Introduction à l'acoustique
Survol historique
L'Acoustique a 2300 ans d'histoire :
- L'hypothèse que le son soit une onde émise par le mouvement d'un
corps puis transmise par un mouvement de l'air remonte aux Grecs
(Chrysippe 240BC., Aristote 384-322BC.).
- Pythagore aurait été le premier à étudier les sons musicaux
(550BC.). Il remarque que deux cordes à l'octave ont leur longueur
dans un rapport double :
- Toutes ces notions apparaissent sous des formes différentes chez
:
- Vitruve, architecte et ingénieur romain (25BC),
- Boethius, philosophe romain (480-524).
Après, il faut attendre le XVIème
siècle (Renaissance).
- Galilée (1564-1624) : en 1638, étude de la vibration des corps,
notions de résonance, et de vibration symphatique induite. Relation
entre hauteur du son / longueur de la corde vibrante et nombre de
vibrations par seconde.
- Mersenne (1588-1648) : moine au Mans, tenu pour le père de
l'acoustique donne la loi des cordes vibrantes (f est
inversement proportionnelle à la longueur de la corde). Première
détermination absolue de la fréquence d'un son (1625).
- Boyle (1660) montre qu'il faut de l'air pour que le son se
propage (expérience de la cloche).
- Newton (1642-1727) donne la première tentative de calcul de la
vitesse du son. Il se trompe (mouvement non isotherme), mais donne le
début de la formalisation mathématique des phénomènes sonores
(Principia 1686).
- C. Huygens (vers 1690) fait une synthèse des connaissances de
l'époque sur les phénomènes sonores.
- Le XVIIIème siècle est très riche
pour le développement de l'acoustique. D'Alembert (1717-1783),
Euler (1707-1783) et Lagrange (1736-1813) établissent le
formalisme définitif en développant la notion de dérivée partielle
(d'Alembert, 1747) puis en jetant les bases de la mécanique analytique
(Lagrange, 1759).
- À partir de cette époque, le formalisme est établi, le reste
n'est que raffinement. Helmholtz (1821-1894) expérimente et développe
la théorie de l'audition.
- Fourier (1768-1830) : décomposition des fonctions périodiques de
la théorie de l'audition.
- Rayleigh (1824-1919) : oeuvre considérable en théorie de
l'acoustique, publie en 1877 un ouvrage qui demeure un ouvrage de base
de l'acoustique.
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