Les vibrations de la membrane d’un haut-parleur se transmettent à l’air pour propager les sons. © phamtu1509, Pixabay, DP

Sciences

Vibration

DéfinitionClassé sous :physique , vibration , onde

En physique, le terme « vibration » désigne le mouvement d'un système qui reste voisin de son état de repos, de son état d’équilibre.

Types de vibrations et exemples : musique…

Ainsi, une masse accrochée à un ressort, un circuit électrique RLC, un haut-parleur ou une molécule diatomique représentent quelques exemples de systèmes qui sont les sièges de vibrations.

On distingue plusieurs types de vibrations :

  • Les vibrations forcées, ou entretenues, découlent d'une excitation. Elles durent aussi longtemps que se maintient l'excitation.

  • Les vibrations libres résultent d'une action imposée à un instant donné. Elles apparaissent ainsi lorsque le système est placé en dehors de sa position de repos ou lorsqu'on lui transmet une impulsion initiale. Du fait de l'amortissement que subissent en général les systèmes physiques, les vibrations libres ont tendance à décroître avec le temps. On dit que les vibrations sont « amorties ».

  • Les vibrations propres apparaissent dans un système non amorti. Elles sont périodiques dans le temps.
Les vibrations peuvent représenter un risque pour la santé des salariés. La législation française définit des valeurs limites d’exposition. © c_badeja, Pixabay, DP

Des vibrations omniprésentes

La plupart des êtres vivants ressentent les vibrations de leur environnement. Ainsi, l'être humain, par le biais de son oreille, perçoit les vibrations de l'air provoquées par les ondes sonores. De son côté, le cobra qui danse devant le charmeur de serpent réagit aux vibrations du sol.

Dans l'industrie, on étudie les vibrations pour deux grandes raisons :

  • elles sont susceptibles de mener à des ruptures — dans le cas d'une excitation des modes propres conduisant au déclenchement d'un phénomène de résonance — ou à des nuisances ;
  • elles peuvent trahir un système mal équilibré, mal conçu.

Vibration et onde : quelle différence ?

Les notions d'onde et de vibration — même si elles semblent s'entremêler — sont à distinguer. En effet, la notion d'onde renvoie à une grandeur qui varie et se propage, dans le temps et dans l'espace (son, lumière, etc.). La notion de vibration, quant à elle, renvoie à l'oscillation d'un milieu (corde, ressort, etc.). Ces oscillations peuvent toutefois être mathématiquement représentées par une superposition d'ondes.

Cymatics, ou quand la science fait danser les sons  En jouant avec le son, cette onde compression qui peut faire bouger la matière, un esprit inventif a de quoi créer des effets surprenants. C'est ce qu'a fait Nigel Stanford avec Cymatics, un clip de musique mettant en scène une série d’expériences scientifiques, pour un résultat spectaculaire à découvrir ici en vidéo.