Zoom sur l’hélium :
L’hélium, élément le plus abondant de l’Univers après l’hydrogène, est un gaz inerte, noble (rare), non inflammable, utilisé pour gonfler les ballons et sept fois plus léger que l’air. C’est à cause de sa légèreté qu’un ballon rempli d’hélium s’envole.
Quand on respire de l’hélium qu’est- ce qui se passe ?
L’hélium inspiré se place dans les poumons et ressort juste après lorsque l’on émet des sons. Étant plus léger que l’air, il ressort beaucoup plus vite et met en vibration nos cordes vocales plus rapidement. Or, plus les cordes vocales vibrent rapidement, plus notre voix atteint des fréquences aiguës. L’onde sonore créée par la vibration va rebondir dans la gorge, la bouche et le nez. Dans cette caisse de résonance de la voix, remplie d’hélium beaucoup moins dense que l’air, l’onde sonore va se propager plus vite et va faire augmenter la fréquence. La voix est encore plus aigüe.
Faites l’expérience!
Vous pouvez tester cette expérience chez vous, en n’abusant toutefois pas des choses amusantes, car trop d’absorption d’hélium peut être dangereux pour la santé. Des stars s’en sont amusées avant vous:
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Il y a sur internet une grosse incompréhension des mécaniques de la formation de la voix. En gros, la vision que l'on voit c'est les cordes vocales produisent une fréquence qui est déformé par le conduit vocal. Ça ne marche pas du tout comme ça.
Les cordes vocales ont la particularité de produire énormément d'harmoniques (des fréquences multiples de la fréquence de base). Le conduit vocal crée une résonance pour certaines fréquences. Celles-ci sont donc amplifiées alors que les autres restent plus faibles. Ces fréquences amplifiées appelée parfois formant constituent le timbre de la voix et participent davantage à la compréhension des langues atonales que la fréquence fondamentale.
Pour revenir à l’hélium on a peu de changement au niveau des cordes vocales. Les forces de Bernoulli ne sont pas exactement les même mais rien de colossal. La cavité nasale n’a pas changé de forme et résonne de la même façon. Tout le changement vient de passage entre le milieu riche en hélium et celui où il y en a pas des masses (l’oreille).
La transformation s’explique par f=v/λ (fréquence=vitesse/longueur d’onde) sachant que les fréquences ne change pas lors d’une transition de milieu et que la vitesse du son est bien plus grande dans l’hélium que dans l’air : la longue d’onde est plus petite une fois dans l’air. Elle est « écrasé » en rentrant dans un gaz plus dense.
En étape finale ce que perçoit l’oreille c’est la longueur d’onde et c’est dans la tête que l’on associe ca à une fréquence. Pareil pour un micro. On détecte ce qui est mécanique : la longueur d’onde qui a changé lors du changement de milieu.
Il y a un deuxième phénomène. La perception des longueurs d’onde n’est pas linéaire et les fréquences interprétées ne sont pas juste décalé vers l’aigu. On a l’impression qu’elles sont écrasées comme si les notes de musiques n’avaient plus le même espacement de fréquence entre elles. Cela contribue encore d’avantage à la déformation de la voix.