La résonance est une vibration par sympathie : si une vibration arrive exactement à la fréquence propre d'un objet, chaque vibration s'ajoute à la précédente et l'amplitude ne cesse de croître. À toute autre fréquence il ne se passe presque rien, quelle que soit la force. C'est donc une question de rythme et non de puissance.
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Je chante aussi fort que je peux vers un verre, et rien ne se passe. Ce n'est pas une question de puissance. Dans cette vidéo vous voyez pourquoi certaines choses se mettent soudain à vibrer et la plupart non.
Tout ce qui peut vibrer possède une fréquence propre : le rythme auquel l'objet vibre de lui-même quand vous le frappez. Si une vibration arrive de l'extérieur exactement à cette fréquence, l'objet suit et l'amplitude ne cesse de croître. C'est la résonance. Si une vibration arrive à un autre rythme, il ne se passe presque rien, aussi puissante soit-elle. Vous le voyez sur une balançoire, où de petites poussées au bon moment vous emmènent bien plus haut qu'une seule poussée violente, et vous voyez pourquoi un verre ne se brise presque jamais : il y a aussi l'amortissement, donc il vous faut le bon son et assez de puissance. Et il ne s'agit pas seulement de son, loin de là, car une passerelle et une tribune font exactement la même chose.
Pour la physique au lycée, dans le chapitre sur le son. À mi-parcours il y a une question et un silence : mettez en pause et réfléchissez-y d'abord vous-même.
Dans cette vidéo
L'explication complète, par écrit
Le problème
0:00Je chante aussi fort que je peux contre ce verre. À pleine voix. Et il ne se passe rien. Ce n'est pas une question de force.
Chaque objet a son rythme
0:15Frappe un verre. Tu entends une note. Frappe encore, et tu entends la même note. Prends un autre verre : il en donne une autre, mais elle aussi est la même à chaque fois. Pas un hasard. Tout ce qui peut vibrer a un rythme auquel il le fait tout seul.
0:30Si tu le frappes, il vibre à ce rythme-là et à aucun autre. Ce rythme s'appelle la fréquence propre de cet objet. On dit aussi la fréquence de résonance.
Ce qu'est la résonance
0:45Et voici le beau. Si une vibration arrive de l'extérieur avec exactement cette fréquence propre, l'objet suit. Il se met à vibrer à la même fréquence que la source. C'est la résonance. Si la vibration arrive à une autre fréquence, il ne se passe presque rien.
1:04L'objet reçoit une poussée d'un côté alors qu'il part de l'autre, et les deux s'annulent. Ce n'est donc pas la quantité de vibration qui compte. C'est la justesse de la fréquence. Tu pousses quelqu'un sur une balançoire. Qu'est-ce qui marche mieux : une poussée très forte, ou de petites poussées répétées ?
De petites poussées au bon moment
1:29Qui a déjà poussé connaît la réponse. De petites poussées au bon moment t'emmènent bien plus haut qu'une seule poussée violente. La fréquence de la balançoire se calcule. Une balançoire à cordes de plus de deux mètres met environ trois secondes pour un aller-retour, soit zéro virgule trois trois vibration par seconde.
1:51Si tu pousses exactement à cette fréquence, chaque poussée arrive alors que la balançoire part déjà de ce côté-là. Chaque poussée s'ajoute à ce qu'il y avait. Si tu trouves trois par seconde, tu as inversé un divisé par trois. Et voilà mon erreur.
2:11Je chantais fort, mais pas à la bonne fréquence. Pas à la fréquence de résonance.
Pourquoi cela ne marche presque jamais
2:18Retour au verre. Si tu chantes exactement la note du verre, il se met à vibrer, et chaque vibration agrandit l'écart. Si ça dure assez, le bord ne suit plus et il casse. Sauf qu'une chose joue en sens inverse. Un objet qui vibre perd aussi de l'énergie, dans l'air et en lui-même.
2:40C'est l'amortissement, et il est toujours là. L'écart ne grandit que tant que tu donnes plus que ce que l'amortissement retire. D'où deux conditions à la fois, et non une. La bonne note exactement, et assez de puissance. Plus de cent décibels, pour être précis.
3:00D'où la présence, dans ces vidéos, d'un amplificateur à côté, et mon échec à moi, à table.
Le même effet, mais utile
3:08La résonance ne fait pas que casser. C'est aussi pourquoi un instrument s'entend. Une corde tendue qui vibre met à elle seule bien trop peu d'air en mouvement. Tu ne l'entends presque pas. Pose cette corde sur une caisse creuse, et l'air de la caisse se met à vibrer, à la même fréquence que la corde.
3:30Le son en est amplifié. Pose un objet qui vibre sur une table : même chose, la même vibration, soudain bien plus forte, sans que tu ajoutes d'énergie.
Là où cela tourne mal
3:43Et cela ne concerne pas que le son. Une passerelle oscille seule à environ une à trois fois par seconde. Une colonne au pas fait environ deux pas par seconde. Les deux peuvent donc se rencontrer, et chaque pas s'ajoute au précédent, comme sur la balançoire.
4:02D'où une vraie consigne : sur un pont, les soldats rompent le pas. Hors du pas, les pas se mêlent et s'annulent. Même chose pour une tribune où le public saute en rythme. Ce n'est pas leur poids le problème, puisqu'il y est aussi à l'arrêt. C'est la fréquence de résonance.
4:26Trois choses à retenir. Un : tout ce qui peut vibrer a sa fréquence propre. Deux : si une vibration arrive exactement à cette fréquence, l'objet se met à vibrer à la même fréquence et l'écart grandit sans cesse. C'est la résonance. Trois : c'est le moment, pas la force.
4:50Pousser fort au mauvais moment ne fait rien, et de petites poussées au bon moment font tout. Questions. Première : une machine à laver fait vibrer tout le sol, mais à une seule vitesse d'essorage. Pourquoi là, et pas à une vitesse plus élevée ?
5:05Deuxième : on dit qu'on casse aussi un verre en criant très fort dessus, à n'importe quelle note. Est-ce exact ? La première : à cette vitesse-là la fréquence du tambour coïncide avec la fréquence de résonance du sol. Chaque tour s'ajoute alors au précédent.
5:28Si le tambour va plus vite, la fréquence ne colle plus et il se passe peu. Et la seconde : non. Crier donne beaucoup de puissance, mais c'est un son désordonné, tout mêlé. Une petite part seulement sur la note du verre, et le reste ne participe pas.
5:49Il faut les deux : viser la fréquence de résonance et assez de puissance. Tu sais pourquoi certaines choses vibrent soudain et la plupart non, et qu'il faut viser la fréquence de résonance, pas le volume. Pourquoi deux instruments qui jouent la même note sonnent autrement, c'est une autre vidéo sur la chaîne.
Questions fréquentes
Pourquoi un verre ne se brise-t-il pas si l'on crie très fort dessus ?
Parce qu'un cri est un son désordonné où toutes sortes de fréquences se mêlent, si bien qu'une petite partie seulement se trouve au son du verre. Il vous faut les deux : atteindre la fréquence de résonance et assez de puissance, plus de cent décibels.
Quelle est la différence entre fréquence propre et fréquence de résonance ?
Ce sont deux noms pour la même chose : le rythme auquel un objet vibre de lui-même quand vous le frappez. On l'appelle fréquence de résonance parce que c'est la fréquence à laquelle une vibration extérieure fait résonner l'objet.
Pourquoi les soldats doivent-ils rompre le pas sur un pont ?
Parce qu'une passerelle oscille d'elle-même une à trois fois par seconde et qu'une colonne en marche fait environ deux pas par seconde. Ces deux rythmes peuvent coïncider, et alors chaque pas s'ajoute au précédent, comme sur une balançoire. Hors du pas, les pas tombent au hasard et s'annulent.
Qu'est-ce que l'amortissement ?
L'énergie qu'un objet en vibration perd, vers l'air et vers lui-même, et elle est toujours présente. L'amplitude ne croît que tant que vous en apportez plus que l'amortissement n'en retire. Voilà pourquoi la résonance demande assez de puissance et pas seulement le bon son.
Pourquoi une corde sonne-t-elle plus fort sur une caisse creuse ?
Parce que l'air de cette caisse vibre par sympathie à la même fréquence que la corde. Une corde seule met beaucoup trop peu d'air en mouvement, si bien qu'on ne l'entend presque pas. Ici la résonance est utile au lieu d'être destructrice.
Pousser fort au mauvais moment ne fait rien. De petites poussées au bon moment font tout.
Physics with Thomas fait des explications de physique pour le secondaire. Aucun mot à l'écran, donc ce que vous voyez fonctionne dans toutes les langues.
Dans cette série
Le son et les vibrationsce que vous entendez n'est pas son air6:53
Fréquence, amplitude et hauteurplus fort n'est pas plus aigu5:57
Résonance et vibration par sympathiec'est le rythme, pas la force6:17
Fondamentale, harmoniques et timbremême son, autre couleur6:06
Le son d'une colonne d'airf = v divisée par 4L3:15
À propos de moi
Je m'appelle Thomas Schuurmans, et j'ai une passion pour la physique et pour comprendre pourquoi les choses fonctionnent comme elles fonctionnent. Ce que je veux, c'est amener les jeunes à demander plus souvent « pourquoi ? » et « comment ça marche ? », et leur donner les outils de la physique d'une manière simple et visible.
J'ai obtenu mon diplôme de physique appliquée à l'université de technologie de Delft en 2003. Ensuite j'ai passé plus de vingt ans hors de l'enseignement : d'abord à TNO, l'institut néerlandais de recherche appliquée, puis dans une agence de design, et enfin en fondant Proportion Global, avec qui je travaille sur des questions d'innovation en Afrique, en Amérique latine et en Asie du Sud. Ce travail ressemble à la physique plus qu'on ne le croit : ne pas partir d'une solution, mais comprendre d'abord ce qui se passe, essayer, se tromper, et regarder à nouveau.
Depuis 2026 j'enseigne la physique au collège et au lycée, et j'ai commencé un master à l'université d'Amsterdam pour obtenir mon habilitation complète. C'est là que j'ai appris que l'attention réelle d'un élève pour une matière nouvelle dure environ sept minutes. Et mon défaut, justement, c'est de raconter trop d'histoires à côté du sujet.
De là est née l'idée : des vidéos qui expliquent un seul sujet, de façon nette et visuelle, dans ces sept minutes. Je les fais pour mes propres élèves. Ensuite je les publie, parce qu'une bonne explication devrait être à portée de tous ceux qui en ont besoin, où que vous viviez et quelle que soit la langue dans laquelle vous pensez et parlez.