Art et Sciences #2 : éclairs musicaux, tentacules spectaculaires et hip-hop & chromatophores !

Suite du ménage printanier sur Sweet Random Science, entamé dans l'article Art et Sciences : ferrofluides, sculptures cinétiques et réalité augmentée. Aujourd'hui, c'est en musique que je vous propose de (re)découvrir comment l'art et la science se mêlent, avec le Tesla Coil Sound System, un instrument électrique spectaculaire qui permet de faire de la musique avec des éclairs, un clip vidéo tentaculaire et une chorégraphie de chromatophores sur un morceau de hip hop.

Le Tesla Sound System

Ici, le mieux pour commencer est de regarder (avec le son !) la vidéo ci-dessus. La musique que vous entendez (derezzed de Daft Punk) est bien produite par cet étrange dispositif : une bobine Tesla (Tesla coil en anglais). Inventée il y a 100 ans par Nikola Tesla, un ingénieur serbe particulièrement productif (l'unité de mesure du champ magnétique porte son nom), cette fascinante machine électrique permet d'atteindre de très hautes tensions en exploitant, entre autres, le phénomène de résonance. Son fonctionnement particulier est décrit sur cette page et si vous êtes un peu bricoleur, vous pouvez même en construire une chez vous (les tutoriels en ligne sont nombreux). Vous pouvez également participer aux expériences impressionnantes du Palais de la Découverte. Mais comment parvient-on à produire des sons et même de la musique avec une bobine Tesla ?

Faire de la musique avec des arcs électriques

Tout comme les éclairs, les arcs électriques (de petits éclairs) générés par le dispositif créent un plasma, un état particulier de la matière où les particules de gaz sont ionisées. Le retour à l'état normal se fait par dissipation d'énergie sous forme de lumière (l'éclair) et de chaleur (et oui, un éclair, ça brûle !). Ce dégagement de chaleur provoque une brusque et importante expansion de l'air environnant qui se propage sous forme d'ondes de pressions. Ces ondes de pressions constituent ce que nous percevons comme un son : les ondes acoustiques (sonores) sont des ondes de pressions. Dans le cas d'un éclair, l'expansion de l'air produit des déflagrations assourdissantes (le tonnerre) car la quantité d'énergie est colossale. Ici, en modulant la fréquence de production des arcs électriques (manuellement ou avec un programmateur) et en jouant sur la puissance (qui permet de contrôler le volume de plasma produit) on peut produire des ondes acoustiques audibles de fréquence déterminée et donc des notes de musique ! Et pour ce qui n'ont peur ni de l'anglais, ni de l'aspect technique : cette page.

Très populaire aux États-Unis, le dispositif est de plus en plus utilisé comme un instrument à part entière. Le groupe ArcAttack l'utilise dans ses performances live et des artistes comme Björk s'en servent dans certains morceaux. Pour découvrir davantage de vidéos (Super Mario, Lady gaga mais aussi de la musique classique, comme "Dans l'antre du roi de la montagne" de Grieg), vous pouvez faire un tour sur la chaîne YouTube d'Eric Goodchild. Je ne résiste pas à l'envie d'en remettre une louche : Ghostbusters et Sweet Home Alabama !

Spectacular Tentacular : La Physalia Physalis

la Physalia physalis croquée par Vran

Belle et venimeuse, la Physalia physalis est une créature étrange qui ressemble à une méduse (en réalité un siphonophore marin). Surnommée "galère portugaise" ou très prosaïquement "vessie de mer", elle s'échoue parfois sur les plages du sud de l'Europe où elle taquine de ses tentacules l’épiderme des baigneurs imprudents. Il ne s'agit pas à proprement parler d'un seul animal. Cet "organisme" est en fait une colonie liée à la surface par un "flotteur" et composée de 4 types différents de polypes tous embarqués dans la même galère.

Dans la vidéo ci-dessous, l'artiste Morphologic a filmé en gros plan les féériques tentacules de la bestiole. La musique est signée Geologis.

'Man O War' from Coral Morphologic on Vimeo.

Hip-hop et chromatophores

Pour poursuivre dans la même veine, voici maintenant un petit film réalisé par Backyard Brains, une société dont le but est de développer des outils en neurosciences à prix abordable. On peut y voir les chromatophores, ces petites cellules qui permettent aux céphalopodes de changer de couleur, se contracter et se dilater au rythme d'un morceau de Cypress Hill. Pour plus de détails sur les chromatophores, lisez "Octo Camouflage (les super-pouvoirs de transformation des pieuvres)" !

Vous serez peut-être déçus d'apprendre que le protocole expérimental ne consiste pas simplement à poser un casque sur la tête du calmar et à filmer ses réactions. Pour parvenir à ce résultat, des échantillons de peau ont été prélevés et dépiautés afin de pouvoir dégager les axones (les fibres prolongeant les neurones) contrôlant les chromatophores. Ensuite, ces axones ont été directement reliés aux fils électriques d'un casque d'Iphone, qui fait office d'électro-stimulateur. Le courant électrique produit par le lecteur est véhiculé par le système nerveux et déclenche les contractions des minuscules muscles à la base des chromatophores. La vidéo et l'exposé illustré du protocole expérimental sont visibles sur cette page.