ETAT DE LA QUESTION

La comparaison des mesures tant anciennes que modernes s'avère plutôt décevante et révèle une grande complexité du phénomène. Les caractères fondamentaux dégagés changent non seulement dans le temps, mais aussi d’un point à un autre de la surface terrestre (®), (#), (#), (#), (#). Les divergences subsistent même pendant les périodes d’activité magnétique réduite. Par exemple, les valeurs absolues des différences de potentiel rapportées à l’unité de distance (km.), observées dans les diverses stations, s’échelonnent irrégulièrement depuis quelques millivolts (Pare Saint-Maur : 1,4 mv./k.) jusqu’à plusieurs centaines de millivolts (Observatoire de l’Ebre : 445,8 mv./k. (“)). La direction des courants et l'amplitude moyenne de leurs variations présentent des caractères aussi différentiés.

Les belles recherches des savants américains (*) ont permis de préciser quelques-unes des causes multiples de ces désaccords, soupçonnées d’ailleurs antérieurement par un grand nombre d’expérimentateurs (*), (°), (*), et partiellement inhérents à la fois au procédé de mesure et à la nature spéciale du conducteur terrestre.

Méthode de mesure. — On ne dispose jusqu’à présent que d’une seule méthode. Celle-ci se réduit schématiquement à la mesure de l’intensité du courant électrique circulant dans une ligne métallique dont les extrémités sont connectées respectivement à des prises de terre plus ou moins éloignées l’une de l’autre. Par l’intermédiaire d’une pile-étalon ou par compensation (*) on déduit facilement d’après les déviations enregistrées, la grandeur des tensions existant successivement. entre les électrodes terminales de la ligne dont la résistance ohmique (ligne + contacts électrodes-sol) a été préalablement déterminée. En réalité, les valeurs absolues des différences de potentiel ainsi mesurées sont presque toujours illusoires, car elles ne correspondent pas exclusivement aux forces électromotrices dues aux courants naturels. On n’a généralement pas tenu compte dans le dépouillement des diagrammes des deux causes d’erreur suivantes :

10 forces électromotrices parasites résultant des actions chimiques provenant du contact des électrodes avec le sol, et aussi polarisation produite par le passage du courant tellurique.

20 modifications du circuit électrique dues aux changements plus ou moins irréguliers des résistances des contacts électrodes-sol.

Ces effets perturbateurs n’avaient pas échappé à la sagacité des premiers expérimentateurs, mais leur importance relative par rapport aux courants telluriques à mesurer restait indéterminée. Les recherches de S. J. Maucuzy (*), de H. Noro (°), de W. J. Rooney (*) ont montré qu’elle variait entre de larges limites en fonction des agents physiques, température, pression, mais plus particulièrement avec l'humidité du sol enrobant les électrodes, donc indirectement avec les conditions météorologiques extérieures. L'établissement des prises de terre doit faire l’objet de soins particuliers lors de l'installation d’une station d’étude afin de réduire considérablement sinon d'annuler presque complètement les différences de potentiel parasites envisagées. Le choix du métal des électrodes qui devront avoir une surface assez importante, le choix d’un emplacement régulièrement drainé pour les

prises de terre dont les variations de résistance seront largement contre-balancées par un cireurt extérieur de résistance ohmique suffisamment grande et l'emploi de la méthode potentiométrique au cours de l’enregistrement permettent d'atteindre assez facilement ce but. Enfin la comparaison des indications recueillies avec diverses paires d’électrodes inégalement distantes jointe à la mesure fréquente des résistances de contact fourniront de précieux renseignements sur la qualité des valeurs

absolues enregistrées.

Le conducteur terrestre. — La géologie et la prospection physique du sous-sol nous révèlent aisément son hétérogénéité. Sa conductibilité électrique globale dans une région donnée dépend d'un certain nombre de conditions locales (%), (5), (), (%) que l’on peut grouper dans la liste suivante :

a) structure géologique (terrains cristallins massifs, terrains stratifiés).

b) caractères morphologiques (topographie locale : montagnes, vallées, plateaux, cours d’eau).

c) caractères lithologiques (nature des roches : constituants, structure, humidité).

d) climat (facteurs météorologiques : température, pluviosité, évaporation).

L'influence de ces facteurs locaux détermine le chemin souterrain le plus favorable à l’écoulement des courants naturels, c’est-à-dire celui pour lequel l’ensemble des matériaux constituants offrira le minimum de résistance électrique.

La nature même de la conductibilité électrique des roches n’est pas encore complètement définie (*). Elle est probablement à la fois électronique et électrolytique, cette dernière conductibilité leur étant communiquée par les eaux d'infiltration contenant une plus ou moins grande quantité de sels dissous. En réalité peu de roches (quelques sulfures et oxydes naturels) présentent une conductibilité comparable à celle des métaux et les déterminations faites avec des échantillons examinés au laboratoire restent inutilisables quand l’on considère d'importantes masses rocheuses in situ. Seules les mesures de résistivité spécifique effectuées sur le terrain sont susceptibles de fournir des indications compatibles avec l’utilisation des données relatives aux courants telluriques. Un travail de ce genre qui a été mené à bien par les savants de l’Institution Carnegie, dans les régions environnant respectivement les observatoires de Watheroo, Huancayo et Tortosa (”), (®), (*) a donné lieu à d’intéressantes constatations d'ordre théorique et pratique. Ces prospections électriques ont permis : 1° de comparer approximativement le facteur densité de courant à Watheroo et à Tortosa ; 2° de déceler les anomalies locales de résistivité et ainsi d'améliorer l'exploitation des stations.

J'ajouterai encore à toutes ces considérations géophysiques l’inégale répartition géographique des continents et des océans, qui détermine sans doute partiellement la circulation générale des courants naturels à la surface du Globe.

Variation diurne.

C’est la caractéristique du phénomène la plus accessible à nos investigations. L’amplitude des variations quotidiennes dépend évidemment de la résistivité moyenne du sol, et par suite, des divers facteurs locaux précédemment envisagés. À ce point de vue les précipitations atmosphériques (pluie ou neige) accroissent l'amplitude des fluctuations. L’infiltration des eaux météoriques provoque probablement d’une part une augmentation de la conductibilité des terrains et d'autre part une modification de l’activité électro-chimique au voisinage des électrodes.

L'examen des documents les plus complets révèle une similitude d’allure générale de la variation diurne pour la plupart des différents points du Globe, L'activité des courants telluriques est plus

CONTRIBUTION A L'ÉTUDE DES COURANTS TELLURIQUES à

grande durant les heures du jour et l’évolution se développe symétriquement par rapport à l'équateur. D. Srenquisr (*) a indiqué pour celle-ci une distribution en fonction de la latitude. L'auteur classe les stations d'étude en trois groupes, d’après l'importance relative des composantes diurnes et distingue :

1° celles de basse latitude : composante E-W la plus grande.

2° celles de latitude moyenne : composante N-$ la plus grande.

39 celles de haute latitude : composante E-W la plus grande.

Il y a lieu de souligner le caractère tout à fait général de ces déductions qui ne sont pas toujours confirmées (Watheroo, Huancayo) (°°), (1).

O. H. Gisu et W. J. Rooney, en tenant compte des données plus précises recueillies au cours de ces dernières années ont pu tracer un schéma approximatif de la variation diurne sur l’ensemble du Globe (*). On y remarque plusieurs groupes de tourbillons électriques définissant des tubes de courant dont les déplacements au cours d’une journée suivent le mouvement diurne apparent du Soleil.

Les diagrammes vectoriels qui résument de façon très apparente la marche diurne du courant résultant se déforment pendant l’année et présentent souvent un étirement dans une direction privilégiée voisine de celle du méridien magnétique. En outre, l’activité solaire exerce une influence marquée sur l'amplitude diurne moyenne annuelle (®), (%), (%), ().

Les variations quotidiennes des courants telluriques et des éléments du champ magnétique terrestre paraissent provenir d’une source commune extérieure à notre Globe. Les principales hypothèses actuellement retenues font appel à l’ionisation variable qui règne dans les couches supérieures de l'atmosphère devenues conductrices sous l'influence des radiations solaire, cosmique ou pénétrante. Le déplacement relatif de ces masses d’air électrisées dans le champ magnétique dela Terre donnerait naissance dans la croûte terrestre à des courants induits qui ne seraient autres que les courants telluriques observés. S. Cnapmax et T. T. WunairenEAp ont essayé de résoudre approximativement ce délicat problème de l'induction dans la croûte terrestre et sont parvenus à exprimer mathématiquement le gradient de potentiel diurne des courants terrestres en fonction des variations correspondantes de la composante verticale du champ magnétique terrestre (*), (”). Seule l’allure générale de l’évolution diurne de la composante méridienne du courant tellurique observé paraît satisfaire convenablement à ces formules.

L’insuffisance de données numériques relatives à l’état électrique du Globe et à sa pellicule atmosphérique rend pour le moment impossible la discrimination parfaite des théories émises (*). L’accroissement et la répartition judicieuse de nouvelles stations d’observations joints au développement des méthodes de sondage radio-électrique de l’ionosphère apporteront dans l'avenir les moyens de contrôle indispensables. D'ailleurs, quel que soit le sort réservé à ces hypothèses, il n’est pas absurde, a priori, de penser qu’une fraction des courants telluriques, actuellement indiscernable, tire son origine d’une source terrestre inconnue.

Relation avee le champ magnétique terrestre. — Elle apparaît visiblement en comparant les variations diverses des deux phénomènes. Durant les orages magnétiques, toujours accompagnés de perturbations électriques, on constate habituellement un bon parallélisme entre les enregistrements des composantes telluriques et magnétiques. Cette remarquable concordance a incité certains spécia-

listes à admettre un lien direct de cause à effet entre les deux catégories de variations anormales régies par la loi d’Ampère (*), (©). À

On ne parvient pas à une conclusion aussi nette lorsqu'on considère les variations diurnes pour lesquelles les relations semblent beaucoup moins simples (°), (°), (*). Cette complexité apparente tient probablement au processus des phénomènés électro-magnétiques qui engendrent les variations quotidiennes des courants et du champ magnétique terrestres dont les activités respectives ont des aspects

différents.