Helium Voix Explication Essay

Nous avons tous déjà assisté à cette scène : quelqu'un inspire de l'hélium et sa voix change du tout au tout, devenant plus aiguë et nasillarde.

Inspirer de l’hélium, un gaz moins dense que l’air, permet de changer sa voix. © Aslak Raanes, Flickr, CC by 2.0 

Pour comprendre les raisons de ce changement de son, rappelons le mécanisme à l'origine de la voix. Ce sont les vibrations des cordes vocales situées dans le larynx qui nous permettent d'émettre des sons. Celles-ci modulent le débit de l'air avant que la bouche ne serve de caisse de résonnance.

Hélium et vitesse du son

L'hélium est moins dense que l'air ; ainsi, lorsqu'il remplace l'air dans les voies respiratoires et la cavité buccale, la vitesse du son devient plus élevée. Elle passe de 340 à 1.020 m.s-1. Les cordes vocales vibrent également plus vite et les sons produits se répercutent davantage à l'intérieur des voies respiratoires. Les sons qui sortent de la bouche présentent ainsi une fréquence plus élevée qu'à l'habitude. La voix devient plus aiguë.

Inversement, inspirer un gaz plus dense que l'air permet de modifier sa voix en la rendant plus grave.

Inhalation d'hélium : les risques

Il faut faire attention car, si l'expérience de l'inhalation d'hélium est drôle, elle doit rester de courte durée, et toujours se faire avec de l'hélium pur. C'est un gaz inerte, sans danger pour la santé. Mais celui que l'on trouve, par exemple dans les ballons gonflables à la foire, est souvent mélangé avec d'autres gaz qui eux, peuvent être dangereux.

Une inhalation excessive d'hélium, même pur, peut également comporter des risques. Le sang n'est alors plus suffisamment alimenté en dioxygène et cela peut provoquer des malaises, des évanouissements voire une asphyxie.

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Comment l'hélium modifie la voix quand nous le respirons ?

"Ah on dirait un canard". Les petits malins qui s'y sont déjà essayé savent bien que respirer de l'hélium donne une voix digne de "Duffy Duck". Comment ce gaz agit pour modifier les sons que nous émettons ? Réponse.

Les cinéphiles se souviennent certainement de ce passage du Grand Bleu de Luc Besson où les protagonistes se retrouvent dans un caisson en grande profondeur. Les plongeurs respirent à ce niveau un mélange d'oxygène et de gaz (question de pression) et se marrent avec leur voix de Donald. Certains d'entre vous se sont aussi certainement amusés lors de soirées à inhaler de l'hélium avec lequel on gonfle des ballons. Mais d'où vient cette voix sortie de nulle part à l'origine de tant d'hilarités ?

Deux membranes en vibration

Notre voix est composée de différents sons plus ou moins aigus que nous pouvons modifier comme il nous chante. Ces sons résultent de l'action de deux petites membranes placées au niveau du larynx : les cordes vocales ou plis vocaux.

L'air que nous inspirons et expirons fait vibrer ces cordes et provoque la propagation d'ondes sonores. Ces sons sont amplifiés par les résonateurs que sont les fosses nasales et la cavité orale. Alors comment agit l'hélium ? Gèle-t-il les cordes vocales ponctuellement ? Modifie-t-il les fréquences de vibrations ?

Une différence de densité

La réponse réside dans les propriétés de l'hélium. L'air que nous respirons est plus dense que l'hélium. Les ondes sonores émises par les vibrations des cordes vocales vont alors se propager à plus grande vitesse dans de l'hélium que dans de l'air. La vitesse d'un son à O°C dans de l'hélium est de 972m/s contre 331m/s dans de l'air.

Cette vitesse de propagation accrue va avoir pour effet d'augmenter la fréquence du son émis, ce qui correspond à un son aigu. D'où cette voix de canard que nous avons lorsque nous inhalons ce gaz.

A noter qu'un autre gaz appelé protoxyde d'azote ou gaz hilarant utilisé par certains médecins pour endormir le patient va rendre la voix plus grave tout simplement parce que le gaz est plus dense que l'air. C'est l'effet inverse de l'hélium.

Attention à ne pas trop consommer d'hélium d'affilé, sinon vous risquez une asphyxie du fait de manque inhalation d'oxygène présent dans l'air.

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