Qu'est-ce que c'est ?
Comment le mesurer en classe
Avec FizziQ, les élèves peuvent mettre en évidence les infrasons en utilisant l'accéléromètre du smartphone pour détecter des vibrations de très basse fréquence.
Étapes :
Ouvrir FizziQ et sélectionner l'instrument Accéléromètre. Poser le smartphone à plat sur une table.
Frapper doucement et régulièrement la table à un rythme lent (environ une fois par seconde). Le smartphone capte les vibrations de la table à travers l'accéléromètre.
Observer le signal enregistré : les oscillations ont une fréquence de l'ordre de 1 à 5 Hz, bien en dessous du seuil d'audibilité. Pourtant, le smartphone les détecte parfaitement.
Interpréter : ces vibrations sont des infrasons. Elles sont inaudibles mais bien réelles. Les élèves comprennent que le capteur du smartphone détecte des phénomènes hors de portée de l'oreille humaine.
Activités scientifiques sur ce thème
Plusieurs expériences facilement réalisables avec un smartphone, une tablette ou un ordinateur permettent d'explorer le domaine des infrasons et des vibrations basse fréquence.
1 : Chute d'une météorite - Explore comment l'énergie se propage sous forme d'ondes sismiques lors de l'impact d'une météorite : https://www.fizziq.org/team/meteorite
2 : Accélérocardiogramme - Déterminer la fréquence cardiaque par les mouvements de la cage thoracique : https://www.fizziq.org/team/acc%C3%A9l%C3%A9rocardiogramme
3 : C'est quoi un accéléromètre - Découvre le concept d'accélération linéaire : https://www.fizziq.org/team/acc%C3%A9l%C3%A9ration-lin%C3%A9aire
En savoir plus
Un peu d'histoire
La découverte des infrasons est attribuée au physicien français Vladimir Gavreau dans les années 1960. Il aurait ressenti des malaises dans son laboratoire causés par les vibrations d'un ventilateur produisant des infrasons. Cette observation a ouvert un nouveau champ d'étude en acoustique.
Surveillance géophysique
Le réseau mondial du CTBTO utilise des stations infrasonores pour détecter les explosions nucléaires atmosphériques. Ces stations ont aussi permis de détecter l'explosion du météore de Tcheliabinsk en 2013 et les éruptions du volcan Hunga Tonga en 2022, dont les infrasons ont fait plusieurs fois le tour de la Terre.
Communication animale
La biologiste Katy Payne a découvert en 1984 que les éléphants communiquent par infrasons. Elle a ressenti des vibrations dans sa poitrine en observant des éléphants au zoo de Portland et a confirmé l'existence de vocalisations à 14-35 Hz, inaudibles pour l'homme mais essentielles à la cohésion sociale des troupeaux.
Expériences complémentaires
L'expérience Chute d'une météorite explore comment l'énergie se propage sous forme d'ondes, y compris dans le domaine infrasonore, lors de l'impact d'un corps céleste.
Formule
Aucune formule spécifique n'est propre aux infrasons.
Les infrasons obéissent aux mêmes lois que les sons audibles :
v = λ × f
Signification :
v : célérité dans le milieu (m/s)
λ : longueur d'onde (m)
f : fréquence, inférieure à 20 Hz
Exemple : un infrason de 5 Hz dans l'air a une longueur d'onde de 343/5 ≈ 69 mètres.
Exemples d'application
- Les tremblements de terre génèrent des infrasons qui se propagent sur des milliers de kilomètres
- Les éléphants communiquent par infrasons à des fréquences autour de 14 Hz, perceptibles à plus de 10 km
- Les éruptions volcaniques produisent des infrasons détectés par des stations de surveillance dans le monde entier
- Les éoliennes peuvent produire des infrasons ressentis comme des vibrations par les riverains
- Les vagues océaniques génèrent un bruit infrasonore permanent appelé microséisme, détectable partout sur Terre
FAQ
Q : Peut-on ressentir les infrasons ?
R : Oui. Bien qu'inaudibles, les infrasons de forte intensité sont ressentis comme des vibrations dans la poitrine ou l'abdomen. À très haute intensité, ils peuvent provoquer des nausées ou un malaise.
Q : Quels animaux utilisent les infrasons ?
R : Les éléphants communiquent par infrasons (14 à 35 Hz) sur des distances de plus de 10 km. Les baleines bleues émettent des sons à des fréquences aussi basses que 10 Hz pour communiquer sur des centaines de kilomètres.
Q : Comment détecte-t-on les infrasons ?
R : On utilise des microbaromètres, des sismomètres ou des accéléromètres sensibles. Le réseau CTBTO (surveillance des essais nucléaires) possède des stations infrasonores réparties dans le monde entier.
Q : Les infrasons sont-ils dangereux ?
R : À intensité normale, non. Mais des infrasons de forte intensité (plus de 170 dB) peuvent provoquer des dommages internes. Les niveaux rencontrés dans la vie quotidienne sont sans danger.
Q : Pourquoi les infrasons se propagent-ils si loin ?
R : Les infrasons ont une très grande longueur d'onde (dizaines à centaines de mètres). Ils sont très peu absorbés par l'air et contournent facilement les obstacles par diffraction, ce qui leur permet de se propager sur des milliers de kilomètres.