CHAPITRE PREMIER

Ballons-sondes

Le ballon-sonde est une invention française. En 1892 le Commandant Renard présentait à la Société française de physique une étude très complète sur l'emploi des ballons perdus pour l'exécution des mesures météorologiques à très grandes hauteurs (1). Mais les projets du Commandant Renard avaient déjà été mis en exécution dès le mois de mars 1892 par MM. Hermite et Besançon avec un ballon de 26 m*°. Ces mêmes aéronautes lancèrent, au-dessus de Paris, les 14, 17, 20 novembre 1892 des ballons-sondes eniportant des thermomètres à minima (2). Ils abandonnèrent bientôt l'emploi du papier verni japonais et l’Aréophile n° Î, cubant 113 m°, fut construit en baudruche. Ce ballon s’éleva le 21 mars 1893, de l’usine de Vaugirard, muni des enregistreurs Richard; il atteignit 15.000 m. de hauteur et tomba près de Joigny (Yonne) après avoir rencontré une température de —51° (3).

Cette méthode d'étude de la haute atmosphère, ainsi pratiquée en France, fut immédiatement adoptée à l'étranger. Le 11 mars 1894, R. Assmann lance le premier ballon allemand (4).

MM. Hermite et Besançon continuent leurs lancers; ils enregistrent une température de —600 à 14.000 m. d’altitude en employant

{1) Voir : Journal de physique, février 1895.

(2) Comptes-rendus de l’Académie des Sciences, cxv page 862.

De FonvieLLe. — Les Ballons-sondes, Paris, Gauthier-Villars.

Meteorolog. Zeitschrift, 1893, page 229.

Revue Scientifique, 22 avril 1899. Les Ballons-sondes, par A Bouquer pe LA GRYE.

(3) Ce même ballon fut brülé par des enfants à son atterrissage dans la Forèt-Noire.

(4) Dx FonvieLe, Les ballons-sondes, page 38.

le parasoleil pour abriter les instruments contre la radiation solaire. Ces premiers essais permettent déjà une comparaison entre les états atmosphériques en diverslieux.

Dès le début de 1896,$MM. Hermite et Besançon se préoccupent de prélever de l’air au sommet de la trajectoire du ballon-sonde, et l’'Aérophile lancé le 22 mars emportait un appareil à prise d’air automatique, auquel M. Cailletet apporta plus tard d'importants perfectionnements.

Sous l'impulsion de la Commission internationale de météorologie, instituée par la Conférence de Paris, en septembre 1896, sous la présidence de M. Mascart, des ascensions à grande hauteur sont faites d’une manière méthodique et simultanée dans différents pays. La première est de la nuit du 13 au 1{ novembre 1896 (1). Un 2° essai fut réalisé le 18 février 1897 (2). Ces observations simultanées montrent qu’à grande hauteur l’atmosphère obéit à des lois générales, mais dans les couches inférieures on trouve des pertubations causées par l’orographie du pays etla nature du sol.

En 1901, R. Assmann, Directeur de l'Observatoire aéoronautique de Berlin, propose l'emploi du caoutchouc comme enveloppe du ballon-sonde. Le 1e essai est du 14 février 1901, à Berlin (3). A la conférence internationale aéronautique tenue à Berlin en 1902, R. Assmann fait un rapport sur l'emploi du ballon-sonde en caoutchouc; il montre que la réduction du volume du ballon est possible, que la ventilation du thermomètre est meilleure, qu’on peut obtenir une plus grande sûreté dans les inscriptions, et enfin atteindre de plus grandes hauteurs.

Le 1° sonde en caoutchouc à Strasbourg est du 3 juillet 1902, et bientôt l'emploi du caoutchouc se généralisa en Allemagne, en France, en Angleterre, en Italie et dans tous les observatoires. Les résultats obtenus par les lancers de ballons-sondes sont importants,grâce aux ascensions méthodiquement réglées. Ces ascensions

(1) Des détails sur ce 1° lancer sont donnés dans la Revue Scientifique du 17 avril 1897.

(2) Voir Comptes-Rendus de l’Académie des Sciences du 8 mars 1897. Communications de MM. Hermite et Besançon sur le 2° lanceret de MM. Müntz et Cailletet sur l'analyse de l’air prélevé à 45.500 m.

(3) Ergebnisse der Arbeiten am Acronautischen Observatorium in den Iahren 1900 und 1901, von R. Assmann.

CONTRIBUTION À LA PRÉVISION DU TEMPS 7 atteignent et dépassent souvent la zone de 10.000 à 12.000 mètres. Un ballon lancé à Trappes en août 1907 parvient à 28.000 m. ; un autre lancer à Uccle (Bruxelles) en novembre 1908 âtteint 29.000 m. Enfin, le ballon du professeur Gamba, lancé à Pavie le 17 décembre 1912, s'élève jusqu'à 37.700 m. Le retour à terre des instruments inscripteurs se fait par parachute. On a également imaginé un autre dispositif qui semble se généraliser dans les principaux observatoires aérologiques. On utilise deux ballons en tandem; l’un d'eux, de force ascensionnelle beaucoup moindre que l'autre et insuflisante pour lui permettre de porter seul les instruments, les ramène au sol lorsque le ballon principal a éclaté. Le 1e" tandem à Strasbourg est du 7 août 1902.

Le ballon-sonde une fois parti va où l’entraîne le vent, il n’obéit à aucune volonté humaine, nul ne sait jamais d'avance où il atterrira; il faut enfin un temps matériel pour que les appareils, quand ils sont retrouvés, retournent à l’observatoire. On conçoit donc aisément que les données d’un pareil sondage deviennent inutiles pour la prévision du temps tout en présentant une utilité au point de vue de la physique atmosphérique.

I. — DES VISÉES DES BALLONS-SONDES. — Les premiers sondages avaient eu pour but unique l'étude de la décroissance de la pression (1) et celle de la température avec la hauteur, mais, de bonne heure, on eut l’idée de viser les aérostats pour déterminer leur trajectoire et se faire ainsi une idée des courants atmosphériques.

Dès 1873 des ballons montés sont visés au théodolite en Allemagne. Le 19 juillet 1885, M. P. Schreiber, à Chemnitz, vise un ballon avec deux théodolites et propose de viser de la même façon des ballons en caoutchouc. Schreiber prévoyait déjà l'avantage de pareilles visées sur l’examen des nuages et laissait entrevoir leur utilité pour la prévision du temps (2).

D'autre part, en 1893, M. Kremser (3) propose des visées systématiques des ballons pour déterminer le mouvement de l'air en hauteur. Un théodolite donnera l’azimut et le site, un oculaire micrométrique déterminera le diamètre du ballon, d’où l'on déduira la

(1) M. de Fonvielle. Note à l’Académie des Sciences. Août 1902.

(2) Meteorologische Zeitschrift, 1886, page 311.

(3) Réunion à Berlin dela Société météorologique allemande. — Meteorologische Zeit... 1893.

distance. Kremser indique aussi que, dans le même but, de nombreux petits ballons ont été lancés d'Amiens pour déterminer les courants atmosphériques sur la France. Les directions étaient obtenues en considérant seulement le point de départ et le point de chute.

D'ailleurs dès qu'apparurent les ballons-sondes avec MM. Hermite et Besançon, ceux-ci eurent vite le souci de suivre leur mouvement. Le21 mars 1893 ils visaient l’'Aérophile avec unelunette (1). Mais en raison de l’insuceès obtenu par l’usage de la lunette astronomique micrométrique. M. Hermite résolut de viser les ballons à l’aide de deux théodolites disposés suivant une base déterminée. Toutefois la pratique de ce procédé exigeait des opérateurs très exercés (2).

Dans son ascension du 5 août 1896 l’Aérophile fut visé avec un appareil enregistreur : Le dromographe Hermite (3). On put ainsi déterminer la vitesse des courants supérieurs et on eut l’idée que la vitesse de ces courants augmente avec l'altitude (4).

Mais déja à Trappes les visées des ballons s’effectuaient minutieusement non seulement pour obtenir leur trajectoire, mais pour contrôler la formule barométrique. — Devant la Commission internationale de Strasbourg (1898), M. Teisserenc de Bort montre que la détermination de la hauteur par le baromètre est sensiblement concordante avec la méthode de la double ou triple visée. « Malheureusement, ajoute M. Teisserenc de Bort, ces visées, par « vent un peu fort, ne peuvent se prolonger longtemps parce « qu'on perd bientôt le ballon de vue. Au contraire, la méthode « qui consiste à photographier le sol à l’aide d’un appareil auto- « matique porté par le ballon, permet de calculer la hauteur du « ballon à tout moment de sa course, pourvu que les nuages ne « soient pas continus. On peut ainsi profiter de toutes les éclair- « cies ». Cette méthode préconisée par la Commission d’aérosta-

(1) Comptes-Rendus. Académie des Sciences. axvi. N° 45.

(2) Une visée restée célèbre est celle du 18 février 14897; pratiquée à Schæneberg, devant l’empereur, l’impératrice et les ambassadeurs de France et de Russie. Le Cirrus I] a pu être suivi jusqu’au sommet de sa trajectoire. Le barographe donne 8850r ; les visées accusent 8800®.

(3) Le dromographe Hermite est décrit dans le journal l’Aérophile, nds

(4) Le ballon du 5 août 4896 tomba à Niederniebach à 30 k. au-delà de Cologne, accusant une vitesse de vent de 132 k. à l'heure dans la couche 7700%-8200,

CONTRIBUTION À LA PRÉVISION DU TEMPS s]

tation scientifique de Paris et pour laquelle Cailletet a si heureusementimaginé son appareil a été d’abord expérimentée du haut de la tour Eiffel, puis sur un ballon monté le 21 octobre 1897 (1).

Ainsi donc dès leur apparition les ballons-sondes furent visés soit par Hermite et Besançon, soit à Trappes par Teisserenc de Bort. À la 4 conférence internationale aéronautique tenue à St-Pétersbourg (1904) M. de Quervain affirme que c’est un crime météorologique de laisser disparaître, dans le bleu du ciel,un ballon-sonde sans déterminer sa trajectoire par des visées. Les résultats de ces visées sont au moins aussi importants que les diagrammes des enregistreurs.

Le je ballon-sonde en caoutchouc visé à Strasbourg par M. de Quervain est du 2 juillet 1903, la visée est faite avec un instrument de fortune (2).

A la 5me Conférence, tenue à Milan en 1906, M. de Quervain insiste encore sur les visées des ballons-sondes et ajoute : « Je suis enfin parvenu à construire un instrument qui permet de faire ces visées avec toute l’aisance possible ». Le théodolite de Quervain avait été employé pour la 1: fois à Strasbourg le 9 février 1905 et les résultats du sondage ont été publiés par M. Hergesell (3). Cet appareil est caractérisé par deux vis micrométriques à mouvement continu permettant de maintenir facilement l’axe du théodolite dans la direction du ballon (4). Bientôt après apparurent en Allemagne le théodolite Bunge (5). et le théodolite Heyde. Nous possédons en France le même genre de théodolites avec le précieux avantage d’une installation immédiate grace à une aiguille de déclinaison (déclinatoire) mettant un diamètre horizontal dans la direction du méridien magnétique.

II. — TeisseRENC DE BORT ET L'ÉTUDE DE LA HAUTE ATMOSPHÈRE. — Nous avons eu l’occasion de citer Teisserenc de Bort. L'étude de la haute atmosphère lui doit beaucoup en effet. Si Iermite et Besancon eurent l'initiative des lancers des ballons-sondes, Teisse-

1) Comptes-Rendus, Académie des Sciences. 26 octobre — 2 novembre 1897. 2) Bcitrag z. Phys. der freien Atm. Tome [, page #7.

) Leitrag z. Phys. id. Tome I, page 47.

4) Un 4®% cliché et une première description du théodolite de Quervain ont été donnés dans la meteorologische Zeitschrift, 1906, page 149,

(5) Voir: das koniglich preussische Aer. Lindenberg von R. Assmann, page 191.

renc, en dehors de beaucoup d’autres travaux météorologiques, perfectionna, à Trappes, la technique de ces lancers. C’est le 8 janvier 1899 qu’il découvrit la stratosphère. Dès le mois de juin 1899 (1) le gouvernement allemand envoya une mission à Trappes pour y étudier l’organisation et les méthodes employées avant de fonder l’Observatorium de Prusse.

La mort de Teisserenc de Bort, le 2 janvier 1913, fut une grande perte pour la météorologie. Voici ce que nous extrayons d’un article nécrologique de Berson (2) :

« Sa réputation était déjà excellente parmi tous les météorolo- « gistes de tous les pays, lorsque, à l’âge de 40 ans environ, il se «tourna avee un zèle acharné vers cette nouvelle branche de la « physique de l'atmosphère qui devait à partir de là former « l'essence de sa vie et de ses travaux... Il est impossible de « signaler même superficiellement toute l'importance de ses «travaux ou d’en énumérer les résultats. En effet une grande « partie de toutes nos connaissances sur la répartition des éléments « météorologiques dans l'océan aérien et les relations qui existent «entre eux sont dues à ses travaux. »

(1) Voir : l’Aérophile 1899. Ne 8 (2) Berson. Meteorol. Zeitsch. 1913. S. 314