Les bols tibétains chantants expliqués par la science

Les bols chantants tibétains sont bien connus de tous ceux qui s’intéressent à la culture tibétaine et au bouddhisme. Remplis d’eau, ils permettent de produire un curieux phénomène hydroacoustique, déjà décrit par Michael Faraday. Le comportement de l’eau dans ces bols vient d’être étudié à l’aide d’une caméra ultrarapide.

La physique des ondes, fascinante, est riche d’une grande variété de phénomènes. On peut même dire qu’elle est au cœur de presque toute la physique, et cela au moins pour deux raisons. La première est que le concept de champ, qu’il soit classique ou quantique, domine quasiment toute la physique. La seconde est que la dynamique de ces champs dans l’espace et le temps se fait justement à l’aide de propagations d’ondes.

C’est sans doute celles à la surface ou à l’intérieur des liquides qui permet d’illustrer toute la complexité des phénomènes ondulatoires, de sorte qu’il est possible de comprendre bien des branches de la physique en s’aidant de modèles issus de l’hydrodynamique. On sait par exemple que John Wheeler a fait grand usage des analogies entre le comportement dynamique de l’espace-temps et celui de l’eau.

Le concept de champ est largement issu initialement des travaux de Michael Faraday en électricité et surtout en magnétisme. Or, il se trouve qu’en 1831, le grand physicien s’était penché sur le comportement d’un liquide dans un récipient dont les parois étaient soumises à des excitations vibratoires. Au-delà d’une certaine fréquence, la surface plane du liquide cesse de l’être et exhibe diverses structures pouvant être périodiques. Il s’agit d’un phénomène non linéaire, comme dans le cas des fameuses vagues scélérates. On parle alors d’ondes de Faraday à la surface de ce liquide et plus généralement d’instabilité de Faraday.

Dans le cas des fameux bols chantant tibétains, on peut même voir l’apparition de ce qui semble être un état d’ébullition de l’eau.

En tournant lentement une mailloche sur le bord extérieur d’un bol tibétain rempli d’eau, on génère des vibrations dans le bol qui se met à émettre des sons harmonieux. Passé une certaine fréquence, la surface de l’eau s’agite et se brise en gouttes. © Denis Terwagne, John W. M.

Mais qu’est-ce qu’un bol tibétain ?

Il s’agit généralement d’un bol formé d’un alliage de bronze contenant au total sept métaux comme l’argent, l’étain, le mercure, l’or, le cuivre, le fer et le plomb. Chacun de ces métaux symboliserait des planètes du Système solaire à moins qu’il ne s’agisse des sept centres d’énergie que les traditions indiennes et bouddhiques situent à divers endroits dans le corps humain, les chakras. Ces bols ont donc une fonction ésotérique dans ces civilisations et sont associés à diverses pratiques chamaniques ou de méditation, essentiellement dans les régions himalayennes (Tibet, Népal, Bhoutan, Ladakh…) et le nord de l’Inde.

Toujours est-il qu’en tournant lentement une mailloche (bâton en bois, parfois recouvert de cuir ou de caoutchouc) sur le bord extérieur ou intérieur du bol rempli d’eau à diverses hauteurs, on génère des vibrations dans le bol qui se met à émettre des sons harmonieux. Passé une certaine fréquence, la surface de l’eau s’agite et se brise même en gouttes qui semblent danser et léviter au-dessus du liquide. Il s’agit d’un excellent exemple d’instabilité de Faraday.