Comment fonctionnent les systèmes de sonorisation sous-marine

La célèbre cellule chinoise de torture de l'eau de Harry Houdini n'est pas un environnement de travail agréable. Non seulement il enchaîne l'utilisateur à l'envers dans une cuve d'eau réfrigérante, mais il est également impossible d'écouter de la musique à l'intérieur de la chose.

Ou du moins c'était comme ça dans les années 1910 et 1920.

Si le légendaire artiste de l'évasion était vivant aujourd'hui, il pourrait utiliser des écouteurs sous-marins spéciaux. Mieux encore, il pourrait équiper toute la cellule de torture d'un superbe système de son sous-marin. Avec un peu d'AC/DC lancé là-dedans, vous savez qu'il aurait pu gagner une bonne minute sur son temps d'évasion.

Mais bien sûr, vous n'êtes pas Harry Houdini, et vous ne gagnez probablement pas votre vie dans une cabine de noyade théâtrale. Pourtant, même en dehors du monde de l'illusion professionnelle, la technologie de la sonorisation sous-marine a sa place.

Considérons d'abord le monde de la danse de l'eau. Les nageurs synchronisés ont besoin d'entendre la musique pendant qu'ils pratiquent leur art. En fait, Lubell Labs, l'un des plus anciens fabricants de haut-parleurs sous-marins, a fait ses débuts après une démonstration de produit réussie aux championnats nationaux seniors de natation synchronisée de 1970 aux États-Unis [source : Lubell ].

Les nageurs, les plongeurs , les biologistes marins, les plongeurs spéléo et les équipes de tournage sous-marine bénéficient également de la technologie du système de sonorisation sous-marine. Comment mieux communiquer avec 18 plongeurs sur un plateau immergé d'Hollywood ? De plus, nous utilisons également la technologie pour interagir avec les baleines et repousser les poissons des eaux polluées.

Alors enfilez votre maillot de bain échancré préféré, enchaînez vos chevilles et préparez-vous à glisser sous la surface de certains sons hi-fi .

1. Des sons funky dans votre piscine
2. Intervenants des profondeurs
3. Le son de la musique sous-marine
4. Note de l'auteur

Peut-on vraiment entendre de la musique au fond d'un lac ou d'une piscine ? Bien sûr que nous pouvons.

Le son se propage à la fois dans l'air et dans l'eau. En fait, les ondes sonores se déplacent 4,3 fois plus vite sous l'eau qu'elles ne le font dans l'atmosphère [source : NOAA ]. Les baleines et les dauphins utilisent le son pour naviguer et communiquer dans l'océan, et les humains utilisent la technologie du sonar ( sond n avigation and r anging ) pour cartographier la topographie sous-marine et les mouvements des animaux et des navires.

Pourtant, pour tous nos sous-marins et équipements de plongée, nous, les humains, sommes des créatures de l'air. Nous avons évolué pour traiter les données sonores sur terre, de sorte que nous n'entendons tout simplement pas aussi bien au fond d'une rivière, malgré la capacité de certains plongeurs à entendre des ultrasons sous l'eau.

Considérez simplement le single "P. Funk" de Parliament en 1976. Comme le souligne le chanteur George Clinton dans les paroles, la chanson est en fait "doin' it to ya in the earhole". Les ondes sonores font vibrer les os audio de notre oreille interne, un effet que nous appelons audition de conductivité aérienne . Lorsque vous êtes sous l'eau, cependant, l'inondation de l'oreille externe empêche une grande partie de ces vibrations nécessaires et annule essentiellement votre capacité auditive de conductivité aérienne.

Heureusement, George Clinton et compagnie ne nous le font pas seulement dans nos oreilles ; ils nous le font aussi dans nos os du crâne. Nous appelons cela la conductivité osseuse , la conduction du son vers l'oreille interne à travers les os du crâne. Ce mode d'audition est 40 % moins efficace que la conductivité de l'air, mais c'est toujours la principale façon dont nous entendons sous l'eau [source : NOAA ].

Comment ça sonne? Eh bien, les limites de la conductivité osseuse rendent le son stéréophonique impossible sous l'eau. Le crâne ne fournit qu'une seule source de transmission du son, tandis que l'ouïe à conductivité aérienne en fournit deux - une dans chaque oreille. Mais cela ne signifie pas que le son lui-même est monophonique - c'est plutôt ce que le chercheur en musique de l'Université de Stanford John A. Maurer IV a appelé le son omniphonique [source : Maurer ].

Dans une piscine, des ondes sonores à déplacement rapide quittent le haut-parleur sous-marin et rebondissent sur le fond de la piscine, la surface de l'eau et chaque côté de la piscine. Le son atteint l'auditeur de toutes les directions et le cerveau humain ne peut tout simplement pas traiter la source sonore d'origine.

La gamme d'audition humaine typique s'étend de 20 hertz à 20 000 hertz. Certaines variétés de haut-parleurs sous-marins, en particulier les modèles plus anciens, ne peuvent pas produire de longueurs d'onde inférieures à environ 1 000 hertz. Pour mettre cela en perspective, les notes de fréquence les plus basses et les plus hautes sur un piano à 88 touches typique sont de 27,5 hertz et 4 186 hertz. Cependant, les haut-parleurs sous-marins comme le Clark Synthesis Diluvio utilisent la technologie de la bobine acoustique - essentiellement un électroaimant composé de fil enroulé - pour atteindre des longueurs d'onde aussi basses que 20 hertz.

Les haut- parleurs normaux ne fonctionnent pas très bien au fond d'une piscine, il n'est donc pas surprenant d'apprendre que les haut-parleurs sous-marins sont spécialement conçus pour non seulement fournir un son de qualité dans un environnement immergé, mais aussi pour éviter les courts-circuits, électrocuter les nageurs ou se transformer en bois flotté.

C'est un coin plutôt niche du marché de l'audio, vous pouvez donc vous attendre à perdre entre 300 $ et 2 000 $ sur un haut-parleur sous-marin de qualité. Les modèles typiques consistent en un haut-parleur en plastique étanche à l'eau relié par une longueur de fil de haut-parleur isolé à un système de son hors de l'eau. Vous pouvez choisir d'installer le haut-parleur dans une alcôve de la piscine - auquel cas vous pouvez utiliser une lentille sonore acoustique pour diriger les ondes sonores dans la piscine - ou vous pouvez simplement attacher le haut-parleur à une corde et le suspendre dans l'eau.

Un bon haut-parleur sous-marin ne sonnera pas très bien si vous l'utilisez dans les airs. En fait, cela peut sembler carrément horrible. Selon le président de Clark Synthesis, Bill Phillips, un haut-parleur sous-marin de qualité ressemble plus à un instrument en bois fin comme un violoncelle ou un violon. Le son rayonne sur toute la surface de l'enceinte plutôt qu'à partir d'un point focalisé.

Le volume d'eau que vous pouvez couvrir avec un haut-parleur varie. Par exemple, Clark Synthesis recommande l'un de ses haut-parleurs de piscine Diluvio pour chaque section de 20 pieds sur 20 pieds (6 mètres sur 6 mètres) de la piscine. Le système de rappel de plongeur Lubell System 3300 - destiné à être utilisé sur des bateaux de plongée - peut faire retentir une sirène entendue sur tout un rayon sous-marin de 1,6 kilomètre (1 mile), en supposant des conditions optimales. Des haut-parleurs de plongée tels que ceux-ci permettent aux instructeurs de communiquer avec d'autres plongeurs , mais ils peuvent également faire exploser des rythmes funky pour l'homme et les poissons.

Jacques Cousteau l'a peut-être surnommé "le monde silencieux", mais il n'a évidemment jamais pensé à lancer "Yellow Submarine" du fond de la Calypso.

Chaque année, les plongeurs convergent vers le récif de Looe Key en Floride pour le festival de musique sous-marine, et les haut- parleurs Lubell montés sur le bateau lancent la musique pour plus de 300 plongeurs et plongeurs [source : Chambre de commerce de Lower Keys ].

Mais bon, ce n'est pas que du rock classique et des plongeurs tapageurs. Le compositeur français Michel Redolfi est un peu un spécialiste de la musique sous-marine. Ses albums combinent des sons naturels de l'océan avec une ambiance électronique pour créer des paysages sonores spécialement conçus pour la diffusion sous-marine.

Les concerts de Redolfi, comme vous pouvez l'imaginer, se déroulent généralement sous l'eau - souvent dans des piscines , mais aussi dans l'océan lui-même. Son album de 1984 "Sonic Waters" comprend des enregistrements hydrophones d'une pièce électronique originale diffusée à travers les eaux au large de La Jolla, en Californie. En collaboration avec l'ingénieur musical Daniel Harris, Redolfi a fait ses débuts avec plusieurs instruments de musique conçus exclusivement pour être utilisés dans un environnement sous-marin. Il s'agit notamment de l'instrument de percussion sous-marin SOSNO (du nom de son concepteur) et du DUCS électronique (Digital Underwater Controller System). Son opéra "Chrysalis" de 1992 impliquait même une soprano immergée dans une bulle en plastique de 2 tonnes.

Et pourtant, Redolfi n'est pas le seul artiste à avoir touché au monde de l'opéra sous-marin. En 2009, Juliana Snapper a fait ses débuts dans un opéra intitulé "You Who Will Emerge from the Flood". La performance a eu lieu dans une piscine de Manchester, en Angleterre, avec Snapper utilisant un chant "bouche à eau" qui a nécessité des recherches intenses et "des heures immergées dans ma baignoire et des piscines empruntées" [source : Helmreich ].

Pour ne pas être en reste, la nageuse allemande devenue chanteuse d'opéra Claudia Herr a lancé son opéra sous-marin "AquAria Palaoa" à Berlin le 1er mai 2011. La pièce finale est une combinaison d'opéra, de performance musicale sous-marine et de nage synchronisée.

Et pourtant, tout ce que Harry Houdini aurait entendu à l'intérieur de sa cellule de torture de l'eau chinoise était le bruit boueux du public extérieur et le tintement de ses chaînes.

Je voulais ardemment intégrer une référence au réservoir de bacta dans cet article, mais hélas, il n'y a pas beaucoup de place pour la bêtise dans un article. Cela est particulièrement vrai lorsque la science impliquée est si fascinante. Je dois admettre que je ne m'attendais pas à ce que celui-ci m'émeuve autant, mais j'ai trouvé la science de l'acoustique sous-marine vraiment fascinante.

J'aimerais remercier le président de Clark Synthesis , Bill Phillips, d'avoir pris le temps de discuter avec moi de la technologie des systèmes de sonorisation sous-marine. Il a eu la gentillesse de me clarifier certains des points les plus délicats. Lorsqu'il teste personnellement des installations de haut-parleurs pour l'équipe américaine de natation synchronisée, il aime jouer du Vivaldi sur des haut-parleurs aériens et sous-marins, plongeant sa tête dans et hors de l'eau jusqu'à ce que la qualité du son dans la piscine corresponde à celle au bord de la piscine. J'aime cet engagement envers la qualité sonore.

Oh, et si vous souhaitez explorer les sons sous-marins du compositeur Michel Redolfi, je vous encourage à explorer la page Web officielle du musicien . Vous pouvez également échantillonner ses sons sur sa page YouTube .

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Sources