Qu’est-ce que le mur du son ?

D’ou vient l’expression “mur du son” ?

L’expression « Mur du son » est due à un ingénieur britannique des années 40, W. F. Hilton, qui se demandait si un avion pourrait jamais passer la vitesse du son. Lorsque les premiers avions approchaient la vitesse du son, à environ 1.200 km/h, les vibrations devenaient telles que le pilote perdait parfois le contrôle de son appareil. À cette époque, dépasser la vitesse du son semblait assez problématique et l’expression « mur du son » est passée dans le vocabulaire courant.

Quant est ce que l’on à dépasser la vitesse du son ?

Le 14 octobre 1947, le pilote américain Chuck Yeager réussit finalement à dépasser la vitesse du son à bord de l’avion expérimental X-1. L’ère du vol supersonique venait de sonner.

Plus récemment, le 14 octobre 2012, le mur du son a aussi été franchi par l’aventurier autrichien Felix Baumgartner qui devient ainsi le premier le premier homme à franchir le mur du son en chute libre. Il s’est élancé d’une capsule accrochée à un ballon d’hélium d’une altitude record d’un peu plus de 39 000 mètres dans le ciel du Nouveau-Mexique.

De quoi s’agit le mur du son ?

Le son est une onde de pression qui se propage dans l’air à une vitesse de 340 m/s, soit 1224km/h ou Mach 1. Pour franchir le mur du son, un avion doit donc dépasser cette vitesse, il se produit alors un “bang” supersonique.
A titre d’exemple, la navette spatiale rentre dans l’atmosphère à Mach 25, soit 25 fois la vitesse du son, notre Rafale tricolore peut atteindre des vitesses de Mach 1,8 soit 2200km/h et la vitesse de croisière d’un Airbus A320 est de Mach 0,76 soit 930km/h.

Pourquoi un bang se produit-il après avoir franchit le mur du son ?

Avant tout, il faut savoir qu’en se déplaçant, un avion émet continuellement des petites ondes de pressions qui s’éloigne de lui a la vitesse du son, soit 1224km/h. De même, en se déplaçant, un avion comprime l’air autour de lui. Plus l’avion avance vite, plus l’air autour de lui sera comprimé.

Quand l’avion se déplace à une vitesse inférieure à la vitesse du son

les ondes de pression se déplacent plus rapidement et s’éloignent donc de l’avion. Un observateur entend alors l’avion arriver avant que celui ci ne soit au dessus de sa tête, et ce son entendu est dû aux variations entre les zones de compression et de dépression crées dans l’air par l’avion et sa vitesse.

Quand l’avion se déplace à la vitesse du son

il se déplace alors à la vitesse des ondes de pression. Celles ci ne peuvent donc plus s’éloigner plus vite que l’avion et de multiples ondes de pression s’accumulent perpendiculairement à la direction du vol: c’est le mur du son. L’appareil se déplace donc en « surfant » sur les ondes qu’il a émises précédemment et qui vont aussi vite que lui. Les zones de haute pression sont très serrées sur la droite, c’est là que la pression est la plus forte et une grosse onde sonore progresse en même temps que l’avion.

Quand l’avion se déplace à une vitesse supérieure à la vitesse du son

les ondes de pression se déplacent vers l’arrière et prennent la forme d’un cône tridimensionnel. Cette fois-ci, l’avion va plus vite que le son. Il traîne derrière lui un cône de pression, d’autant plus étroit qu’il va vite. Ainsi, l’onde de choc, moins rapide que l’avion, le suit toujours de quelques secondes. Un observateur entend alors le « bang » du passage de l’avion après avoir vu l’avion lui-même: le mur du son est crevé.