Dernière mise à jour : 2026-06-15

Vitesse du son dans l'air

Le son est une onde mécanique — une succession de fluctuations de pression qui se propage dans un milieu en poussant les molécules voisines les unes contre les autres et en les écartant à nouveau. Dans un gaz comme l'air, la vitesse à laquelle cette onde se propage dépend de la rapidité avec laquelle les molécules peuvent transférer leur quantité de mouvement, ce qui est déterminé principalement par leur température. Plus la température est élevée, plus les molécules se déplacent vite et plus l'onde de pression avance rapidement.

Ce calculateur donne la vitesse du son dans l'air sec pour toute température entre le zéro absolu et la limite supérieure requise par votre application.

Comment la température gouverne la vitesse

La théorie cinétique des gaz donne une relation exacte entre la vitesse du son $v$ et la température absolue $T$ (en kelvin) :

$v = 331{,}3 \cdot \sqrt{\frac{T}{273{,}15}} \quad \text{m/s}$

La constante 331,3 m/s est la vitesse mesurée à 0 °C (273,15 K). Près de la température ambiante, la formule en racine carrée est bien approchée par la règle linéaire plus simple :

$v \approx 331{,}3 + 0{,}6 \cdot T_{\!\circ\text{C}} \quad \text{m/s}$

ce qui signifie que la vitesse augmente d'environ 0,6 m/s par degré Celsius d'élévation de température. Le calculateur utilise la formule exacte en racine carrée pour garantir la précision sur toute la plage de températures.

Tableau des formules

Exemple de calcul

Quelle est la vitesse du son par une chaude journée d'été à 35 °C ?

Conversion en kelvin : $T = 35 + 273{,}15 = 308{,}15\ \text{K}$.

$v = 331{,}3 \cdot \sqrt{\frac{308{,}15}{273{,}15}} = 331{,}3 \cdot \sqrt{1{,}1282} = 331{,}3 \times 1{,}0622 \approx 351{,}9\ \text{m/s}$

Soit environ 1 267 km/h (787 mph). Par comparaison, à 20 °C la vitesse est :

$v = 331{,}3 \cdot \sqrt{\frac{293{,}15}{273{,}15}} \approx 343{,}2\ \text{m/s}$

— une augmentation de près de 9 m/s entre 20 °C et 35 °C, cohérente avec la règle empirique de 0,6 m/s par °C.

Contexte pratique

Le nombre de Mach est défini comme le rapport de la vitesse d'un objet à la vitesse locale du son. Au niveau de la mer par une journée standard (15 °C), la vitesse du son est d'environ 340 m/s (1 225 km/h), de sorte que Mach 1 correspond à environ 1 225 km/h. En haute altitude, où l'air est plus froid, la vitesse du son est plus faible et Mach 1 correspond à une vitesse anémométrique plus lente — une considération importante en aviation.

L'humidité a un faible effet positif sur la vitesse (la vapeur d'eau est plus légère que le mélange azote–oxygène qu'elle remplace), mais cet effet est inférieur à 1 m/s dans des conditions typiques et n'est pas inclus ici.

Limites

Cette formule s'applique à l'air sec. D'autres gaz ont des valeurs différentes du rapport des capacités calorifiques $\gamma$ et de la masse molaire $M$, de sorte que leurs équations de vitesse du son diffèrent. Le son se propage également bien plus vite dans les liquides et les solides : environ 1 480 m/s dans l'eau et 5 100 m/s dans l'acier. Pour ces milieux, une formule distincte fondée sur le module isostatique ou le module de Young est nécessaire.