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Salut !

Je me pose une question d'ordre physique que je n'arrive pas à piger (enfin si, un petit peu, mais j'aimerais confirmation).

Quand le son d'une sirène de pompier nous arrive à grande vitesse, il est plus aigü, et devient plus grave quand il s'éloigne. C'est globalement le principe de l'effet Doppler. Mais qu'en est-il de la vitesse du son ? Est-ce qu'il accélère quand il nous arrive dessus et ralentit en s'éloignant ? Ou l'inverse ?

En comparant le son à une onde à la surface de l'eau, je pense qu'il ne change pas de vitesse (ou alors très peu), ce serait plutôt les mouvements de compression/dilatation qui se font plus proches et qui donnent cette impression de pitch. Mais là encore, c'est une analogie du sens commun, pour avoir confirmation il faut demander à plus haut placé

Ben, la vitesse de son est constante, cependant, du fait de la vitesse du camion, les ondes sont plus rapprochées quand il arrive, tandis qu'elles sont plus éloignées quand ils repart car la point d'ou elles sont émises change, ce qui crée l'effet Doppler.
Enfin, oui je crois que c'est ça...

Non mais comment dire... par exemple le bruit des hélices d'un hélicoptère, on a pas l'impression qu'elles tournent légèrement plus lentement quand elles sont proches de nous que quand elles s'éloignent ? Y'a pas un truc dans le genre qui s'expliquerait par l'effet Doppler ?

Non, le son n'accélère pas, dans l'air c'est 340 m/s, ni plus ni moins.
Pour qu'un son soit plus aigu, il faut que sa fréquence augmente, c'est à dire que la distance entre deux ondes sonore soit plus petite, ce qui se passe lorsque le camion arrive (l'inverse se produit lorsqu'il s'éloigne.), c'est ça l'effet doppler.

Pour la question des hélices de l'hélicoptère, il y a aussi un déplacement de masse d'air, donc c'est peut être du à ça...

Mais je crois aussi que quand la pression monte, la vitesse du son augmente aussi? La vitesse crée une certaine pression en plus...

C'est peut-être effectivement plus une question de masse / pression d'air plutôt que d'effet Doppler. C'est en tout cas ce que j'aimerais comprendre, justement : cette sensation de variation de vitesse de gros objets en rotation qui se déplacent, comme les hélices d'un hélico, est-ce que le son va plus vite (ou du moins est-ce qu'on a l'impression que le son va plus vite) en se rapprochant qu'en s'éloignant ou pas.

J'vais essayer de trouver des sons d'hélicos qui passent dans le ciel pour essayer d'écouter ce qu'il se passe

Un hélico qui passe dans le ciel peut être sujet à l'effet doppler
Quant aux hélices, si l'hélico est immobile c'est sans doute les masses d'air déplacées qui créent cette sensation de vitesse-ralentissement...(plus tu t'éloigne, plus ça va vite)

c'est peut-être le cas encore que je ne pense pas que la pression joue un rôle, (il faudrait que je révise mes cours de physique, s'ils n'avaient pas été perdus au hasard d'un de mes nombreux déménagements, mais de mémoire seule la densité de l'air (donc indirectement la temperature) a une influence sur la vitesse du son - c'est pourquoi on a une voix aigue quand on respire de l'hélium).
Mais même si la pression avait une influence, la vitesse du camion étant constante ou presque, la vitesse du son n'a pas de raison de varier, donc c'est bien uniquement le fait que la source du son se déplacant, le front d'onde est plus rapproché devant, donc plus aigu et plus espacé derrière, donc plus grave.

Ceci dit, ce n'est pas le seul facteur que l'on perçoit lorsque nous regardons un camion de pompier passer :
- avec la distance, les fréquences perçues sont différentes : les aigus sont moins audibles quand la source est éloignée.
- Le volume varie aussi avec la distance, donc la perception des différentes fréquences varie aussi (voir les recherches de Fletcher et Munson sur les courbes isosoniques) ;
- en ville, l'effet d'echo et de reverbe sur les bâtiments environnants va se modifier dramatiquement pendant que le camion se déplace ;
- Là dessus, on ajoute tous les effets de stereophonie classiques puisqu'on a deux oreilles, donc différence de volume plus filtrage lié à la position de la tête par rapport à la source plus déphasage, lequel va varier puisque le rapport entre la distance entre les deux oreilles et la distance entre les oreilles et la source va varier.

Bref, un camion de pompier qui passe, c'est parfois plus complexe qu'une maison qui brûle.

Pour l'hélico, je ne sais pas trop, mais il faut probablement tenir compte du fait que le vent a une influence considérable sur la propagation du son et que l'hélico, fatalement, produit du vent.

Moui, donc bon, la sensation de vitesse doit dépendre de tout un tas de paramètres alors... Disons que j'aimerais recréer cette sensation et je savais pas trop s'il fallait que j'accélère ou que je ralentisse à l'éloignement.

Dans mon contexte, je vais me contenter d'y aller à l'instinct, en choisissant la solution qui sonne la plus agréable et la plus staïle à l'oreille

pour essayer de répondre plus clairement à ta question Velvorn, on peut considérer le bruit des pales comme un onde sinusoïdale ou le "woosh" d'une pale représenterait un maximum d'intensité. Donc l'effet Doppler s'applique aussi bien au son qu'à la lumière ou qu'au bruit des pales: la fréquence des pales augmente lorsque l'hélicoptère se rapproche et diminue lorsqu'il s'éloigne.
Ce n'est pas toujours aisé à comprendre mais tu peux dessiner le mouvement d'une araigné à la surface de l'eau et de l'eau qu'elle produit. A chaque saut l'araignée crée un nouveau train d'onde. On constate alors que la densité d'oscillations est forte dans le sens de déplacement de l'araignée et faible dans le sens opposé. Donc la fréquence augmente dans le sens de déplacement et diminue dans le sens opposé.
J'espère que ça t'aura été utile.
P.S: j'avais jamais fais le rapprochement entre le bruit des pales et l'effet Doppler, merci.

Non c'est faux, elle dépend de conditions telle que la température.

Sinon Velvorn, pour faire simple, le son c'est les particules de l'air qui se compressent puis se décompressent. C'est une onde (longitudinale). Donc d'après cela, dans des conditions fixes il se propage de la même manière et à la même vitesse tout le temps. Après c'est ton oreille qui peut interpréter certaines choses .

Alors, une des conséquences de l'effet Doppler évoqué par Jay se base comme pour tout ce qui se base dessus sur deux éléments: la vitesse de déplacement d'un sujet et une différence apparente de longueur d'onde. C'est ce qui a très bien été expliqué plus haut par Blast et Kasei. Et il n'y a sans doute pas grand chose à ajouter. Pour ce qui est plus spécifiquement du son, je ne suis pas certain que l'état du milieu influe beaucoup sur la perception de l'effet Doppler.
Par contre, pour l'hélicoptère, pas la moindre idée de ce qui peut changer la perception de rotation des pales.

Non, effectivement. Si on fait l'expérience un jour d'été ou un jour d'hiver, la vitesse du son sera changée, donc la tonalité générale de la sirène de pompier sera différente et (peut-être) perceptible par un auditeur qui aurait l'oreille absolue ou par un analyseur de spectre, mais pas l'effet doppler lui même puisqu'on peut considérer la température constante pendant le passage du camion.