Pourquoi a-t-on la voix aiguë lorsqu'on inhale de l'hélium??

  • Forum
  • Le 27 octobre 2014

  • Martin LaSalle

Dans une fête, il est fréquent qu'en présence de ballons gonflés à l'hélium quelques convives s'amusent à inhaler ce gaz noble pour faire rigoler les autres avec leurs voix aiguës qui ressemblent à celle de Donald Duck.

 

Dans une fête, il est fréquent qu'en présence de ballons gonflés à l'hélium quelques convives s'amusent à inhaler ce gaz noble pour faire rigoler les autres avec leurs voix aiguës qui ressemblent à celle de Donald Duck.

Quel est le phénomène qui explique cette modification vocale?

«Contrairement à la croyance populaire, l'hélium ne modifie pas la fréquence de vibration de nos cordes vocales», lance Patrick Dufour, professeur au Département de physique de l'Université de Montréal.

En fait, les cordes vocales produisent un ensemble de vibrations et, selon la forme des fosses nasales et de la cavité orale  gorge, larynx, bouche, position de la langue et de la mâchoire , certaines fréquences de vibration sont davantage amplifiées que d'autres.

Bref, les cordes vocales vibrent, mais ces vibrations ne changent pas au contact de l'hélium. «Ce qui change, c'est la vitesse du son qui, elle, dépend de l'environnement dans lequel il est émis», précise M. Dufour.

Dans l'air que nous respirons et qui occupe notre canal vocal, le son voyage à une vitesse d'environ 340 mètres par seconde (selon la température de l'air).

Or, l'hélium est six fois plus léger que l'air ambiant. Et le son s'y propage à une vitesse de quelque 1000 mètres par seconde!

Ainsi, un son produit après que l'émetteur a respiré de l'hélium voyage presque trois fois plus vite qu'à l'air libre. Cette augmentation de la vitesse de propagation fait en sorte que les fréquences plus élevées sont amplifiées. Et une fréquence plus élevée prend la forme d'un son plus aigu.

«Une fois sorti de l'orifice buccal, le son va se diffuser dans l'air jusqu'à atteindre l'oreille, mais le changement de milieu (hélium/air) ne modifie pas la fréquence du son, qui demeure constante une fois que le son est émis», ajoute le professeur de physique.

Une voix grave avec l'hexafluorure de soufre

L'effet inverse survient lorsqu'on inhale de l'hexafluorure de soufre, un gaz lourd dans lequel le son se propage à une vitesse d'environ 100 mètres par seconde.

Le son mettant plus de temps à voyager dans cet environnement, ce sont les fréquences les plus basses qui sont amplifiées. C'est ce qui nous donne une voix grave qui rappelle celle du personnage de Darth Vader dans La guerre des étoiles!

Il importe de spécifier que l'hélium et l'hexafluorure de soufre sont des gaz inertes qui ne sont pas toxiques pour l'organisme.

Néanmoins, il est recommandé d'en faire une utilisation très parcimonieuse : à forte dose, l'hélium peut provoquer l'asphyxie, puisqu'il ne contient pas d'oxygène; et, parce qu'il est lourd, l'hexafluorure de soufre a tendance à rester plus facilement dans les poumons et peut entraîner la suffocation.

Martin LaSalle

(Illustration : Benoît Gougeon)