D'où vient le son que l'on entend à l'intérieur d'un coquillage ? La réponse va vous surprendre !

Mes souvenirs me ramènent à une petite fille curieuse, âgée d'un peu plus de trois ans, qui essayait de mettre ses petits doigts dans ce coquillage à l'intérieur lisse et brillant, pour essayer de découvrir qui chantait à l'intérieur.

Pour répondre à l'énigme du « son de la mer dans le coquillage », commençons par décrire la famille des gastéropodes. Ce sont des mollusques dotés d'un exosquelette, d'une zone céphalique (tête) et d'une zone musculaire ventrale. Ils peuvent avoir des habitats terrestres ou marins.

Les gastéropodes comprennent des espèces populaires telles que celles appartenant à la famille des Strombidés, qui portent le nom commun d'escargots de mer ou de coquillages.

Les coquilles sont la partie rigide des coquilles.

La coquille dure et rigide est appelée conque. Elle a une forme de spirale, est faite de carbonate de calcium, peut être de couleur vive et c'est elle que nous associons au phénomène sonore que nous allons décrire.

Le murmure provient de l'environnement

Nos oreilles captent un grand nombre d'ondes sonores qui proviennent non seulement de l'extérieur, mais aussi de l'intérieur de notre corps. Le cerveau est capable d'« interpréter » comme un son les signaux électriques qui convertissent les vibrations qui se propagent dans l'air et atteignent le tympan.

Pour en revenir à la coquille, la première chose à comprendre est que l'intérieur de la coquille, torsadée et avec un intérieur en verre, se comporte comme une cavité résonnante.

Ce que nous appelons le « bruit blanc » - c'est-à-dire le mélange de tous les sons de l'environnement - rebondit à l'intérieur de la coquille (où il y a de l'air) et produit des ondes de résonance qui se heurtent continuellement aux parois intérieures. Certaines de ces ondes sont « réduites au silence » ou annulées, tandis que d'autres sont amplifiées, en fonction de la forme et de la taille de la zone qu'elles touchent. Ce sont ces ondes qui quittent le coquillage et pénètrent dans nos oreilles, et c'est ce que notre cerveau interprète comme le son des vagues de la mer.

La physique de la résonance en quelques mots

En physique, la résonance est décrite comme l'augmentation de l'amplitude d'une onde qui se produit lorsque la fréquence d'une force appliquée périodiquement est égale à la fréquence du système sur lequel elle agit.

Le phénomène de résonance a été décrit pour la première fois au XVIIe siècle par Galileo Galilei et se produit avec tous les types de vibrations ou d'ondes présentes dans la nature.
 

À la fin du XIXe siècle, le physicien allemand Hermann Helmholtz a présenté sa théorie connue sous le nom de « battement du vent » ou résonance de Helmholtz, qui décrit l'effet de l'air résonnant à l'intérieur d'une cavité. 

Sur la base du principe conceptualisé par le scientifique allemand, voyons ce qu'est un résonateur de Helmholtz, l'appareil capable de sélectionner des fréquences spécifiques d'un son complexe et de les amplifier.

Résonateur de Helmholtz

Il s'agit d'un récipient en matériau rigide, de forme presque sphérique, avec un col composé d'un trou en haut et d'une ouverture plus grande de l'autre côté.

La taille et la forme de ces composants déterminent la fréquence de résonance, c'est-à-dire la fréquence à laquelle le système oscille.

Lorsque l'ouverture du manche du résonateur est placée dans l'oreille, la plupart des sons présents dans l'air ambiant sont étouffés et d'autres sont amplifiés.

La coquille des gastéropodes fonctionne comme un résonateur de Helmholtz. Le mystère de la mer à l'intérieur de la coquille est alors révélé.