résonances

La résonance désigne le phénomène par lequel un système répond fortement à une excitation périodique lorsque sa fréquence d’excitation est proche de sa fréquence naturelle. Elle apparaît dans de nombreux domaines et peut entraîner une amplification importante de l’amplitude oscillatoire lorsqu’elle est peu ou moyennement amortie.

En physique et en ingénierie, on distingue les résonances selon le comportement du système. Pour un système forcé, l’amplitude atteint son maximum lorsque la fréquence d’excitation approche la fréquence naturelle (résonance). L’amplification dépend du degré d’amortissement; les systèmes peu amortis présentent des pics marqués et une largeur de résonance faible, mesurée par le facteur de qualité Q.

Exemples: en mécanique, un pendule ou une structure soumise à un chargement périodique peut connaître des vibrations importantes à la résonance; en électronique, les circuits LC ou RLC présentent une résonance lorsque les réactances inductive et capacitive s’annulent à une fréquence f0 = 1/(2π√(LC)); en acoustique, les cavités et les instruments produisent des résonances qui renforcent certains sons.

Au-delà de la physique, le terme résonance est aussi utilisé en chimie pour décrire la délocalisation des électrons à travers plusieurs structures limites, donnant des formes de résonance et un hybride résonant qui stabilise la molécule (par exemple le benzène).

Comprendre la résonance est important pour le design et la sécurité des bâtiments, des ponts et des systèmes mécaniques et électroniques; elle permet aussi d’expliquer des phénomènes acoustiques ou spectroscopiques et de concevoir des filtres et des capteurs.