Avez-vous déjà remarqué comment, après une chute de neigel’environnement semble soudain plus silencieux et calme ? Ce n’est pas une illusion de l’esprit. La neige est fraîche et douce, grâce à son propriétés d’absorption acoustique, grâce à sa grande porosité, parvient effectivement à créer un calme enveloppant. Mais d’où vient cette capacité à absorber les sons ? En bref, lorsque les ondes sonores frappent la neige, une grande partie de l’énergie transportée est absorbée dans ses pores remplis d’air. Dans cet article, nous approfondissons la relation entre porosité de neige, la quantité deair contenu dans la neige fraîche et la propriété insonorisant.
Parce que quand il neige il y a le silence : la porosité de la neige
La neige fraîche, déposée au sol, peut bloquer la propagation de certaines ondes acoustiques grâce à pores à partir duquel il est constitué. En raison de la géométrie selon laquelle les cristaux de neige sont organisés, les flocons de neige sont structures poreusesc’est-à-dire qu’ils ont de nombreux espaces interstitiels, c’est-à-dire vides entre les différents prismes de glace qui composent le seul flocon. Contrairement à ce que l’on pourrait penser, ces espaces ne sont pas complètement vides ; en réalité, ils sont occupés par l’air.
Là porosité de neige, c’est-à-dire le volume occupé par les pores par rapport au volume total, peut dépasser 87 % quand la neige est frais et vient de se déposer sur le sol. Cette porosité élevée est ce qui fait la neige doux au toucher. En principe, la neige fraîche est composé pour la grande majorité d’airqui remplit à la fois les pores isolés et les systèmes complexes pores interconnectésformant un réseau de petites chaînes. C’est précisément cette porosité élevée qui constitue la propriété fondamentale qui permet à la neige de absorber les sons environnementaux.
Les propriétés insonorisantes de la neige
La capacité d’absorption acoustique du neige c’est vraiment lié au tien porosité élevée. Quand les ondes acoustiques frappent la neige, une grande partie de l’énergie transportée est absorbé et piégé au sein de ses pores, pour ensuite se dissiper, principalement sous forme de chaleur, dans le matériau environnant. Par conséquent, seule une petite partie de l’énergie incidente est rejetée dans l’environnement extérieur. Ce processus réduit efficacement la quantité de son réfléchi par la surface de la neige, contribuant ainsi à créer un environnement plus calme.
La capacité d’un matériau artificiel ou naturel à absorber le son est mesurée par le coefficient d’absorption acoustiqueaussi connu sous le nom indice d’absorption acoustiquetraditionnellement indiqué par α. Ce paramètre représente le quantité d’énergie absorbée par le matériau sur l’énergie totale transportée par l’onde incidente sur le matériau lui-même. L’indice d’absorption acoustique varie de 0 à 1où 0 indique aucune absorption, et donc le matériau agit comme un parfait surface réfléchissantetandis que 1 indique une absorption maximale, et donc le matériau a excellentes qualités d’absorption acoustique.
Expériences réalisées en laboratoire sur des échantillons de neige de porosité égale à 87%, indices d’absorption acoustique mesurés supérieur à 0,5 pour les ondes acoustiques de fréquences supérieures à 490 Hz. Sur les mêmes échantillons, les indices d’absorption acoustique atteignent des valeurs comprises entre 0,8 et 1 pour les ondes sonores avec des fréquences comprises entre 750-2000Hz. Les valeurs de l’indice d’absorption acoustique ont tendance à diminuer dans les expériences menées sur des échantillons de porosité plus faible. Alors que la plage auditive humaine se situe entre 20 et 20 000 Hzla neige est en effet capable de bloquer certains sons perçus par notre oreille.
D’autres études ont mis en évidence comment le coefficient d’absorption acoustique de la neige varie également en fonction de son épaisseur. Par exemple, pour des fréquences comprises entre 500 et 4000 Hz, une couche de neige de 2,5 cm a un indice d’absorption acoustique compris entre 0,65 et 0,85, tandis que dépasse 0,9 pour des échantillons de 10 cm d’épaisseur.
Que se passe-t-il lorsque la neige gèle ?
Donc oui! La neige parvient à absorber et à dissiper une bonne partie des sons perçus par l’oreille humaine, notamment ceux appartenant au fréquence moyenne de la plage auditive humaine.
Ce qui a été discuté jusqu’à présent est principalement valable pour le neige fraîche, qui est constitué d’un véritable labyrinthe de pores. Cependant, comme le degré de compactage de la neige et sa transformation en glace, la porosité diminue considérablement. Déjà dans la neige compacte, on observe une réduction de plus de 30% du volume des pores. Avec la diminution de la porosité aussi les propriétés d’absorption acoustique sont réduites visiblement. Au lieu de cela, la neige ou la glace très compactée agit comme un surface réfléchissante. Cela peut parfois produire un effet inverse, générant un environnement qui peut sembler Plus fort.