Microbarom
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En acoustique, les microbaroms, également connus sous le nom de « voix de la mer »[1],[2], sont une classe d'ondes infrasonores atmosphériques générées lors des tempêtes marines[3],[4] par une interaction non linéaire des ondes de surface océanique avec l'atmosphère[5],[6]. Ils ont généralement des formes d'onde à bande étroite presque sinusoïdales, avec des amplitudes allant jusqu'à quelques microbars[7],[8] et des périodes proches de 5 secondes (0,2 hertz)[9],[10]. En raison de la faible absorption atmosphérique à ces basses fréquences, les microbaroms peuvent se propager sur des milliers de kilomètres dans l'atmosphère et peuvent être facilement détectés par des instruments très éloignés au niveau de la surface terrestre[11].
Les microbaroms sont une source de bruit importante interférant potentiellement avec la détection des infrasons des explosions nucléaires. Cette détection constitue un objectif du système international de surveillance organisé en vertu du Traité d'interdiction complète des essais nucléaires (qui n'est pas entré en vigueur)[12]. Il s'agit d'un problème spécifique à la détection des tests à faible rendement dans la gamme d'un kilotonne, car les spectres de fréquence s'y chevauchent[11].
La raison de la découverte de ce phénomène fut accidentelle. En effet, les aérologues travaillant dans les stations hydrométéorologiques et les embarcations marines attirèrent l'attention sur la douleur étrange qu'on éprouve en s'approchant de la surface d'une sonde météorologique standard (un ballon rempli d'hydrogène). Au cours d'une des expéditions, le météorologue en chef V.A. Berezkin démontra cet effet à l'académicien soviétique V.V. Shuleikin. Le phénomène suscita un véritable intérêt parmi les scientifiques. Afin de l'étudier, un équipement spécial fut conçu pour enregistrer des vibrations puissantes à basse fréquence inaudibles à l'oreille humaine.
À la suite de plusieurs séries d'expériences, l'essence physique de ce phénomène fut clarifiée en 1935 lorsque V.V. Shuleikin publia son premier ouvrage entièrement consacré à la nature infrasonore de la « voix de la mer ». Aux États-Unis, les microbaroms furent décrits pour la première fois en 1939 par les sismologues américains Hugo Benioff et Beno Gutenberg au California Institute of Technology de Pasadena. Ils se basèrent sur les observations d'un microbarographe électromagnétique[11] constitué d'un haut-parleur basse fréquence monté sur une boîte en bois[13]. Ils notèrent la similitude des microbaroms avec les microséismes observés sur les sismographes[9] et émirent correctement l'hypothèse selon laquelle ces signaux étaient le résultat de systèmes de basse pression dans le Pacifique Nord-Est. En 1945, le géoscientifique suisse L. Saxer montra la première relation des microbaroms avec la hauteur des vagues dans les tempêtes océaniques. Suivant la théorie des microséismes de M.S. Longuet-Higgins, Eric S. Posmentier proposa que les oscillations du centre de gravité de l'air au-dessus de la surface océanique, oscillations sur lesquelles apparaissaient les ondes stationnaires, étaient à l'origine de microbaroms, expliquant par le fait même le doublement de fréquence des vagues océaniques dans la fréquence observée du microbarom[14]. On comprend maintenant que le mécanisme causant les microséismes secondaires est aussi à l'origine des microbaroms. On doit la première théorie quantitativement correcte de la génération des microbaroms à L.M. Brekhovskikh, qui montra qu'il s'agit de la source de microséismes dans l'océan se couplant à l'atmosphère. Cela explique que la majeure partie de l'énergie acoustique se propage près de la direction horizontale au niveau de la mer.
