Pourquoi est-ce que loin d'un orchestre de rue, j'entends seulement les basses?

            Un orchestre est sur la place de ma ville. Je m'en approche par de petites rues. Ca a déjà commencé, je perçois un peu de musique. Mais c'est bizarre, on entend surtout des "Boum, Boum..." et pas vraiment de sons aigus... N'y aurait-il que des percussions?

            Une fois sur la place, tout semble plus normal, j'entends aussi bien les sons aigus que les graves. Comment expliquer cette différence?

            Voyons ce que l'on connaît du son: c'est une onde. C'est à dire que nos cordes vocales, la membrane d'un haut-parleur, ou encore la corde d'une guitare vibre, et fait vibrer l'air qui l'entoure. Mais quand je fais vibrer l'extrémité d'une corde tendue, ou la surface d'un lac avec un bâton, la perturbation que j'ai infligée au milieu se propage, et s'éloigne de la source. Ce sont les rides concentriques à la surface de l'eau par exemple, elles constituent une onde.

            Pour le son, c'est une succession de haute et de basses pressions qui s'éloigne dans toutes les directions à partir de la source du bruit. Une fois arrivée à notre oreille, cette onde fait vibrer notre tympan, comme une minuscule peau de tambour. Ces vibrations sont converties en oscillations électriques par des cellules sensorielles, acheminées jusqu'au cerveau où elles sont interprétées. Plus le son est fort, et plus notre tympan aura une grande amplitude de mouvement. Plus le rythme de vibration est rapide, plus le son sera perçu comme aigu (haute fréquence), et plus il sera lent, plus le son semblera grave. Notre oreille est conçue pour percevoir des fréquences aussi basses que 20 Hertz (20 allers-retours du tympan par seconde) et aussi hautes que 20000 Hertz, du moins si notre oreille est au mieux de sa forme.

    Mais les ondes ont de curieux comportements. Regardez plutôt ces ondes, ces vagues plus précisément:

Des vaguelettes sont parallèles entre elles, mais partent en éventail lorsqu'elles franchissent de petits passages entre des algues de surface.

Voici une petite vidéo montrant l'équivalent.

Ou celles-ci, de plus grandes tailles:

Ici, la houle océanique, en ride bien parallèles, atteint une digue. Lors de son franchissement, les lignes de crêtes se courbent et longent la jetée par l'intérieur...

                Ce phénomène est bien caractéristique des ondes, il s'appelle la "diffraction" et se traduit par cet étrange "contournement" de l'obstacle. De plus, dans le cas du passage entre les algues des images précédentes, l'effet est d'autant plus marqué que la largeur du trou est proche de la distance séparant deux crêtes de vague, ce que l'on appelle aussi la longueur d'onde. Donc, les grandes longueurs d'ondes, ou basses fréquences sont plus diffractées que les hautes...

                Revenons à notre orchestre. En voici une vue aérienne:

Les instruments sont en S, et émettent des ondes de fréquences diverses dans toutes les directions. Les basses fréquences vont facilement être diffractées par les angles des bâtiments, et "s'écouler" jusqu'à nos oreilles de spectateur retardataire. Les hautes fréquences (les aigus) sont moins sensibles à la diffraction, ils contournent bien plus difficilement les coins de murs: ils ne parviendront pas jusqu'à nous s'ils ne peuvent pas cheminer en ligne droite. On n'entend donc que les basses...

                Etonnantes ces ondes qui peuvent tourner derrière les objets... Tiens, mais la lumière aussi est une onde... Elle peut jouer à ça aussi? Qu'en pensez-vous?