Utiliser un laser à rayons X pour produire le son le plus puissant jamais produit sous l’eau. Les chercheurs ont parfois de drôles d’idées. Parlant du cas présent, disons plutôt que le hasard de travaux tout à fait sérieux les conduit parfois à des résultats… détonants !

au sommaire

    Comme c'est régulièrement le cas, c'est un peu par hasard que des chercheurs du SLAC National Accelerator Laboratory (États-Unis) ont produit, sous l'eau, un son d’une incroyable puissance. « Juste en dessous du seuil où le son pourrait faire bouillir l'eau », commente Claudiu Stan. Mais alors, quel lien avec un laser ?

    “Un son presque assez puissant pour faire bouillir l’eau”

    Les chercheurs étudiaient en fait comment de microjets d'eau réagissent lorsqu'ils sont soumis aux impulsions rapides d'un faisceau laser à rayons X très intense. Drôle d'idée. Pas tant que ça lorsque l'on sait que les lasers à rayons X promettent d'accéder à des images qui semblaient jusqu'alors hors de portée. Celles de la structure des virus ou encore de leur évolution en temps réel.

    Malheureusement, la technique est coûteuse, en temps et en argent. Pour surmonter ce problème, les chercheurs envisagent de recourir à des impulsions laser plus intenses. Mais encore faut-il que ces lasers-là n'endommagent pas les échantillons biologiques qu'ils doivent analyser. Or ces échantillons sont souvent contenus... dans des microjets d'eau.

    Les trains d’ondes de choc se déplaçant vers la gauche et vers la droite s’éloignent des régions remplies de microbulles dans un jet d’eau, après une explosion provoquée par un laser à rayons X. © Claudiu Stan, SLAC National Accelerator Laboratory

    Un son plus fort que celui du cachalot géant

    Voilà donc pourquoi nos chercheurs ont voulu frapper des microjets d'eau avec un laser à rayons X. Et ils ont observé qu'alors le liquide est vaporisé et il se forme une onde de choc cylindrique. Celle-ci se propage le long du jet et interagit avec ses limites, formant des copies d'elle-même. Une sorte de train d'ondes de choc voyage alors le long du jet. Et en mesurant les différences de pressionspressions au cœur de ce train, les chercheurs montrent qu'il s'agit probablement là du son le plus puissant jamais généré dans de l'eau liquide. Un son de l'ordre de... 270 décibelsdécibels !

    Rappelons qu'avec le son, tout est question de vibrationvibration. Il suffit d'une simple excitation mécanique pour que des moléculesmolécules se mettent à vibrer. Des vibrations qu'elles transmettent alors, de proche en proche, pour peu qu'elles évoluent dans un milieu porteur, tel que l'airair. L'air ou l'eau. Puisque les vibrations peuvent aussi être portées par des liquides.

    Jean-Yves Cousteau l'avait qualifié de Monde du silence. Pourtant dans l'océan, les animaux s'expriment par des cris parfois étonnamment puissants. Le chantchant de la baleine bleuebaleine bleue apparaît ainsi plus fort que le bruit du moteur d'un avion à réaction. Et les grands cachalotsgrands cachalots communiquent entre eux par le biais de clics qui peuvent dépasser les 235 décibels ! Lorsque l'on sait que le son se transforme en onde de choc à partir de 190 décibels...