La vitesse du son dépend principalement du milieu dans lequel le son se propage, mais aussi de la température du milieu.

Le son tel que nous le connaissons quotidiennement se propage d’une source (bébé qui pleure, moto qui vrombit, radio qui diffuse une émission, etc.) vers un récepteur (oreille attentive ou non de l’auditeur) en traversant un milieu (l’air, mais aussi l’eau si on vient de plonger).

Lorsqu’on entend une personne qui nous parle au printemps (température de l’air proche de 10 à 20 °C), le son de sa voix se propage à environ 335-345 mètres par seconde vers nous. Si cette personne nous parle durant un hiver rigoureux (température proche de 0 °C à -10 °C), la vitesse du son dans l’air sera plus petite, environ 325-330 mètres par seconde). Et si la conversation a lieu en été (température proche de 30 °C), la vitesse augmentera jusqu’à environ 350 mètres par seconde).

Tout ceci est vrai à une altitude "habituelle" (entre le bord de la mer et le haut du Jura (environ 1000 mètres d’altitude), mais à plus haute altitude, la vitesse du son dans l’air (qui se raréfie au fur et à mesure qu’on monte) va diminuer: tout en haut de l’Everest (environ 8850 mètres), la vitesse du son ne sera plus que de 300 mètres par seconde!

Revenons au raz des pâquerettes! Dans les conditions normales de température (environ 20 °C) et de pression (environ 1 atmosphère), le son se propage donc à environ 340 m/s dans l’air. Et si on place la tête sous l’eau, alors le son se propage environ 4.3 fois plus rapidement que dans l’air: 1480 m/s! De manière générale, plus le milieu de propagation du son est compact et dense, plus la vitesse du son est élevée: 340 m/s dans l’air (un milieu gazeux), 1480 m/s dans l’eau (un milieu liquide), 5700 m/s dans l’acier (un milieu solide).

Pour deux gaz donnés, la "compacité" du gaz (c’est-à-dire la combinaison de deux facteurs: la masse volumique et la compressibilité) influence fortement la vitesse de propagation du son: plus le gaz est "compact"(c’est-à-dire plus il a une masse volumique élevée et une compressibilité élevée), plus le son se propagera lentement.

Si on compare l’air et l’hélium, ces deux gaz ont une compressibilité proche, mais la masse volumique de l’air (environ 1.2 kg/m³) est nettement plus élevée que celle de l’hélium (environ 0.17 kg/m³; environ 6 fois moins que l’air).

Au final, le son se propage environ 3 fois plus rapidement dans l’hélium que dans l’air! C’est bien sûr pour cette raison qu’une personne qui parle après avoir aspiré de l’hélium donnera l’impression qu’elle est habitée par Donald, le personnage de Walt Disney!

Notons ici que la pratique consistant à respirer de l’hélium peut présenter certains dangers. L’hélium n’est pas toxique (c’est un gaz totalement inerte), mais lorsqu’on l’aspire, on remplace l’air et on diminue en conséquence la quantité de dioxygène (environ 21 % de la composition de l’air) qui est indispensable au bon fonctionnement de nos cellules!