Skip to content
Omnikalc

Nombre de Mach : quelle vitesse par rapport à celle du son ?

Convertissez une vitesse en nombre de Mach à partir de la vitesse du son à une altitude donnée dans l'atmosphère standard, ou à une température d'air donnée.

Mis à jour le
Vos paramètres

Valeur hors limites

Vitesse du son d'après

Valeur hors limites

°C

Valeur hors limites

Résultats

Nombre de Mach

0,847

Transsonique (environ Mach 0,8 à 1,2) : des ondes de choc apparaissent
Vitesse du son locale
1 062
Température de l'air retenue
-56,5 °C
Vitesse en mètres par seconde
250 m/s

Une vitesse comparée à celle du son

Le nombre de Mach compare une vitesse à la vitesse locale du son : M = v ÷ a. Il compte parce que l’air se comporte très différemment à l’approche de la vitesse du son : les ondes de pression ne peuvent plus précéder l’objet, elles s’accumulent en ondes de choc, et la traînée augmente brutalement. Le nombre porte le nom d’Ernst Mach, qui photographia des balles supersoniques dans les années 1880.

La vitesse du son

Dans l’air, la vitesse du son ne dépend que de la température : a = √(γ × R × T), avec γ = 1,4, R = 287,05 J/(kg·K) et T la température en kelvins. À 15 °C, elle vaut environ 340 m/s, soit 1 225 km/h.

Dans l’atmosphère standard internationale, utilisée en aéronautique :

  • La température baisse de 6,5 °C par kilomètre à partir de 15 °C au niveau de la mer
  • De 11 km à 20 km, elle reste à −56,5 °C
  • Au-delà de 20 km, elle remonte lentement

Exemple : un avion de ligne en croisière

Un avion vole à une vitesse vraie de 900 km/h à 11 000 m :

  • Température de l’air : −56,5 °C
  • Vitesse du son : 295,1 m/s, soit environ 1 062 km/h
  • Nombre de Mach : 900 ÷ 1 062 = 0,847, régime transsonique

Au niveau de la mer, la même vitesse ne correspondrait qu’à Mach 0,73, car le son se propage plus vite dans l’air chaud.

Les régimes d’écoulement

  • Subsonique, en dessous d’environ Mach 0,8 : l’écoulement reste régulier partout.
  • Transsonique, environ Mach 0,8 à 1,2 : une partie de l’écoulement devient supersonique et des ondes de choc se forment sur les ailes. Les avions de ligne croisent juste en dessous de cette zone, vers Mach 0,78 à 0,85.
  • Supersonique, Mach 1,2 à 5 : un bang accompagne l’appareil. Concorde, construit par Aérospatiale et British Aircraft Corporation, croisait à Mach 2,02, et le Rafale atteint Mach 1,8.
  • Hypersonique, au-delà de Mach 5 : l’échauffement de l’air et de l’engin domine, comme lors de la rentrée atmosphérique.

Limites

Utilisez la vitesse vraie, et non la vitesse indiquée par l’anémomètre, plus faible en altitude. L’atmosphère standard est une moyenne : un jour donné, la température en altitude peut s’en écarter de 10 à 20 °C, ce qui modifie la vitesse du son de quelques pour cent. Dans ce cas, choisissez l’option température et saisissez la température extérieure réelle.

Questions fréquentes

Qu'est-ce que le nombre de Mach ?

Le rapport entre une vitesse et la vitesse locale du son. Mach 1 correspond exactement à la vitesse du son. Il doit son nom au physicien autrichien Ernst Mach.

Pourquoi la vitesse du son change-t-elle avec l'altitude ?

Parce qu'elle dépend de la température de l'air : a = √(γRT), avec γ = 1,4 pour l'air et R = 287 J/(kg·K). Dans l'atmosphère standard, la température baisse de 6,5 °C par kilomètre jusqu'à 11 km, puis reste à −56,5 °C.

Combien vaut Mach 1 ?

Environ 1 225 km/h (340 m/s) au niveau de la mer à 15 °C, mais seulement environ 1 062 km/h (295 m/s) au-dessus de 11 000 m.

À quelle vitesse volent les avions de ligne ?

La plupart des avions de ligne croisent entre Mach 0,78 et 0,85. Au-delà d'environ Mach 0,8, l'écoulement devient localement supersonique sur l'aile et des ondes de choc apparaissent, ce qui augmente fortement la traînée. Concorde croisait à Mach 2,02.

Ce calculateur vous a-t-il été utile ?

Merci pour votre avis !

Résultats indicatifs fournis à titre d'information. Ils ne remplacent pas l'avis d'un professionnel.