Pourquoi le sable fait du bruit ? Qu’est-ce qui fait chanter les dunes ?

Les croyances alimentées par l’étrange musique des sables

De nombreux auteurs ont décrit les chants et pleurs qui émanaient des dunes, y voyant l’œuvre du démon pour faire perdre la tête aux voyageurs. Un phénomène longtemps inexpliqué qui a nourri toutes les superstitions 🧙‍♂️. Marco Polo, déjà, dans son récit de voyage « Le devisement du monde », racontait son voyage à travers le désert du Taklamakan, en pays Ouïgour, et le relatait, de même que Maupassant, qui à son tour l’évoquait dans son récit « La Peur » des Contes de la Bécasse. Tous décrivent un sentiment d’étrangeté, engendrant l’incompréhension et la peur, et laissant libre cours à toutes les interprétations. Ces sons semblant venir des profondeurs de la terre ont nourri de nombreuses peurs et légendes au cours de siècles, tantôt attribués à des esprits, tantôt à des créatures surnaturelles 👻.

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Qu’est-ce qui fait chanter les dunes ?

🤓 Mais la science est venue, tardivement certes, porter un éclairage sur cet obscur phénomène : en fait, le son est émis par vibration de la surface libre d’une dune au cours d’un écoulement mixte de cisaillement et de mouvement en bloc solide. Plus simplement, ce sont donc de petites avalanches de sable, provoquées par des changements thermiques, sous l’effet du vent, la marche d’un animal ou d’un homme, entraînant un décollement et un cisaillement de la couche de surface (la couche limite), qui s’enfonce alors et met en mouvement les grains de sable ⌛. La friction entre les grains provoque des chocs en cascade entre eux, donnant lieu à une forme d’auto-synchronisation dans leurs déplacements : tous les grains sautent en même temps et tambourinent les uns contre les autres, alors que dans une avalanche normale, les grains bougent dans le désordre. Une onde sonore cohérente en résulte, cette dernière pouvant atteindre 110 dB, soit l'intensité d'un orchestre symphonique ou d’un concert de rock. Pour illustration, le seuil de risque pour l’audition se situe à 80 dB, et le seuil de douleur, à 120 dB ! On comprend donc pourquoi, sans explication rationnelle, les Hommes du désert s’en inquiétaient 😅.

Les vibrations dans le sable se comportent en fait comme des ondes élastiques sonores qui se déplacent lentement. La surface du lit de sable réagit ainsi un peu comme une membrane de haut-parleur 📢.

Mais au fait, pourquoi il ne faut pas marcher sur les dunes ?

Ça ressemble à quoi, le chant des dunes ?

🎵 Les chants des dunes feraient preuve, par-delà le monde, d’une grande diversité sonore : il n’y a pas un chant des dunes, mais des chants des dunes. Certains explorateurs décrivaient des bruits similaires à des instruments de musique, un violoncelle, ou à des tambours, parfois à une armée en marche. Roulement fantastique, trémolo plaintif, grondement de tonnerre sourd… Il semblerait que la taille des grains soit déterminante dans le son émis : si la dune comprend des grains de plusieurs tailles, plusieurs notes se font entendre 🔬.

Par ailleurs, d’après Bruno Andreotti, de l'Université Paris 7, « Les sons produits peuvent être entendus à plus de 10 kilomètres et ressemblent au bruit que fait un avion volant à basse altitude ».

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Toutes les dunes ne chantent pas

Comme le soulève Simon Dagois-Bohy, Docteur en Sciences physiques, dans sa thèse « Le Chant des Dunes, Mouvements Collectifs dans un Écoulement Granulaire » dirigée par Stéphane Douady, toutes les dunes ne chantent pas : c’est la qualité du sable qui permet ou non d’émettre ces étranges complaintes des dunes. Certains chantent mieux que d’autres, certains peuvent également perdre leurs propriétés de chant.

La propriété de chanter ne dépend pas à proprement parler de la taille des grains, mais plutôt de la présence d’un vernis recouvrant les grains de sable chantant, susceptible d’augmenter les propriétés de frottement de ces grains de même que leur adhésion : la glaçure du désert, composée d'argile et de calcite 🤓.

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Des conditions précises à réunir

Il s’agit d’un phénomène rare, car il y a un seuil en dessous duquel le sable ne chante pas, ce seuil étant fonction de la vitesse des grains (nécessitant une vitesse minimale de 0,45 mètre par seconde), de l’épaisseur de cisaillement et de l’humidité ambiante (le sable mouillé ne chante pas !). Cela ne fonctionne que si des conditions précises sont réunies. 🌍 Seules une cinquantaine de dunes à travers le monde seraient dotées de ce pouvoir, en Afrique, au Maroc, dans le désert de Gobi en Chine, dans la Vallée de la mort en Californie…

Quid du sable qui crisse sous nos pieds ?

Vous l’avez sans doute constaté, en marchant sur la plage, le sable crisse sous nos pas. Néanmoins, il s’agirait d’un phénomène différent du chant des dunes. Alors que le sable qui crisse émet des fréquences comprises entre 500 et 2500 Hz, les dunes qui chantent produisent des sons très puissants de basse fréquence, comprise entre 50 et 300 Hz, donc beaucoup plus sourds.

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Sources : theses.hal.science, radiofrance.fr, futura-sciences.com, science-et-vie.com, cultea.fr, lefigaro.fr