CHAPITRE VII

De réleetrlelté atmaspliérlqiiet de la frAle.

Les belles recherches des physiciens ont associé, après bien des efforts, dans une seule et même théorie, la propriété qu’a la résine frottée d’attirer les corps légers, la foudre qui frappe à grand bruit nos édifices, les mouvements de la fibre animale mise en contact avec deux métaux, l’attraction et la répulsion produites par les décompositions chimiques, les actions qu'exercent l’aimant, la direction et l’inclinaison de l’aiguille aimantée. Nous sommes bien près de l’époque où il sera dé^

IGO

Mén^OROLOCIE AGRICOLE.

montré pour tous que le fluide électrique, diversement coercé) est la cause unique de tous ces phénomènes.

Nous supposons que la théorie de l'électricité est présente k l'esprit de tous nos lecteurs, et nous abstenant de répéter ce qu’ils trouveront dans tous les cours de physique , nous nous bornerons à leur rappeler que l’on représente tous ces phénomènes par une hypothèse qui consiste à admettre l’existence de deux états de l’électricité ou celle de deux fluides diflerents, se détruisant l’un l'autre dans un corps non électrisé; l’un, produit par le frottement des corps résineux avec la laine, que l'on a appelée électricité résineuse; l'autre, produit par le frottement du verre, que l'on a nommée vitrée. Ces deux appellations manquaient d’exactitude, car un peut faire naître sur le verre et la résine de l’électricité de nature contraire à celle que développe la laine. Il sulht pour cela de changer l’état moléculaire du corps frottant, ün appelle donc maintenant positive l’électricité vitrée, et négative l’électricité résineuse. Ces deux noms nouveaux sont d’autant plus justes que les deux fluides électriques se détruisent pour former le fluide neutre qu’on suppose exister en quantité indéfinie dans tous les corps.

Si un conducteur est chargé d’électricité positive et qu'on lui présente un corps léger électrisé négativement, celui-ci est attiré par le conducteur, qui repousse les corps qui possèdent la même électricité que lui. Si à ce conducteur on op|)ose un autre conducteur non électrisé et isolé, la moitié du nouveau conducteur la plus rapprochée prend une électricité opposée, la moitié la plus éloignée prend une électricité de même nom (fig. 2) ; ainsi, le conducteur À étant chargé d’électricité posi-

Fig. 2.

DE l’électricité ATMOSPHKRlOtC ; DE LA GRÊLE. 161 tive, et le conducteur B ne possédant que son électricité neutre, é peine seront-ils opposés bout à bout et sans se toucher ' qu’il se fera une répartition de l’électricité neutre de B telle, que la portion CB sera électrisée négativement et attirera les corps légers chargés d’électricité positive ; la partie BD sera électrisée positivement et les repoussera, et il y aura indifférence électrique au milieu B du conducteur. C’est ce que l’on appelle électricité par influence. Ces principes sont la base de tons les phénomènes qui se passent dans l’atmosphère, et nous avons dû les rappeler brièvement.

Dans l’état normal, le globe est pourvu d’élcctricité négative, et l’espace d’électricité positive. Si, par un temps clair, on a un électromètre en équilibre terminé par une boule, et qu’on fasse communiquer son sommet avec la platine, on obtient une divergence positive des feuilles d’or en l’élevant, une divergence négative en l’abaissant. Quand on le replace au point de départ, les feuilles cessent de se repousser*. On se rappel-' lera que l’on constate la nature de l’électricité en approchant de la boule un bâton de résine électrisée par le frottement de la laine, qui fait converger les feuilles d’or électrisées positivement et diverger celles qui sont électrisées négativement. Ainsi, l’électricité positive est d'autant plus forte que l’on s’élève davantage dans l’atmosphère ; les couches supérieures sont électrisées positivement relativement aux couches inférieures.

M. Becqiierel a cherché à expliquer cette distribution par celle de la chaleur. Quand on plonge une barre de fer par un bout dans un milieu plus chaud que l’air environnant, la chaleur se communique le long de la barre , et il se produit de même des effets électriques. Le côté de la barre le plus chaud devient négatif relativement au moins échauffé. Or, la partie supérieure de l’atmosphère étant plus froide que la surface du sol, on doit avoir de l’électricité négative à terre, et de l’électri-

(1) Péltier, Annales de chimie, 3* série, t. IV.

WÉTÉOHOLOaiR A6BIC0LR.

rité toujours plus positive à mesure que l’on s’élève dans l’air, dans tous les cas où la distribution de la chaleur atmosphérique n’est pas intervertie

Cette répartition progressive de la chaleur et de l’électricité n'existe pas toujours dans les couches de l'atniosphère ; et si l’on consulte les électromètres, on s’aperçoit d’abord que les signes électriques, très faibles au lever du soleil, augmentent jusqu’à 6 ou 7 heures du matin en été, jusqu'à 10 heures ou midi en hiver; ils décroissent ensuite, et è ü heures de l’aprèsmidi ils ont atteint le minimum d’où ils étaient partis au lever du soleil. Cette marche est inverse de celle que suit l’humidité de l’air, car il y a augmentation progressive de la quantité de vapeur d’eau depuis le matin jusqu’à l’après-midi Cela a fait penser à M. Pellier que l’eau réduite en vapeur entraîne avec elle l’électricité négative du globe, qu’ainsi plus l’atmosphère est chargée d’électricité négative dans l'après-midi, plus sa tension . agK du haut en bas contre la tension électrique du globe pour en atténuer les efl'ets; or, les électromètres no donnent que la dilVérencc des tensions qui agis.sent sur les feuilles d’or, car ils ne bougeraient pas s'ils étaient placés au milieu d’une charge d’électricité uniforme , les signes d’électricité qu’ils donnent doivent diminuer à mesure que les différences s’affaiblissent 3.

Quand la vapeur se transforme en vapeur vésiculaire et en nuages , on a des nuages résineux qui exercent sur la terre une action répulsive; l’électricité cesse d’ètro disséminée dans un grand espace, elle est réunie à la surface des vésicules, d’abord comme corps isolés les uns des autres, et ensuite à la surface du nuage, celle-ci coërçant l’électricité des vésicules par son action répulsive et les empêchant de se disperser. Mais alors la tension du nuage électrique peut devenir si forte qu’elle l’em-

(1) Annales de chimie, l. XLI, p. 371.

(2) Kaomtï, p. 81, 8Î, 83.

(3) Annale* de chimie, t. IV, 3® série.

DE l’électricité ATMOSPHÉRIQUE ; DE LA GKÊLE. 163 »• '

porte sur celle de la terre, et que les électromèlres donnent des

signes d’électricité d’autant plus résineusequ’on I es élève davantage. Dans ce cas la surface supérieure du nuage sera plus chargée d’électricité négative que la partie inférieure par l’influence de • . ’

la terre, qui amène dans le nuage une répartition de ses deux électricités semblable à celle que nous avons observée dans le conducteur placé en présence d’un autre conducteur électrisé ; et si l’évaporation de sa surface supérieure amène la formation d’autres nuages, ils seront électrisés négativement par rap-

port aux nuages inférieurs. Nous aurons donc alors deux couches

de nuages, électrisés en sens contraire. Nous avons dit, en parlant des nuages , comment , au moyen de leur coloration , on reconnaissait leur électricité. La présence de nuages électrisés positivement, qui augmente considérablement les indications des électromètres, accroît aussi beaucoup l’évaporation. C’est ainsi que s’expliquent les grandes différences que nous avons trouvées dans l’évaporation des temps nuageux, comparativement à celle des temps sereins où l’électricité positive est moins condensée. Igeubousz a observé que, sous l'influence d’un temps couvert, quand le soleil ne paraissait qu’au travers de nuages presque transparents, les plantes émettaient plus d’oxygène que quand il brillait de tout son éclat. Pendant le fameux brouillard de 1783, qui couvrit l’Europe et dura près de quatre mois, le soleil resta toujours voilé, et jamais les récoltes ne furent meilleures. L’électricité positive était très forte, et il y eut beaucoup d’orages et do tonnerre.

Les salines d’Uyères cristallisèrent leur sel quinze jours plus tôt qu’à l’ordinaire, ce qui prouve que ces phénomènes étaient accompagnés d’une grande évaporation’. Nous avons déjà vu, en parlant des brouillards, que sous l’influence des brouillards secs, positifs, l’évaporation, aidée de la chaleur, peut

(1) Exp. sur la végétation, par Igeubousz, t. II, p. 53, eUournal

physique, 1784, p. 8 etsiiiv.

MCTiîoftotor.iE Ar.iticoi.!;. <

devenir assez forte vers le temps de In maturité des blés, potir qu’aidée du rayonnement électrique des pointes que présentent les épis et les poils, le grain se dessèche et devienne retrait. On croit avoir remarqué que pendant le sirocco, vent du sudest si incommode en Italie, l'électricité atmosphérique a une tension positive considérable. Ce vent est sec, gêne la respiration, relâche les forces, il est quelquefois accompagné de strati; d’autres fois , le ciel sans nuage est offusqué , on éprouve une sensation de chaleur considérable, et cependant la température n’est pas plus élevée que d’autres jours où il ne souffle pas et où l’on n’éprouve pas ces incommodités. A Palerme, où il dure environ 60 heures, il n’est pas impétueux et n’affecte pas sensiblement le baromètre. Il laisse tomber de l’air une poussière qui couvre les feuilles des arbres et les surfaces planes*.

Pour expliquer tous ces effets électriques, 31 Peltier admet, outre l’électricité négative de la terre , l’existence d’un courant supérieur de vapeur, qui n’est autre que le grand courant d’air qui s’élève des régions tropicales et se rend aux régions polaires. Ce courant entraîne avec lui de la vapeur qui a emprunté à la terre son électricité négative , et l’on conçoit alors que dans les saisons et dans les temps où sa tension électrique devient supérieure à celle de la terre, il peut coërcer par influence l’électricité positive près du globe, et rendre celui-ci relativement positif. C’est le combat de ces deux forces qui, selon cet auteur, modifie sans cesse l’état électrique de l’atmosphère, et rend compte de tous les idiénomènes qui s’y passent.

Les nuages chargés d’une électricité dilTércnte ou d’une tension électrique inégale, soit entre eux, soit avec la terre, sont la cause des orages. On les voit grossir avec rapidité, et ce que nous avons dit de la grande évaporation que provoque le défaut d’équilibre entre l’électricité terrestre et celle des cou-

(1) Morno allô seirocco di Palermo, 1833; Effemeridi scknlifj^ch* di Sicilia, t. VIll.

DE l’électricité atmosphérique; DK LA GRÊLE. 165 ' ’

cbes supérieures de l’air peut faire comprendre comment tout ~ à coup un petit nuage peut s’élever sur un golfe, sur un lac, ,

sur les marais, et s’étendre démesurément, portant dans ses ' ^

flancs une tension électrique d’autant plus grande qu’elle est ' coërcée par l’influence des électricités contraires de la couche d’air supérieure et de la terre. L’évaporation du plan supérieur ' des nuages forme alors le plus souvent une nouvelle couche de ^ / nuages superposée aux amas de couches inférieures. L’influence électrique du nuage cause aux êtres animés ce malaise que nous avons décrit en parlant du sirocco. L’orage, ainsi ' formé sur un point, grossit en marchant poussé par les vents,

'et s’étend rapidement à de vastes surfaces de pays.

Quand les nuages orageux, isolés entre eux et'de la terre par une atmosphère peu conductrice, s’en rapprochent assez pour que l’échange des électricités puisse se faire par le moyen d’une étincelle, il y a ce que l'on appelle un éclair, qui est suivi d'un bruit plus ou moins déchirant, plus ou moins prolongé, ' " que l’on nomme le tonnerre. Ces phénomènes ont été décrits complètement par M. Arago, dans V Annuaire du bureau des longitudes pour 1838, et nous ne pouvons que renvoyer nos lecteurs à ses intéressantes notices.

On connaît les effets de la foudre, soit qu’elle frappe les récoltes, les édifices, ou les hommes et les animaux qui se trou- ■ -

vent sur son passage ;'on sait aussi que le meilleur moyen de - . ' .

s’en garantir consiste à élever des paratonnerres bien construits . »

sur les lieux élevés. Leur pointe offre au fluide électrique un moyen paisible de s’écouler du nuage à la terre et de la terre au nuage, et en les épuisant do leur excès, elle prévient la chute du tonnerre < ; on ne peut assez s’étonner de l’indifférence presque générale que l’on porte à un danger réel. Doit- '• ‘ elle être attribuée à la rareté des exemples de dégâts causés par <

(1) Voir dans les Annales rie chimie les instructions sur la construc- . • .

tion des paratonnerres publiées par MM. Arago et Gay-Lussac. ‘ .

MÉTKOROLOCIK AORICOLE.

lafoudreî Considère- t-on, en général, le prix d'un paratonnerre comme une prime trop forte pour s’assurer contre de tels risques? Serait-il vrai, comme nous l’avons souvent entendu dire, que les bâtiments ruraux, généralement peu élevés, soient préservés, plus encore que les édifices des villes, par les arbres qui les dominent et les entourent? Redoute-t-on davantage le danger rendu plus fréquent par la mauvaise construction d’un paratonnerre, que l’on ne se confie à la sécurité amenée par un bon appareil ? Toutes ces raisons ne nous semblent pas suffisantes pour se priver de cette sécurité, qu’il est facile de rendre complète en suivant à la lettre et sans en négliger aucune les instructions que nous avons citées. Aujourd'hui, ce n’est qu’auprés de nos grandes villes que l’on voit les châteaux armés de paratonnerres, tandis que les édifices ruraux qui les environnent en sont dépourvus; plus loin on semble ignorer jusqu’au nom do l'invention de Franklin. Nous croyons que des appareils très sûrs et très simples, d’un prix peu élevé et cependant présentant toutes les conditions indiquées comme nécessaires, devraient à l’avenir préserver de la foudre toutes les fermes qui renferment de si grands amas de matières combustibb's, et où un accident peut détruire en un jour la fortune des fermiers et compromettre celle des propriétaires ; que si les assurances contre les incendies peuvent rassurer contre ce danger, la vie des hommes et des bestiaux, qui est elle-même si fortement compromise, est trop précieuse pour que l’on ne cherche pas à la garantir par une précaution aussi simple.

Si l’on supposait toute l’électricité du nuage rassemblée à sa périphérie, on s’expliquerait mal la succession d’éclairs et de tonnerre qui dure quelquefois pendant longtemps, il semblerait qu’aprèsla première décharge l'équilibre électriquedcH vrait être rétablie, et c’est en effet ce qui a lieu entre deux corps solides différemment électrisés, que l’on rapproche entre eux. M. Peltier sauve cette difficulté en admettant qu’outre l’élec»

DE l’ÉLECTKICITÉ atmosphérique; DB LA GHÊLE. 167

tricité générale coërcée à la surface du nuage, chaque vésicule de vapeur garde son électricité propre ; qu’à chaque coup de tonnerre une partie de cette électricité se répartit de nouveau entre les différentes vésicules et la périphérie générale, ce qui permet une nouvelle étincelle, et que ce n’est ainsi que successivement et non tout d’un coup, que le nuage se trouve avoir perdu toute électricité sensible.

Les orages sont souvent accompagnés de grêle. On a donné de nombreuses explications do ce météore ; avant de les parcourir, il est bon de rappeler les principales circonstances qui l’accompagnent. Le ciel est rapidement parcouru par des masses de nuages noirs-plombés agités quelquefois par des mouvement» contraires et d’où partent les éclairs et la foudre ; dans l’intérieur des nuages •, l’observateur attentif voit les gréions animés d’un mouvement circulaire et tourbillonnant; ceux-ci ont des formes variées, mais ils sont uniformément formés de couches concentriques de glace plus ou moins transparente ; leur centre renferme un noyau blanc poreux, semblable à de la neige; leur volume est aussi très variable ; ordinairement inférieur à celui d’une noisette, on les a vus arriver jusqu’au poids d’un quart de kilogramme ; quoiqu’ils tombent d’une grande hauteur, ils ne sont pas animés d’une vitesse qui leur soit proportionnée, et ils n’arrivent pas à terre avec une impulsion qui Icurpermettedes'enfoncerdanslesol, comme devraient lefaire des corps pesants qui auraient acquis la force d’accélération que suppose une telle chute ; enfin, le passage des nuages à grêle est souvent accompagné d’un bruit semblable à celui d’une foule de petits corps qui se heurteraient ensemble. Toute bonne explication de la grêle devra rendre compte de ces circonstances.

M. Olmstedt se borne à concevoir la congélation de la vapeur aqueuse d’une masse d’air chaud et humide, brusquement mêlée à un air excessivement froid dans les hautes régions de ' (1) M- Lecoq.

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MÉTÉOROLOGIB AGRICOLE.

l'atmosphèru * . A la rencontre de deux vents, l'un chaud et humide, l’autre froid , la vapeur aqueuse du premier sera congelée , et les gréions ainsi formés commenceront à descendre en condensant autour d’eux une couche de glace d'une épaisseur proportionnée à l'intensité de froid du noyau originel, à l'espace qu'ils ont h parcourir et à l’humidité des couches inférieures de l’atmosphère. Solon cct auteur, la rencontre des vents explique la noirceur des nuages par la rapidité de la condensation des vapeurs, et les phénomènes électriques par la distribution instantanée de leur électricité à leur surface. Il appuie aussi son explication sur ce que les orages de grêle n’ont jamais lieu ni dans les régions boréales, ni dans 1a zone torride, puisque c'est de la rencontre de deux courants d’air qui n’ont pas encore perdu la température de leur point do départ, l’un au sud et l’autre au nord, que doit résulter la formation de la grêle. Mais cette dernière assertion est une erreur, car les journaux météorologiques de l’Inde nous apprennent que la grêle n’y est pas rare*. De plus, l’auteur ne tient pas compte do la chaleur que rayonnent souvent les nuages de grêle avant que les phénomènes électriques s’y soient déclarés ; il n’explique pas les causes de la forme étoilée des grêlons, de leur longue suspension dans les airs, do leur choc entre eux, des mouvements tourbillonnants dont ils sont animés; il est évident aussi, qu’il fait jouer un trop petit rôle à l’électricité, qui accompagne si constamment et d’une manière si frappante tous les orages à grêle ; mais il donne une solution satisfaisante, et qui d’ailleurs peut s'appliquer à toutes les hypothèses de la faible quantité du mouvement des glaçons pendant leur chute, en l'attribuant d’abord à leur faible pesanteur spéciOque qui est un peu moindre que celle de l’eau, et ensuite à ce que la vapeur aqueuse qu’ils traversent, et à laquelle ils empruntent une partie de leur volume,

(1) American Journal of Sciewes, t. XVIII, avril 1830.

(2) Turnbull. Christie. Edinb. neus phil. journ., 1831.

DB L’ÉLECTRIClTé ATMOSPHÉRIQDB ; DB LA GRÊLE. 169 est un corps en repos qu’ils doivent mettre en mouvement en lui cédant une partie de leur vitesse. M. Prévost ajoute * que cette vapeur aqueuse n’est pas même en repos, mais qu’elle a un mouvement ascensionnel, montant sans cesse comme plus chaude, vers les points où a lieu là congélation des grêlons.

L’explication de Yolta a eu longtemps l’honneur d’être enseignée par les physiciens. Il pensait que le soleil, donnant sur la surface supérieure des nuages, y occasionnait une évaporation considérable, qu’alors il se formait une nouvelle couche de nuages au-dessus de la première, et dont l’électricité était contraire ; le froid causé par l’évaporation amenait alors la formation de gréions; ceux-ci, attirés par la surface inférieure du nuage supérieur, s'y chargeaient de son électricité, et étaient repoussés puis attirés par la surface supérieure du nuage inférieur; ce va-et-vient, ce ballottement des grêlons entre les deux nuages, semblable à l’expérience électrique de la danse des pantins, continuait jusqu'à ce que les gréions, augmentant de volume, ne pussent plus être soutenus par l'attraction électrique, et qu’ils tombassent vers la terre.

Cette théorie supposait que la grêle ne pouvait tomber qu’en présence du soleil, puisque c’était lui qui déterminait la formation du nuage supérieur ; Bcllani lui opposa un orage du mois de juillet 1806, qui commença avant le lever du soleil, lançant une prodigieuse quantité de grêle. Il aurait donc fallu que les grêlons eussent oscillé entre les deux nuages pendant 12 heures, et que pendant ce long espace de temps l’équilibre électrique n’eût pas été rétabli entre eux , par ce transport constant de l’électricité de l’on à l’autre, opéré par le mouvement des grêlons.

M. Ârago demande aussi * comment les gréions obéissant à l’attraction électrique, les vésicules du nuage inférieur ne s’en

(1) Bib. umverselle, t. XLV, p. 60.

(2) Annuaire du Bureau des longitudes, 1838, p. 199.

iro

MÉTICOROrOGIE ACtRICOLB.

détachent pas pour se réunir au nuage supérieur. On objectait encore que le soleil no pouvait accroître l’évaporation du nuage sans élever sa température; mais M. Perivoschthikoff a répondu à cette difliculté en montrant, par une série d’expériences, qu'une prompte évaporation produit le refroidissement do la masse d’eau évaporante, même sous l’action immédiate du soleil ; tandis qu’une évaporation lente permet à la masse de se réchauffer, malgré le froid produit à sa surface *.

M. Peltier* a cherché à éviter ces objections en se rattachant plus fortement aux phénomènes électriques si évidents, qui accompagnent la production de la grêle, et en tenant compte de l’observation de M. Lecocq, qui s’est trouvé un moment au milieu d’un nuage de grêle dont il a vu tourbillonner les gréions en tous sens*. Il suppose des nuages diversement électrisés, qui, non-seulement se surmontent, mais qui viennent à la rencontre les uns des autres. Une partie de leur électricité est réunie à leur périphérie, mais les parties vésiculaires ont conservé chacune une atmosphère électrique qui leur est propre. Des décharges ont lieu entre les nuages, il s'ensuit de l’évaporation et une production de froid ; par conséquent formation instantanée de petites particules de neige, qui, pourvues de la même électricité' que les vésicules dont elles émanent , se repoussent vivement entre elles dans l’espace que la disparition des vésicules a laissé libre ; de ces actions réciproques et mêlées naît le mouvement giratoire de tourbillonnement qui anime les particules, et pendant lequel se réunissent et se congèlent é leur surface de nouvelles couches de vapeur; à chaque coup de tonnerre cette même condensation aqueuse s’effectuant augmente le volume des grêlons, dont la pesanteur finit par l’em-

(1) üitUetin de la Société impériale des naturalistes de Moscou, 1. 1,

(2) Peltier, Des trombes, p. 109.

(3) Annales dechimie, t. LXI, p. 202, et Bibl.-univ., 2*,série, t. III,

nE l'ÉLECTUICITIÎ ATMuSI'HKRIOCE; DR LA GRÊLE. 171

porter sur la force qui les met en mouvement, et alors ils tombent à ferre.

On sait les ravages que produit la grêle, non-seulement quand les grêlons acquièrent un poids qui s’élève jusqu’à 500 grammes , mais même à un poids bien plus considérable , s’il est vrai que la grêle du 15 juin 1829, qui enfonçait les toits des maisons à Cazorta, en Espagne, était formée de grêlons de 2 kilogrammes, mais encore quand, sous un plus petit volume, sans menacer la vie des hommes et des animaux, elle hache et brise les feuilles, les renverse, et meurtrit les branches ries végétaux. On a cherché à en conjurer le danger en soutirant l’électricité des nuages, par la multiplication à la surface de toute une contrée de perches armées de fds conducteurs. Nous avons vu toute la céte du lac Léman, dans le canton de Vaud, armée de semblables paragrèles; mais n’ayant pas rempli leur but, une chute abondante de grêle étant venu avertir de l’insuffisance du préservatif, ils ne tardèrent pas à être enlevés. Peutêtre serait-on plus heureux si l’on parvenait à lancer des ballons métalliques armés de pointes vers les nuages électrisés, selon l’idée de M. Arago. Los pointes déchargeraient le nuage de son électricité, principale cause de la grêle qui dès lors ne pourrait plus se former.

Si l’on ne peut combattre le danger, on peut au moins en divi.ser les risques, en formant des compagnies d’assurances mutuelles contre la grêle. Si les associations qui se sont formées dans ce but n'ont pas eu tout le succès désirable , il ne faut en accuser que leur défaut de généralité qui ne permet pas de répartir les risques sur un assez grand nombre de souscripteurs, et sur ce que l’on n’avait pas apprécié sudisamment la différence des risques qui ont lieu entre les diverses localités, ’

MÉTiSOBOLOGIE AGBICOLE.