fais retentir cette note; la flamme s’agite aussitôt, elle est saisie d’un tremblement visible à tous les yeux. Si nous voulons obtenir l’extinction de la flamme, il faudra recourir à un bec ou brûleur qui ne laisse passer le gaz que par une ouverture très-étroite et sous une pression considérable. La petite flamme qui brûle devant vous est précisément dans ces conditions. En émettant le son du tube qui l’entoure, je la fais trembler. Je donne plus de force à ma voix, et voici que la flamme s’éteint.

La cause du frémissement de la flamme se révélera mieux si nous répétons l’expérience avec la sirène. Installons-la sur cette soufflerie acoustique à quelque distance d’une flamme chantante, et faisons monter graduellement le ton du son engendré par la sirène. Lorsque ce ton est près d’être à l’ unisson de celui delà flamme, et que déjà vous en-

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tendez les battements, vous constatez que la flamme s’agite et se met à danser synchroniquement avec les battements. Ces mouvements se ralentissent aux approches de l’unisson ; ils cessent totalement quand l’unisson devient parfait ; ils reprennent dès que la sirène a dépassé l’unisson, et deviennent d’autant plus rapides que le désaccord entre les deux sons est plus grand. Le tremblement de la flamme observé par M. Schaffgotsch n’avait pas une autre cause. La flamme dansait parce que la note du tube qui l’entourait était presque, mais non pas tout à fait, à l’unisson de la voix de l’expérimentateur.

Cette coïncidence exacte des sauts de la flamme et des battements est très-nettement mise en évidence par un diapason qui rend la même note que la flamme. En surchargeant ce diapason d’un petit morceau de cire, de manière à l’écarter un peu de l’unisson ; et le rapprochant, après l’avoir excité, du tube qui contient la flamme chantante, on constate que les battements et les sauts de la flamme sont parfaitement simultanés. Dès qu’on place le diapason au-dessus d’un vase renforçant, tous entendent les battements et voient en même temps la flamme danser synchroniquement. En modifiant la surcharge du diapason, ou en faisant varier légèrement les dimensions de la flamme , on augmente ou l’on diminue sensiblement la durée ou le nombre des battements. Dans tous les cas, les sauts de la flamme arrivent aux yeux en même temps que les battements aux oreilles.

Dans le cours de ces expériences, j’eus un jour l’occasion de constater que lorsque j’élevais convenablement le ton de ma voix, une flamme silencieuse jusqu’alors au sein de son tube commençait à chanter. J’interrompais mon chant ou j’émettais de nouveau la note sensible, plusieurs fois alternativement, la flamme me répondait toujours en chantant à l’unisson. Le même fait avait été observé peu de temps