CHAPITRE II

Propa^lion des vibrations sonores. — Détermination de la vitesse du son. ~ Loi de la propagation du son. — Variations dans la propagation du son. — Observations récentes , faits curieux. — Influence du vent et de la nature des sur£Eu;es sur la propagation du son. — Les signaux acoustiques. — Téléphone électrique. — Vitesse du son dans l'eau et dans des milieux divers. — Applications curieuses.

Il est facile de comprendre comment s'opère la propagation des vibrations sonores, et leur transmission à l'organe de l'ouïe. Prenons pour exemple la propagation du son dans Tair.

Les molécules d'air contiguës aux difTérents points du corps vibrant prennent, en vertu de leur élasticité, des mouvements semblables à ceux de ces points , vont et reviennent avec eux.

Chaque molécule d'air communique ces mêmes mouvements à la molécule qui est derrière elle , celle-ci à

une troisième, ainsi de suite jusqu'aux molécules qui sont en contact avec le tympan de l'oreille. Celui-ci s'ébranle à son tour pour transmettre au nerf auditif les vibrations reçues ; ce nerf les transmet au cerveau^ et de la natt la sensation du son.

Qui ne s'est amusé quelquefois à lancer un projectile au milieu d'une pièce d'eau tranquille , et n'a observé tout autour du point où il disparaissait une série d'ondulations circulaires , se propageant du centre d'ébranlement sur la rive?

Les vibrations sonores se propagent de même tout autour du corps élastique 9 en excitaut de proche en proche les différentes couches de l'air environnant. C'est la ressemblance de ces phénomènes qui a fait donner le nom d'ondes sonores aux différentes couches conductrices des vibrations qui produisent le son.

Une expérience très-facile à faire, et qui a rapport à notre sujet, est celle de l'effet que produisent sur l'eau les vibrations d'un verre à boire, rempli de ce liquide presque jusqu'au haut. Pendant que Ton fait tourner sur ses bords un doigt mouillé, l'eau tourne autour du verre en suivant le mouvement du doigt, et en même temps la surface est toute parsemée de rides blanchâtres , qui se succèdent rapidement , en allant des bords vers le centre ; et si l'on précipite le mouvement, les molécules de l'eau jaillissent de tous côtés autour du verre.

On peut remarquer, en faisant cette expérience successivement avec des verres de grandeur différente, que les rides deviennent plus petites et prennent un mouvement plus rapide à mesure que le son est plus aigu.

Pour que les sons soient perçus, il faut que les vibrations des corps sonords soient transmises à Torgane de l'ouïe, par Tintermédiaire d'une substance pondérable en contact avec cet organe.

Dans le vide, règne un silence parfait que rien tie peut troubler. Dans les régions éthérées, au-dessus de notre atmosphère , toutes les artilleries du monde , les explosions les plus formidables , ne produiraient aucun bruit. Il est facile de le prouver.

Que Ton place sous le récipient de la machine pneumatique un timbre d'horlogerie muni d*une détente, et que Ton fasse le vide.

Lorsqu'on lâchera la détente , on verra le marteau frappera coups répétés sur le timbre, mais on n'entendra aucun bruit. Laisse-t-on ensuite rentrer Tair, on percevra un son qui, d'abord très-faible, augmentera de force à mesure que l'air du récipient augmentera de densité, et qui finira par se faire entendre aussi plein qu'au dehors , quand l'air du récipient aura repris la densité de l'air extérieur.

L'air est donc le conducteur ordinaire du son :

0 charme de l'oreille ! aimable Polymnie , C'est lui qui, secondant ta céleste harmonie. Au gré du souffle humain , de Tarchet et des doigts, En accents modulés fait résonner les bois;

i96 LES HARMONIES DU SON.

Par lui l'airain bruyant, la corde frémissante. Du mobile clavier la touche obéissante Parlent tantôt ensemble et tantôt tour à tour; Il Tait siffler le fifre et gronder le tambour. Anime le clairon, inspire la musette , Fait soupirer la flûte, éclater la trompette.

(Delille.)

L'expérience dont nous venons de parler nous prouve non-seulement que le son n'est pas transmissible dans le vide, mais aussi qu'il est d'autant plus faible que la densité de l'air est moindre. Ceci est vrai non-seulement de l'air, mais de tous les autres gaz. Le son augmente aussi de force dans un gaz quelconque , la densité reâtant la même y mais duquel on augmente le ressort par la chaleur.

A de grandes hauteurs , où la raréfaction de l'air est considérable, les sons perdent étonnamment de leur force. Gay-Lussac a constaté qu'à 7,000 mètres au-dessus du sol sa voix était méconnaissable. Tout le monde sait aussi que, sur le sommet du mont Blanc, un coup de pistolet fait moins de bruit que l'explosion d'un petit pétard dans la plaine.

Au niveau de la mer, la pression moyenne de Tair est égale à celle d'une colonne de mercure d'environ 76 centimètres de hauteur; au sommet du mont Blanc, la colonne barométrique dépasse a peine la moitié de cette hauteur, et, par conséquent, au point le plus élevé de cette montagne, l'élasticité de l'air n'a que la moitié environ de sa valeur sur le rivage des mers ; le son , toute chose égale d'ailleurs, doit y être beaucoup plus faible.

PROPAGATIOiN DU SOiN. 197

Le son emploie toujours, pour se propager, un temps sensible y dont la durée est proportionnelle à la distance

Fig. 58. — Expériences faites entre Villejuif et MonUhéry, pour déterminer la vitesse du son.

qu'il a à franchir. Voici comment on a déterminé sa vitesse dans l'air.

La lumière franchit dans un temps inappréciable les plus grandes distances que nous puissions prendre sur la

terre, puisqu'elle parcourt environ 300,000 kilomètres par seconde. L'explosion du canon peut donc être propre à donner des résultats sur la vitesse du son : il ne s'agit que d'estimer le temps qui s'écoule entre le moment où la lumière indique à l'œil le départ du son, et celui où le son lui-même avertit l'oreille de son arrivée, puis diviser l'espace parcouru par la durée du temps.

Cette détermination a été faite pour la première fois en 1738, par l'Académie des sciences de Paris; elle fut renouvelée les 21 et 22 juin 1822 par une commission du Bureau des Longitudes de France , qui exécuta alors une série d'expériences devenues célèbres. Deux stations avaient été choisies , Tune à Villejuif , l'autre à Mont- Ihéry, situées toutes deux au sud de Paris , et distantes Tune de l'autre de 18,613 mètres. On fit partir des deux stations des canons chargés , tantôt d'un kilog. de poudre, tantôt d'un kilog. et demi , et l'on déduisit la vitesse du son de l'intervalle entre la vue de la lumière et l'arrivée du son. On trouva ainsi que le son parcourt environ 340 mètres par seconde (fig. 58).

La vitesse du son est directement proportionnelle à la racine carrée de l'élasticité et inversement proportionnelle à la racine carrée de la densité; par conséquent, si l'élasticité et la densité varient dans le même rapport, il y aura compensation et la vitesse du son restera la même.

Dans l'évaluation de la vitesse du son on ne doit donc pas séparer la densité de l'élasticité; la vitesse du son ne dépend pas de l'une ou de l'autre de ces qualités prises séparément, mais de leurs rapports : plus l'élasticité

PROPAGATION DU SON. i99

de l'air est grande, plus la propagation du son est rapide; plus la densité de l'air est grande , pins la propagation du son est lente.

Ainsi, lorsque notre atmosphère est chauffée par le soleil, l'air se dilate et devient plus léger, volume pour volume, tandis que sa pression ou, en d'autres termes , son élasticité reste la même. La vitesse du son varie donc avec la température.

Vertheim a essayé de déterminer cette variation ; d'après le tableau qu'il a construit, la vitesse du son est de 331 ""O par seconde, à un demi-degré au-dessus de la température de la glace fondante, et de 347"'5 à la température de 26,6. Une différence de 26 degrés de température donne ainsi une difTérence de 15'°6 dans la vitesse du son ; ce qui revient en moyenne à une différence de 6 décimètres environ par chaque degré de température. On pourrait donc calculer assez facilement, dans des circonstances données, la température de l'air par la connaissance de la vitesse du son.

On voit que la connaissance de la vitesse du son peut fournir un moyen d'estimer à peu de choses près, par la lumière et par le bruit du canon, les distances que l'on a intérêt à connaître à l'instant, comme celle où Ton se trouve à l'égard d'une ville assiégée, d'un vaisseau ou d'un port de mer.

On peut mesurer Téloignemeut d'un nuage orageux par le temps écoulé entre l'éclair et le tonnerre ; chaque seconde que Ton peut assez facilement compter par les battements du pouls représente une distance de 340 mètres, le temps de propagation de la lumière pouvant être négligé *.

Ces phénomènes étaient bien connus des anciens : a Mais Toreille, dit Lucrèce , n'entend le son du tonnerre *que quand l'œil a aperçu l'éclair, parce que les simulacres qui frappent l'ouïe vont plus lentement que ceux qui excitent la vue, une expérience t'en convaincra. Regarde de loin le bûcheron trancher avec la hache le superflu des rameaux, tu verras le coup avant d'en entendre le son; de même, l'impression de l'éclair se fait sentir plutôt que celle du tonnerre, quoique le bruit parte en même temps que la lumière, et qu'ils soient l'un et l'autre produits par la même cause et nés du même choc ^.

S'il fait du vent , cette vitesse peut être accélérée ou retardée , suivant que le vent souffle dans une même direction ou dans une direction opposée à celle du son ; elle augmente avec la température comme nous venons de le voir, mais elle est sensiblement la même par un temps pluvieux ou par un temps sec.

Dans les mêmes circonstances tous les sons, forts ou faibles, graves ou aigus, ont la même vitesse. Il suffit, pour s'en convaincre, de remarquer que, dans

^ Voir sar ce sujet notre Histoire des Météores, chap. XVII. ^ LucRicB, Uv VI.

PROPAGATION DU SON. m

un concert 9 les musiciens qui jouent de divers instruments font partir tous les sons de leurs notes à des intervalles égaux y et que ceux qui les entendent de près comme de loin reçoivent ces sons exactement avec les mêmes intervalles.

On formule cette loi de propagation du son de la manière suivante : Dans un milieu homogène rintensiié du son diminue comme le carré de la distance au corps sonore.

Lorsque plusieurs systèmes d'ondes émanant de centres distincts d'agitation se propagent dans Teau ou dans l'air, le mouvement de chaque molécule est la somme des mouvements qui lui sont communiqués : « L'air, dit M. Tyndall, partage avec Teau cette propriété de recevoir et de transmettre des multitudes d'impulsions, qui assurent à toutes les ondes sonores, quelque nombreuses qu'elles soient, leur droit à l'espace et au mouvement. Une même masse d'air est apte à recevoir dans son sein et à propager à la fois le son de mille instruments de musique. Quand nous essayons de nous représenter les mouvements de l'air, de rendre présent à Tesprit celte lutte acharnée des impulsions directes et répercutées, l'imagination se replie sur elle-même effrayée de son audace. Néanmoins, au milieu de cette complexité désespérante, la loi énoncée tient bon ; chaque molécule d'air est animée d'un mouvement résultant égal à la somme algébrique des impulsions qu'elle a reçues. Et le plus étonnant de toat cela, c'est que Toreille humaine, quoiqu'elle ne reçoive l'action que d'un cylindre d'air du diamètre d'un tuyau déplume, puisse découvrir les composantes de ce mouvement, et par un

202 LES HARMONIES DU SOxN.

acte d'attention suffisante « arriver à isoler chacun des sons de cet imbroglio aérien* t>.

M. le professeur Osbeme Reynolds a fait de nouvelles et importantes observations sur la vitesse du son dans des circonstances diverses ; ces observations, dignes d'attirer l'attention des spécialistes , présentent également un grand intérêt pour les gens du monde. Voici les principaux résultats auxquels il est arrivé ^.

On peut facilement constater que le bruit du canon tiré dans une direction opposée à un vent violent, ne peut être entendu à une distance de 500 mètres, tandis que, par un temps calme, le bruit du même canon peut s'entendre à quatre ou même huit lieues.

Ce n'est pas seulement lorsque le vent est très-fort que son influence sur le son se fait sentir, tous les amateurs de chasse savent combien il est important de parcourir la campagne sous le vent, même quand il y a une brise légère ; cependant avec une faible brise les résultats ne se prononcent pas toujoyrs de la même manière qu'avec des vents très-forts ; autant que l'oreille peut en juger, les sons qui parcourent une certaine dis-

■ Le Son, leçon VII.

^ Nous résumons ici les principaux passages de son Mémoire publié dans les Mondes scientifiques^ année 1874.

tance au lieu de s'afTaiblir prennent de la rorce loi^squ'ils se transmettent dans une direction opposée à des vents assez faibles.

Dans tous les cas , Tefret du vent semble agir comme inOuant sur la distance plutôt que sur la netteté avec laquelle on perçoit le son. Des sons perçus dans la direction du vent sont presque toujours entendus avec leurs qualités propres; et, par comparaison avec la distance qu'un son parcourt, il n'y a qu'un très-petit espace entre le point auquel le son commence à diminuer et celui auquel il cesse d'être entendu.

Les différences que l'on remarque dans le son , suivant que Tair est en repos ou en mouvement y ont dérouté les savants 9 parce qu'ils ont attribué au mouvement de l'air la cause perturbatrice , tandis qu'elle ne lui est qu'accidentelle. En effet , cette cause est loin d'être due simplement au vent, mais à la différence avec laquelle l'air est entraîné à la surface du sol et à quelque hauteur au-dessus de lui; c'est-à-dire que si nous avions une surface parfaitement unie, elle ne retarderait pas le vent du tout, le vent se mouvrait partout avec la même vitesse , il n'opposerait aucun obstacle au son ; mais par suite de la rugosité de la terre et des obstacles qui la recouvrent ^ il y a une diminution graduelle dans la vitesse du vent, lorsqu'on approche de la surface. L'intensité de cette diminution dépend de la nature de la surface; ainsi, dans une prairie à une hauteur de 30 à 40 centimètres au-dessus du sol, la vitesse du vent n'est que la moitié de ce qu'elle est à une hauteur de 2 mètres 50 à 3 mètres, et la difTérence

est beaucoup plus coasidérable , lorsque Ton s'élève à de grandes hauteurs.

La vitesse des ondes sonores dépend en partie de la vitesse du vent , quoique à un degré peu élevé ; toute autre cause étant mise de côté pour obtenir la vitesse du son dans le sens du vent , il faut ajouter la vitesse du vent à la vitesse normale du son , et lorsque le sens est contraire, il faut soustraire la vitesse du vent du chiffre que Ton adopte pour la vitesse du son.

Ainsi, la vitesse du son dans l'atmosphère étant de 337 mètres par seconde, si le vent se meut avec une vitesse de 4 mètres à la surface d'une prairie et à la vitesse de 8 mètres à la hauteur de 3 mètres, la vitesse du son contre le vent sera de 333 mètres à la surface, et de 329 mètres à la hauteur de 3 mètres. Dans une seconde , la même onde sonore franchira donc i mètres de plus à la surface qu'à une hauteur de 3 mètres.

Cette différence de vitesse forcera Tonde à se redresser légèrement, et à marcher en s'élevant au lieu de marcher horizontalement; il en résulte que l'onde sera à peine avancée d'une seconde, qu'elle aura déjà commencé à monter, car le moindre mouvement en avant de Tonde est suivi d'un mouvement d'inclinaison de bas en haut.

L'effet du vent n'est donc pas de détruire le son, mais d'élever les ondes sonores, qui dans le calme suivraient le sol , à une hauteur telle qu'elles passent au-dessus de nos tètes.

Lorsque les extrémités des ondes sont élevées audessus du sol, elles tendent à diverger vers la partie in-

férieure et à donner lieu à des ondes secondaires , que l'on peut appeler divergentes, en reconstituant le vide qui s'est ainsi fait; ces ondes secondaires seront entendues comme forniant la continuation du son plus ou moins faible, après que les ondes primitives sont entièrement au-dessus de nos tètes. Ce phénomène de divergence est d'une étude très-difficile , et on ne s'en est bien rendu compte que dans quelques cas particuliers.

On voit aussi que par suite de cette action du vent, la distance à laquelle on peut entendre les sons marchant contre le vent doit dépendre de la hauteur de l'observateur, ainsi que de la hauteur du corps qui émet le son. On ne s'aperçoit pas toujours de ce fait dans les observations ordinaires , parce que , dans neuf circonstances sur dix, les sons ne sont pas continus et par conséquent ne permettent pas d'établir des comparaisons sur leur intensité dans différentes positions.

M. Osberne Reynolds a fait des expériences suivies à l'aide d'un timbre ou cloche électrique , montée sur une boîte contenant une pile, et d'un anémomètre. Voici quelques-uns des résultats auxquels il est arrivé :

Dans tous les cas , il a trouvé que le son s'entendait plus loin lorsqu'il marchait dans le sens du vent que lorsqu'il était à angle droit de sa direction ; et lorsque le vent soufflait très- fort, la portée dans le sens du vent

206 LES HARMOiMES DU SON.

était plus que double de ce qu'elle était à angle droit.

Les expériences ont toutes pu servir à donner Texplication de ce fait, il provient de ce que le son, lorsqu'il aiTive immédiatement en contact avec le sol , est détruit d'une manière continue par une surface rugueuse , tandis que le son qui vient d'en haut est ramené en bas d'une manière continue pour remplacer celui qui a été détruit. Les ondes divergentes sont détruites à leur tour ; ainsi il y a un afTaiblissement graduel de l'intensité des ondes près du sol. Par conséquent, dans les circonstances ordinaires, lorsqu'il n'y a pas de vent, les sons partis de sources éloignées qui passent au-dessus de nos tètes sont plus intenses que ceux que nous entendons. Il y a plusieurs preuves de ce fait : dans les expériences dont nous parlons, à toute distance de la cloche dépassant 18 mètres, le son était beaucoup moindre auprès du sol qu'à quelques décimètres au-dessus, et alors que le son ne s'entendait plus, qu'il était comme perdu dans toutes les directions, on a pu le retrouver en montant sur un arbre, et encore plus efficacement en élevant la cloche à une position plus haute de 3 mètres 50 environ , on a obtenu ainsi pour effet de doubler la portée dans toutes les directions excepté dans celle du vent, quoique, même dans ce sens, la portée se trouvât sensiblement augmentée.

Maintenant, eu égard au fait que le son est plus fort au-dessus de nos têtes qu'auprès du sol, tout ce qui tend à faire descendre doucement le son augmentera sa portée; dès lors, admettant que Faction du vent abaisse le son dans la direction vers laquelle il souffle, nous

devons en conclure que la portée augmentera dans ce sens. On peut en conclure également que, dans cette direction^ il y aura moins de difTérence entre Tintensité du son sur le sol et au-dessus que dans les autres. C'est d'ailleurs ce que l'on a toujours observé.

Dans la direction du vent, s'il souffle avec force , le son sera entendu aussi bien en plaçant la tète sur le sol qu'en la conservant élevée, même si la cloche est dans un enfoncement caché à la vue par les pentes du terrain, et l'on n'a trouvé aucun avantage à élever la cloche. Dans le sens où le vent souffle, on peut entendre le son sur du gazon à 128 mètres, et sur la neige à 329 mètres, soit qu'on ait la tète contre le sol ou élevée; tandis qu'à angle droit, avec le vent, dans toute circonstance de sol, la portée est augmentée si l'observateur et la cloche se trouvent plus élevés.

Ces expériences confirment les hypothèses émises par le professeur Stokes; elles mettent l'action du vent hors de doute et expliquent un grand nombre des anomalies observées : pourquoi, par exemple, les sons sont entendus plus loin au-dessus de Teau qu^au dessus de la surface terrestre, et aussi pourquoi en mer une brise légère ne parait affecter le son en rien ; ce fait provenant de ce qu'une eau unie n'altère ni le son ni le vent qui glissent sur elle; lorsque le vent et la mer sont agités, il n'en est plus ainsi.

On sait que chaque degré de température entre 4 et 22 degrés ajoute approximativement 35 centimètres par seconde à la vitesse du son ; cette vitesse augmente aussi avec le degré d'humidité de l'air; généralement cette

208 LES HARMOiNlES DU SON.

quantité est trop faible pour donner lieu à un résultat appréciable y mais elle donne à Pair un pouvoir de radiation et d'absorption de chaleur beaucoup plus grand , et par suite elle le rend plus apte à modifier le son.

Ainsi j si Tair était partout à la même température et également saturé d'humidité , la vitesse du son serait, toutes choses égales d'ailleurs, la même à toutes les hauteurs ; mais si la température est plus élevée , ou si Tair contient plus d'eau en bas qu'en haut, alors l'onde du son marchera plus vite en bas qu'en haut, et sera soulevée de la même manière que lorsqu'elle marche sous le vent ; le son subit ainsi une espèce de réfraction.

Comme la température de Tair s'abaisse à mesure que l'on s'élève , il contient par conséquent moins de vapeur dans les hautes régions que dans les régions inférieures; les rayons du soleil agissant avec plus de puissance sur l'air qui contient le plus de vapeur, ils échauffent les couches inférieures plus que les couches supérieures ; et de plus, ils échauffent la surface de la terre, et cette chaleur se répand dans l'air en contact.

Il en résulte que les ondes du son avancent plus vite en bas qu'en haut, et qu'ainsi elles sont réfractées ou soulevées. On trouve là une explication du fait bien connu , qui consiste en ce que les sons ont moins d'intensité pendant le jour que pendant la nuit. Humboldt a pu entendre les chutes de l'Orénoque avec trois fois autant d'intensité pendant la nuit que pendant le jour, et à une distance d'une lieue ; il a dit qu'un phénomène semblable se produisait auprès de toutes les cascades de l'Europe.

Il doit arriver très-rarement que les sons se fassent

entendre avec toute leur netteté, particulièrement pendant le jour, et toutes les fois que Tobservateur ou la source sonore seront élevés au-dessus des obstacles du sol, la portée et la limpidité augmenteront; il en sera de même avec une douce brise qui ramènera les sons à la partie inférieure et contrariera les effets de la réfraction.

On peut expliquer ainsi les distances surprenantes auxquelles se font entendre certains sons, particulièrement ceux des météore's. On voit également qu'il y a avantage à établir les cloches sur des tours élevées, pour que leurs sons se transme tient au loin. Il est facile, d'ailleurs, de tirer de ces observations nouvellement acquises à la science de nombreuses et importantes applications.

Au moment où nous écrivons ces lignes, les féconds résultats obtenus par M. le professeur Osberne Reynolds sont à peine connus des spécialistes les plus en renom ; à plus forte raison ne le sont-ils pas du public; nous sommes d'autant plus heureux de leur donner la publicité de notre ouvrage.

Avant les expériences de M. Osberne Reynolds sur les propriétés acoustiques de l'atmosphère que nous venons de rapporter, et celles de M. Tyndall, nous ne possédions qu'un très-petit nombre de données certaines sur cette question. Les expériences qui ont été faites à South-

210 LtS HARMONIES DU SON.

Foreland pendant Tété et l'automne de 1873, et dont parle M. Tyndall, ont démontré qu'une atmosphère d'une très-grande transparence optique, pouvait n'offrir que de très-mauvaises conditions pour la propagation des sons et, réciproquement, que les circonstances les plus favorables pour cette propagation se rencontraient fréquemment avec une atmosphère peu transparente. Le brouil> lard, la pluie, la grêle, la neige, n'ont qu'un effet très-faible sur la propagation du son, tandis qu'elle est notablement arrêtée par un soleil brillant et un ciel pur. Les obstacles que les ondes sonores rencontrent au milieu de Tair, sont dus à l'inégale distribution des vapeurs aqueuses. Le professeur Tyndall dit à ce sujet : a Les plus mauvaises conditions acoustiques de l'atmosphère proviennent de ce que les vapeurs d'eau, dues à un soleil d'une grande force, se mélangent avec l'air d'une manière régulière; quoiqu'elles soient tout à fait invisibles, elles produisent un nuage acoustique impénétrahle di\x son, qui répercute les ondes sonores, de la 'même manière que les ondes lumineuses sont renvoyées par un nuage ordinaire. Celte répercussion produit des échos d'une force et d'une durée extraordinaire. » La conclusion de ces expériences est qu'il y a lieu de recherch un appareil tel, qu'après la perte partielle due à la répercussion des ondes sonores dans l'atmosphère, le son conserve encore une force suffisante pour répondre au besoin du service auquel il est affecté. De tous les instruments qui ont été examinés, c'est la syrène qui a donné les meilleurs résultats. En s'appuyant sur les faits qui précèdent, sir William Thomson a pensé qu'il serait

PROPAGATION DU SOiN. 211

possible d'en tirer une heureuse application de l'alphabet Morse à un système de signaux à la mer. Cet alphabet, comme chacun le sait^ se compose de deux signes, un trait et un point, dont les diverses combinaisons représentent les lettres de l'alphabet usuel. Le professeur Thomson propose de substituer à ces deux signes deux notes musicales différentes, obtenues au moyen d'un sifflet, ou mieux d'une syrène. Les combinaisons de ces deux notes donneraient ainsi un moyen de communiquer en mer jusqu'à la distance à laquelle arrive le son de cet instrument'.

Dans une communication à l'Académie des sciences, M. Mat expose également un système de signaux d'alarme continus, pour prévenir la rencontre des trains de chemins de fer ou des navires en mer par les temps brumeux. Par son appareil, l'air est comprimé de 9 ou 10 atmosphères dans un réservoir cylindrique, long de 3 mètres sur 40 centimètres de diamètre. Une tubulure, de 3 centimètres à l'intérieur, conduit l'air comprimé à un jeu de trois tuyaux d'orgue pouvant sonner isolément ou réunis, suivant les circonstances. La première note grave donne le contre do du diapason ; la deuxième note le mi de la tierce; la troisième note le sol de la quinte^ comme il suit : l"" en temps de brouillard ou de nuit close, le do seul se fait entendre, ainsi que le do du train s'avançant à la rencontre , sur la deuxième ligne ferrée ; 2** pour s'assurer de la bonne marche, le plus diligent des deux conducteurs sonne le mi aussitôt qu'il a perçu le son du

* Les Mondes scientifiques, 1877, 1*' semestre.

2i2 LES HARMONIES DU SON.

(fo du deuxième train. Celui-ci ne transmet son mi qu'après s'être assuré qu'il se trouve bien sur la ligne qu'il doit parcourir. Cela fait, les deux sol se font entendre. Les mêmes signaux du do et du mi réunis sont transmis lorsque l'un des trains est en retard; il ne fait alors résonner son do seul qu'après avoir repris sa marche normale. Tout train arrêté dans sa marche, par la rupture d'un essieu ou pour toute autre cause, ne cesse de faire entendre son doj de même que s'il était en marche V

Les signaux acoustiques peuvent donc rendre en temps orageux ou en temps de brouillard, les plus grands services. Pendant le courant de l'année 1876, les autorités de Trinity-House se sont livrées à des expériences suivies sur ce sujet. On sait que le son va aussi vite à travers le brouillard, et quelquefois plus vite qu'à travers une atmosphère claire ; c'est pour cette raison qu'on apporte maintenant une attention toute particulière aux signaux par le son. Partout ou l'on a placé des trompes à air sur des phares flottants, on a obtenu les meilleurs résultats de leur emploi, le son ayant souvent été entendu à plusieurs milles ; c'est pourquoi on estime qu'en employant, dans une proportion qu'il faut chercher, la poudre à canon ou toute autre matière explosible , on pourrait organiser un système de signaux par le son, qui fonctionneraient en temps de brouillard tout aussi parfaitement que la trompe des phares flottants et des fanaux en temps calme. On a fait de nombreux essais depuis quelque temps et maintenant l'on est en train de construire un canon spécial, dont la bouche

* Comptes rendus de V Académie des sciences, 1874, l'^ semestre

en entonnoir sera très-large : on compte l'essayer avant peu. Jusqu'à présent aucun appareil n'a donné des résultats meilleurs que ceux obtenus au moyen d'un miroir de grandes dimensions et fort épais, devant lequel on Tait éclater une charge de fulmi-coton. Cet appareil est si simple et si peu coûteux, qu'il est probable que Trinity- House l'emploiera sur ses phares flottants; pendant les temps de fort brouillard, on ferait le signal tous les quarts d'heure ou à des limites de temps déterminées. Le miroir porte à une distance considérable le bruit perçant de la détonation, le son du fulmi-coton portant déjà lui-même plus loin que le bruit de la décharge d'un canon de dimension ordinaire. La perte récente du Deutchland prouve surabondamment qu'un système de pareils signaux serait on ne peut plus utile à la navigation '.

La même revue, en parlant de la portée du son, fait également remarquer que le sifflet établi au cap Foucher pour les temps de brouillard, peut être entendu à 28 kilom . par un temps calme; de 9 kilom. à 15 kilom. durant les tempêtes ; à 46 kilom. avec le vent favorable ; de 9 kilom. à 15 kilom. lorsque le vent est contraire. D'un autre côté, ÏEngineer rappelle que la canonnade de Waterloo a été entendue à Ci*eil, à une distance d'environ 200 kilomètres, et que celle du 30 mars 1814 a été distinctement perçue à Casson, entre Lisieux et Caen, à 176 kilomètres à vol d'oiseau.

* Les Mondes scientifiques^ 1876, !•' semestre.

Le soin que nous apportons à donner, autant qu'il nous est permis de le faire , tout ce que la science a de plus récent, nous engage à dire ici quelques mots d'une invention des plus étonnantes, mais encore dans les langes, nous voulons parler du téléphone électrique qui permet de communiquer par la parole, par le chant, en un mot par les sons à de grandes distances, avec l'auxiliaire de Télectricité. La Nature est une des revues qui ont parlé avec le plus d'étendue et le plus d'intérêt de cette merveilleuse découverte ; nous la suivrons dans le résumé que nous allons donner, et nous reproduirons quelques-uns de ses dessins.

a Quand on a appris récemment, dit M. Gaston Tissandier, que de l'autre côté de l'Atlantique, un physicien était parvenu à opérer à une grande distance le transport des sons, de la musique, de la parole humaine^ au moyen d'un simple fil électrique, on a accueilli d'abord cette nouvelle avec de prudentes réserves. Aujourd'hui le fait ne semble plus de nature à être mis en doute ; les expériences de M. Bell (l'inventeur), ont été faites devant plusieurs savants éminents et devant un public nombreux (fig. 59) ; la presse américaine toute entière se préoccupe de cette étonnante conquête de la science, nous faisant même espérer que de nombreux perfectionnements permettront bientôt à l'inventeur, de faire entendre sa pa-

rôle d'Amérique en Europe, par l'intermédiaire du câble transatlantique *. t>

Le Scientific American rappelle que M. Bell avait d'abord exposé son appareil lors de la fête du centenaire de Washington, et que, depuis cette époque , des perfectionnements successifs y ont apporté de véritables trans-

Fig. 60. — Transmetteur du télégraphe parlant. — E. Électro-aimant. — M. Membrane vibrante.

formations ; récemment il a servi au transport de la voix humaine à une distance de 230 kilomètres, de Boston à North Conway, et cela avec tant de netteté, que les conversalions particulières étaient entendues d'une extrémité à Tautre du fil conducteur.

Voici la description de cet appareil : nous y trouvons

* fM Nature y revue des sciences el de leurs applicaUons, 1877.