Le 26 août 1883, en Indonésie, le Krakatoa explose, générant l’onde sonore la plus puissante jamais enregistrée. Wikipedia annonce un niveau sonore de 310 dB. Vraiment ?
Conséquences de l’explosion
Les conséquences immédiates de l’éruption sont telles que des dizaines de milliers de personnes meurent sous l’onde de choc, puis du tsunami qui survient. La projection d’aérosols dans l’atmosphère provoque un refroidissement global de la planète et des lueurs rouges enflamment le ciel à l’autre bout du globe, certains estimant qu’elles auraient inspiré Edvard Munch et son fameux tableau « Le Cri »
On trouve par exemple dans les Compte Rendus de l’Académie des Sciences du premier semestre 1885, une note et un témoignage faits sur une île des Caraïbes, aux antipodes du volcan indonésien :
Dans cet article, il est indiqué que le son du volcan a été perçu jusqu’à 3300 km du volcan et on estime improbable que les détonations entendues soient du fait du volcan. Cependant l’auteur de la note rappelle quelques effets atmosphériques surprenants qui ont suivi l’éruption :
« Nous sommes déjà débiteurs au cataclysme inconcevable du détroit de la Sonde des phénomènes des plus intéressants : […] le soleil vert de l’Inde en septembre 1883, les feux crépusculaires de l’automne de 1883, la couronne solaire de 1884 (encore apparente en mars 1885), l’état anormal de la polarisation atmosphérique, la propagation du son jusqu’à 30° de distance du centre des explosions. »
Propagation et vitesse du son
Pour mener l’enquête sur ce phénomène unique de physique du Globe, la Royal Society publie en 1888 un ouvrage où nombre de scientifiques apportent leurs conclusions dans différents domaines. Le rapport est constitué de cinq parties : Géologie, Météorologie et ondes sonores, Météorologie et effets lumineux, Sismicité et vagues marines et enfin Electricité et magnétisme terrestre. On s’intéresse ici à la deuxième partie de ce rapport, entre les pages 57 et 88, résultats présentés par le lieutenant général R. Strachey, membre du Meteorological Council. Cette partie est elle-même divisée en deux sections, une première sur la propagation du son et une deuxième sur le son lui-même et le niveau sonore.
L’analyse que propose ici Strachey s’appuie sur 53 stations météorologiques réparties sur l’ensemble du globe parmi lesquelles Melbourne, Sydney, Bombay, Calcutta, Tokyo, Saint-Pétersbourg, Vienne, Paris, Londres, New-York, Mexico etc. Les latitudes, longitudes et distances de ces stations par rapport au Krakatoa sont répertoriées dans un tableau dès le début de l’étude. Par exemple Paris se trouve à 103,10° du Krakatoa, ce qui correspond à environ 11 455 km (si on arrondit à 40 000 km le diamètre terrestre).
Sur toutes les stations, des pics barométriques, correspondant à des zones de surpression, sont relevés. Certaines relèvent même jusqu’à 7 sauts, indiquant que l’onde sonore a réalisé plusieurs fois le tour de la Terre.
Si on regarde les temps de passage de l’onde de pression pour quelques stations, on peut estimer la vitesse. Pour Sydney, le premier delta est de 34 h 54 min, soit 34,9 h. Si on prend une circonférence moyenne de 40 000 km, l’onde sonore a parcouru le tour du globe à une vitesse de 1146 km/h. Pour le tour suivant, le delta est 35 h 21min, soit 35,35 h et donc une vitesse de 1132 km /h. On peut jouer à ce petit jeu sur d’autres stations comme celle du parc St Maur, à Paris, on trouve 1102 km/h, puis 1085 km/h pour le deuxième tour du monde de l’onde. Dans les deux cas, on note une légère baisse de la vitesse, phénomène qui est observé pour toutes les stations.
Pour l’onde allant aux antipodes, on a par exemple :
On a pour Sydney, une vitesse de 1127 km/h et pour Paris 1152 km/h.
On peut supposer dans un premier temps que l’onde sphérique générée s’est répartie de façon uniforme dans toutes les directions au départ, la vitesse aurait donc dû être la même. La vitesse a cependant été quelque peu modifiée, selon que l’onde se propage dans le sens de rotation de la Terre ou dans le sens contraire, mais aussi selon la température des zones traversées, le son se déplaçant plus rapidement dans les régions plus froides, ou bien à la faveur des vents dominants rencontrés dans les différentes parties du globe.
La Royal Society s’est aussi amusée à faire ce petit calcul entre le Krakatoa et les différentes stations. La vitesse moyenne de propagation était de 1148 km/h +/- 10 km/h.
Niveau sonore de l’explosion
Selon le rapport, page 72, le son a été entendu jusqu’à près de 3000 miles, soit 4828 km ! Entre les pages 80 et 88, on trouve alors un tableau avec une centaine de témoignages, de descriptions du son perçu et la distance qui sépare ce témoignage du Krakatoa.
Le témoignage le plus fiable et le plus lointain a été consigné par James Wallis, chef de la Police de l’île de Rodrigues, appartenant aujourd’hui à la république Maurice, dans l’archipel des Mascareignes, dans le sud-ouest de l’Océan Indien. Nous sommes à 2968 miles du Krakatoa, soit environ 4777 km :
« Le dimanche 26, le temps était orageux, avec des pluies torrentielles et des bourrasques ; le vent était orienté sud-est, avec une intensité de 7 à 10 Beaufort. Plusieurs fois, dans la nuit du 26 au 27, il nous a été rapporté venant de l’Est, comme le son de détonations lointaines. Toutes les 3 ou 4 heures, les mêmes observations ont été rapportées, jusqu’à trois heures de l’après-midi de la journée du 27, et les deux derniers ont été entendus en provenance de Oyster Bay et Port Mathurin. »
La carte suivante, extraite du rapport, montre des cercles concentriques de rayon 10°, soit 1111 km (multipliez ce nombre par 36 et vous obtiendrez 40 000 km)
Faisons ici un petit calcul de coin de table que le rapport ne fait pas pour estimer le niveau sonore, en décibel, de l’explosion du volcan, en s’appuyant sur la description de M. Wallis. Le son impulsionnel d’un canon de fusil est d’environ 127 dB à 10 mètres, et peut s’entendre jusqu’à 3 km. Si on calcule le niveau sonore perçu à 3 km, on trouve alors 77 dB. Le détail des calculs est exposé en fin de l’article (calcul 1).
Parions que le son perçu sur l’île Rodrigues était de 77 dB et estimons maintenant le niveau sonore émis par le Krakatoa, à 4777 km. Là encore, quelques formules de lycée nous permettent de faire une estimation. On trouve 191 dB à 10 mètres de l’explosion. Allez, 211 dB si on est à un mètre… (calcul 2).
Sur la fameuse encyclopédie en ligne, on annonce que le niveau sonore estimé est de 310 dB, sans préciser la source de cette « information ». Mon petit calcul de coin de table utilise un modèle très simple et ne prend pas en compte plein de phénomènes, comme l’absorption de l’air, de l’eau, mais quand même…
Sur un site américain « Nautilus », dont le lien se trouve en bas de l’article, on lit que la station de Batavia, située à 100 miles (161 km), a enregistré un saut de pression de 2,5 pouces de mercure, ce qui correspondrait à un niveau sonore de 172 dB. Je ne sais pas trop comment leur calcul est réalisé. Mais essayons par nous-même.
Si on s’appuie sur les données extraites de la seule figure de variation de pression qui apparait dans le rapport, l’augmentation de pression peu après 10h, est d’environ 60 mm d’eau.
En utilisant la relation de la statique des fluides, on trouve 588 Pa (calcul 3). La relation entre pression et intensité sonore peut se trouver sur l’encyclopédie en ligne, permettant de calculer le niveau sonore correspondant et on trouve 146 dB (calcul 4). Si on admet ce résultat, à 161 km de la source et en reprenant le petit modèle simple de propagation de l’onde dans l’air, on trouve 230 dB à 10 mètres du volcan, ou 250 dB à un mètre.
Si on admet le résultat proposé par le site américain, d’un son de 172 dB à 161 km de la source, on trouve 276 dB à 10 mètres du volcan, ou 296 dB à un mètre.
Je suis curieux de savoir d’où vient ce 310 dB qu’annonce l’encyclopédie en ligne.
Calculs détaillés
- Calcul du son perçu sur l’île Rodrigues
2. Calcul du son émis au niveau du Krakatoa
3. Calcul de l’augmentation de pression à la station Batavia.
4. Calcul du niveau sonore à Batavia
5. Calcul du niveau sonore du Krakatoa à partir des données de Batavia
Références bibliographiques et webographiques
Forel F.A., Bruits souterrains entendus le 26 août 1883 dans l’îlot de Caïman-Brac, mer des Caraïbes, Compte Rendus de l’Académie des Sciences, tome C, p. 755,1885
https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k3056t
Symons et al., The eruption of Krakatoa, and subsequent phenomena, Report of the Krakatoa Committee of the Royal Society, 1888.
https://archive.org/details/eruptionkrakato00whipgoog/page/n8/mode/2up
Acoustique des champs de tir, consulté le 09/08/2025.https://ereverra.wordpress.com/wp-content/uploads/2012/08/ere_acoustique_champstir.pdf
Bhatia A., The Sound So Loud That It Circled the Earth Four Times, Nautilus, 2014, consulté le 09/08/2025.
https://nautil.us/the-sound-so-loud-that-it-circled-the-earth-four-times-235101/
Wikipedia, Eruption du Krakatoa en 1883, consulté le 09/08/2025.
Les images sont soit issues de Wikipedia, soit du rapport de la Royal Society. L’image en-avant a été générée par IA.
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