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Du bon usage du bruit

Publié en ligne le 10 mai 2014 -
par Georges Jobert - SPS n° 307, janvier 2014
Ornement d’oreilles - culture précolombienne

Le bruit s’est installé dans nos vies. Provenant du ciel (avions, hélicoptères, ULM), des voies de circulation (camions, voitures, trains) ; mais aussi de diverses sources de sons 1 qu’on n’osera pas toujours appeler musicaux.

Les victimes de ces agressions cherchent tant bien que mal – par l’isolation phonique – à endiguer l’invasion, qui, lorsque le seuil de tolérance est dépassé, peut engendrer des réactions parfois incontrôlées, et alors violentes. Les autorités essayent de prendre des mesures limitant la pollution sonore, mais la « raison économique » l’emporte souvent sur le confort des citoyens.

À l’heure actuelle, des recherches très intéressantes sont aussi menées pour contrôler activement un bruit incident. Les fluctuations correspondantes de la pression atmosphérique sont analysées et des ondes en opposition de phase sont créées 2 en vue d’annuler les ondes incidentes. La mise en pratique de cette technique est évidemment difficile et limitée à des cas très particuliers (salles insonorisées, casques à réduction de bruit 3.

Il est toutefois une discipline – la sismologie – où les spécialistes ont su inverser la situation, et tirer parti de ce qui était jusqu’ici un parasite très gênant pour leurs recherches. Rappelons d’abord que la Terre est soumise en permanence à une agitation, dite microsismique. Des ondes se propagent sur toute sa surface, avec une amplitude de l’ordre de quelques microns et des périodes entre 3 et 10 secondes. Les vagues en mer en sont la source principale. Des ondes stationnaires peuvent se former quand la houle se réfléchit sur une côte, ou quand le vent provient de différentes directions dans un cyclone. Les variations de la pression dans l’eau peuvent alors déformer le fond de la mer et produire des ondes progressives le long du sol (ondes de Rayleigh). Le phénomène est permanent, mais son amplitude augmente évidemment pendant les tempêtes. Il est particulièrement gênant dans les îles où l’on doit installer des stations sismologiques pour assurer une couverture globale 4 de la planète, et où le bris des vagues sur les côtes complète l’effet général. L’activité humaine s’ajoute à cette source naturelle, ainsi que l’action du vent sur les arbres et les bâtiments.
Depuis une dizaine d’années, des méthodes complexes de traitement du signal 5 ont permis d’obtenir des résultats intéressants dans une série de problèmes, en particulier :

- Variation de la vitesse des ondes corrélées à des vibrations particulières appelées tremors, ou à des séismes lents ou « silencieux » 6. L’eau dégagée par la déshydratation d’une plaque en subduction pourrait jouer un rôle important dans la sismogenèse, et serait à l’origine des tremors. Ces derniers accompagnent aussi des ruptures trop lentes pour engendrer des ondes sismiques.

- Évolution post-sismique des propriétés du sol 7. Après un grand tremblement de terre, les contraintes dans le milieu évoluent ; sa réorganisation provoque des changements de ses propriétés qui peuvent être détectées par l’analyse du bruit ambiant.

- Structure du manteau supérieur 8. Au lieu d’utiliser les seules ondes de surface engendrées par les vagues, on peut aussi étudier les ondes de volume produites. On a pu ainsi obtenir des informations précises sur les zones de transition qui existent dans le manteau vers 400 km et 650 km de profondeur.

1 Dans beaucoup de films, ils vont jusqu’à empêcher d’entendre les dialogues, devenus secondaires.

3 Voir Un casque anti-bruit actif ?, SPS 295, avril 2011...

4 Indispensable pour obtenir des modèles globaux de l’intérieur de la Terre.

5 On trouvera dans la note 7, des indications sur la méthode de corrélation de bruit, utilisée en héliosismologie dès 1997, et basée sur le concept de fonction de Green.

Publié dans le n° 307 de la revue


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