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Kézako : que se passe-t-il lorsqu'un avion franchit le mur du son ?

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Que se passe-t-il lorsqu'un avion supersonique franchit le mur du son ? Pourquoi se forme-t-il un petit nuage ainsi qu'une déflagration ? Quelles sont les contraintes physiques en présence ? Unisciel et l'université de Lille 1 avec le programme Kézako nous apportent des réponses dans cette vidéo.

Pour qu'un avion franchisse le mur du son, il doit, dépasser la vitesse de 1.200 km/h environ, c'est-à-dire la vitesse du son (dans l'air à une température d'à peu près 15 °C). Une onde sonore se propage à l'image des vagues dans un liquide, le son est donc une onde de pression dans l'air. Pour comprendre le bang supersonique qui intervient lors du passage du mur du son par un avion, il faut comprendre l'effet Doppler.

Cet effet découvert en 1842 par Christian Doppler montre que, lorsqu'un objet qui émet du son se rapproche de l'observateur, ce dernier percevra le bruit comme étant plus aigu. À l'inverse, le son sera plus grave si la source s'éloigne. En effet, plus la fréquence d'un son est élevée, plus il sera aigu et, comme la source se rapproche, l'auditeur percevra une fréquence plus élevée.

Quand l'avion atteint la vitesse du son, ces ondes, donc les maximas de pression, s'accumulent à l'avant. C'est une onde de choc, provoquant un bruit bref et puissant pour un observateur au sol. Si la vitesse augmente encore, devenant supersonique, cette onde de choc, moins rapide que l'avion, se propagera derrière lui. Le « bang » sera entendu après le passage de l'avion.

© Unisciel