Le 16 novembre 2022 la fusée SLS de la NASA a décollé en direction de la Lune. Cette mission était une grande première à plusieurs niveaux. En plus de reprendre la direction de notre satellite pour la première fois en 50 ans, c’était aussi les grands débuts du lanceur lourd SLS.
Avec une poussée au décollage de 42 MN c’est l’une des fusées les plus puissantes au monde. Mais SLS est aussi l’une des plus bruyantes. La question du son a même posé des problèmes à la NASA par le passé. L’onde acoustique était si forte qu’elle pouvait fragiliser les structures de lancements.
Depuis le premier vol d’une fusée dans les années 40, ces dernières n’ont cessé de gagner en puissance. Au décollage, une fusée produit un son mesuré autour des 180 dB, proche du maximum de l’échelle des décibels. Le son est si fort qu’une personne pourrait perdre connaissance simplement en l’entendant.
L’eau : l’allié numéro 1 contre le son
Afin de protéger les personnes au plus près de la fusée, mais aussi les infrastructures, une solution a rapidement fait consensus. En déversant des milliers de litres d’eau au pied de la fusée, l’onde sonore est “cassée”. Le son s’entend toujours, autour des 110 ou 120 dB mais il perd en puissance et ne risque pas d’endommager le pas de tir.
Selon le service de santé de la province du Québec, 120 dB est le maximum audible pour l’oreille humaine sans ressentir de forte douleur. Le son entendu pendant les quelques secondes qui suivent l’allumage des moteurs ne pose donc aucun problème.
Près de 50 ans après sa découverte, la NASA continue d’utiliser de l’eau pour ses lancements. Lors du décollage de la fusée SLS le 16 novembre dernier, l’agence américaine a déversé près de 1,7 million de litres d’eau. Dans quelques semaines l’entreprise SpaceX devrait faire décoller le Starship, son vaisseau lourd avec 33 moteurs à sa base.
La puissance au décollage est estimée autour des 75MN, près de deux fois SLS, afin de contenir l’onde acoustique du lancement, deux millions de litres d’eau devraient être utilisés. Lors de ce vol Starship pourrait même frôler les 194 dB, le son le plus fort qui puisse être produit.
Le décibel : une unité de mesure particulière
Car les décibels, à la différence des mètres ou des secondes ont une fin. Cette unité de mesure n’est pas linéaire et l’écart entre deux données varie d’un exemple à l’autre. Les décibels (dB) sont mesurés en calculant les écarts de pression atmosphérique avant, pendant et après le passage d’une onde acoustique.
Cette forme sinusoïdale a cependant une limite, en contractant l’air au passage du son, ce dernier atteint un pic avant de redescendre. Mais l’air ne pouvant pas être vide, il ne peut pas non plus se comprimer à l’infini. Il est ainsi impossible de dépasser la barre des 194 dB.
Cette limite signifie qu’au passage de l’onde acoustique (lors de la surpression) l’air sera deux fois plus dense. L’instant d’après, lors de la dépression la pression sera proche de 0 sans jamais l’atteindre.
Quel équivalent pour une fusée au décollage ?
Afin de se donner une idée d’une telle puissance, on peut regarder les autres éléments présents sur une échelle de décibels. Ainsi le décollage d’un avion produit en général 120 à 130 dB pour les plus gros modèles. Mais de par cette nature logarithmique, il ne faut pas penser que deux avions de 120 dB vont atteindre ensemble 240 dB.
L’un des exemples simples à retenir est de se dire qu’une voiture produit en roulant environ 60 dB de bruit. Si une deuxième voiture vient à sa hauteur, ce nouvel ensemble ne produira “que” 63 dB. Si dans un troisième temps un camion de 70 dB se joint au cortège, le bruit total ne sera toujours que de 70 dB.
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