Pourquoi les avions font-ils "bang" en passant le mur du son ?

Lorsqu'un avion (ou n'importe quel objet) dépasse la vitesse du son, il produit une forte détonation surnommée le "bang", comme s'il avait véritablement brisé le mur du son. "FranceSoir" vous explique le pourquoi de ce phénomène.

On en a souvent plus entendu parler qu'on l'a entendu tout court. Et tant mieux pour nos oreilles. Il s'agit du fameux "bang" des avions supersoniques. Une puissante détonation qui signale que l'appareil a passé le "mur du son". Autrement dit qu'il vole à une vitesse supérieure à celle du son.

On a coutume de dire que le son se déplace à 1.224 km/h. Cette valeur ne vaut cependant qu'au niveau du sol et elle diminue avec la densité de l'air et donc l'altitude et la température.

Pour comprendre ce "bang", il faut comprendre le phénomène du passage du mur du son. Le son est une onde mais aussi une vibration qui déplace les particules autour de lui, comme un caillou fait des rides dans l'eau.

Lorsqu'il s'approche des 1.224 km/h, un avion rattrape son propre son. Comme si notre caillou essayait de sortir du cercle de ses rides d'eau. Les ondes sonores qu'il émet vers l'avant se compriment donc devant l'appareil. Si l'avion accélère encore, et passe le mur du son, ces ondes sont brusquement expulsées vers l'arrière. C'est la libération brutale de ces ondes sonores qui crée le fameux "bang".

A noter que le " bang" n'est pas un bruit bref, comme si l'appareil avait véritablement cassé un mur. Tant que l'avion vole à une vitesse supersonique il traîne ce bruit derrière lui dans une sorte de cône sonique (voir photo). Mais puisqu'il devance son propre son, on ne l'entend pas venir, et à cette vitesse, il aura vite disparu. Une personne survolée par un avion supersonique aura donc l'impression de n'avoir entendu qu'une soudaine déflagration.

Lorsqu'un avion passe le mur du son, on dit qu'il a atteint Mach-1, du nom du physicien Ernst Mach, père de cette théorie. Le record du monde de vitesse dans l'atmosphère a été établi en 2004 par un avion sans pilote largué par un autre appareil: le X43 de la NASA. Il a atteint plus de neuf fois la vitesse du son (Mach-9,1), soit environ 11.000 km/h.