CHAP. IV. — ÉLECTRICITÉ ATMOSPHÉRIQUE

d^àTojr connaissance des résultats de Franklin , il aTait obtenu des signes électriques très-énergiques, parce qu'il avait eu Theureuse idée de mettre un fil de métal dans toute la longueur de la corde (Mém. des Suivants étrangers^ t. II), Plus tard, en 1 757, de Romas répéta de nouveau ces expériences pendant un orage, et cette fois il obtint des étincelles d'une grandeur surprenante. « Imaginez-vous de voir, dit-il, des lames de feu de neuf ou dix pieds de longueur et d*un pouce de grosseur qui faisaient autant oo plus de bruit que des coups de pistolet. En moins d'une heure , j^eus certainement trente lames de cette dimension , sans compter mille autres de sept pieds et au-dessous. » {Mém, des Sat^ants étrcaigers^ t. IV.)

Malgré toutes les précautions bien entendues que 'prenait cet habile expérimentateur , il fut une fois renversé par la violence du choc. .

Ces résultats démontrent d'une manière assez éclatante que la foodre n'est en effet qu'une étincelle électrique.

Les cerfs-volants qui ont servi à prouver cette identité peuvent servir à beaucoup d'autres expériences qu'il serait bon de tenter maintenant pour l'avancement de la science : cependant leur usage ne peut jamais être assez ordinaire pour qu'il convienne den donner ici la description.

290. De l*éleetrlelté pendant lesormges. — En étudiant l'état électrique des nuages qui passent successivement au-dessus d'un cerf- volant , on reconnaît par expérience qu'ils sont chargés, les uns d'électricité vitrée, les autres d'électricité résineuse, et il s'en trouve qui sont à l'état naturel. Bien que nous ne sachions rien sur l'arrangement de l'électricité dans l'intérieur des nuages et à leur superficie, nous pouvons cependant conclure avec certitude que les corps électrisés se repoussent quand ils ont la même électricité, et qu'ils s'attirent quand ils ont des électricités contraires. Ces attractions et ces répulsions entrent sans doute pour quelque chose dans les mouvements extraordinaires que l'on observe dans le del au moment des orages : le vent n'est plus alors la seule puissance qui emporte les nuages ; son iùfluence est modifiée par les actions électriques qui s'exercent avec plus ou moins d'énergie sur ces amas considérables de vapeurs : aussi les voit-on s'approcher rapidement ou s'éloigner comme s'ik étaient poussés en sens contraire, ou tournoyer sur eux-mêmes comme si le

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vent qui les emporte n'était lui-même qu'un vaste UnubOUm. C'est au milieu de cette agitation générale de Vatmosphère que Ton voit briller Téclair et qu'on entend retentir les éclats du tonnerre. Essayons de rendre compte de ces deux phénomènes : de la lumière et du bruit.

On voit quelquefois l'éclair fendre la nue et sillonner ime grande étendue du ciel ; lorsque, du haut des montagnes, on observe ce phénomène à ses pieds , on peut mieux juger encore de l'espace qu'il occupe, et tous les observateurs s'accordent à dire qu'ils ont vu des éclairs qui avaient certainement plus d'une lieue de longueur. On sait aussi que les mêmes nuages , suspendus dans les mêmes régions du ciel, peuvent donner successivement ptusieurs éclairs; ainsi, pour reprendre leur état naturel, ils se comportent autrement que les coi*ps conducteurs électnsés. Enfin, tout le monde sait que la trace de l'éclair est presque toujours une courbe en zigxag, dont les plis sont plus ou moins développés on plus ou moins rapprochés. Ces trois phénomènes , de la (onat de réclair, de ses apparitions répétées et de sa longueur, ne petvent pas être complètement expliqués dans l'état actud de It science.

La forme en ûgzag est commune à l'éclair et à l'étincelle : il suffirait d'une seule explication pour les deux cas ; mais j* avoue qu'à ma connaissance il n'y a rien de satisfaisant sur ce sujet.

Les amas de vapeur qui constituent les nuages ne sont pas des corps conducteurs comme des masses métaUiques ; et, sans savoir comment l'électricité se distribue et se met ea éqnilSnre sor ces conducteurs imparfaits qui ont souvent plusieurs lieues de superficie, il est évident qu'il* ne suffirait pas de les mettre un instant en contact avec le sol pour les décharger complètement; et il est impossible par conséquent qu'une sevde étincelle les remette à l'état naturel. Ainsi, au sein du même nuage oo vent nécessairement briller phisieivs éclairs.

La longueur de l'édair paraît être aussi une oonseqoenee de l'imparfaite conductibilité des nuages et de la mobilité de leurs parties constituantes. Pour se rendre compte de ce phénomène, 3 ne faut pas comparer Tâectricité des nuages à celle d'une battarie électrique. Ici, lorsque les deux âectrîcités dissimulées font effort pour se rejoindre , dles ne peuvent jamais firandiir qu'im tMpetit espace : par exemple^ k plus forte dbarge de la pfatf forte

€HAP. IV. — ÉLECTRICITÉ ATMOSPHÉRIQUE. Wi

batterie ne part pas à trois ou (juatre centimètres; ii est &cile d'en Yoir la raison : tant qpe les points qui se rapprochent pour fermer le circuit entre Tintérieur et Pextérieur de la batterie re»» tent un peu éloignés, les électricités ne s'y présentent jamais qu*en très-Jaible partie, parce qu'elles sont retenues dans Tinté-^ rieur des jarres'par leur attraction mutuella au travers de Tépais* seor du verre. Il faut donc comparer Félectricité des nuages aux électricités qui sont libres sur la surface des corps {dus ou moins conducteurs. Nos meilleures macliines peuvent donner l'étincelle à un mètre au travers d'un air très -sec ; mais si l'on met quelques poussières sur une étoffe de laine ou de soie, on pourra Ëiire partir l'étincelle à une distance plus grande. Si nous avions à notre disposition des machines assez puissantes pour qu'un léger brouillard autour de leurs conducteurs ne diminuât pas sensiblement leur tension, ii est évident que les particules conductrices su^)endues dans l'air feraient le même effet que les parcelles métaUiques dans l'expérience précédente. U me stable donc que, pour expliquer la longueur de l'éclair, il faut concevoir que , sur la route que l'éclair va prendre , les parcelles de vapeur et peut-être même les parcelles d^air se trouvent déjà électrisées par les influences contraires des électricités qui tendent à se précipiter l'une vers l'autre , et qu'à un instant donne TéquUibre est à la fin rompu, sans qu'il y. ait transport de fluide de l'un des nuages sur l'autre, mais seulement transport successif ou vibration successive de couche en couche sur toute l'étendue que parcourt l'édair.

Le bruit du tonnerre, dans tous ses' éclats et ses roulements formidables , n'est pas plus difficile à expliquer que le craquement de la plus petite étincelle : c'est la vibration de l'air ébiaîïdé avec plus ou moins d'intensité. Quand la décharge d'une bat» terie passe au travers d'une masse liquide , elle la refouie et la projette dans tous les sens ; quand la décharge d'une simple bour* teille de Leyde passe au travers d'un gaz, tout le fluide est ébranlé , et il y a augmentation de volume , comme on le peut voir avec le thermomètre de Kinnersley. Ces données su£Bsent pour expliquer le bruit de l'étincelle et celui du tonnerre. On peut toutefois en tirer deux exphcations, dont une seule me semble bonne : on peut dire que le fluide électrique s'ouvre un passage au travers de la madère, comme ferait un projectile en

752 LIYRK VIII. — HËTÉOROLOGIE.

Tertu de son impénétrabilité, et qu'ensuite i*air rentredans le TÎde formé par le passage instantané du fluide, et produit un son comme dans Texpérience du crève-vessie. Suivons, par la pensée, le ullon de réclair ; imaginons un tube de verre qui en parcourt tous les replis, qui soit vide d'air et qui occupe exactement toute la trace du fluide ; admettons enfin qu'à un instant donné ce tube soit rompu dans toute son étendue : le bruit qui en résultera sera le bruit du tonnerre. C'est cette explication qui me semble mauvaise, parce que, d'une part, le passage d*un boulet de canon dans les airs devraif produire un bruit analogue, et l'on n'enteud cependant qu'une espèce de sifflement que le soldat le plus timide n'a jamais comparé au bruit du tonnerre ; d'une autre part, toutes les expériences indiquent d'une manière positive que jamais le fluide électrique n'éprouve un mouvement de translation analogue à celui des projectiles de matière pondérable. Nous avons déjà insisté sur ce point (t. I , n* 284)) qui nous semble fondamental ; et les principes que nous avons adoptés sur le passage de rélectricité au travers des cbrps bons ou mauvais conducteurs vont nous fournir une autre explication du bruit du tonnerre, qui nous semble de tout point en harmonie avec les faits. Quand Tétincelle part entre deux corps , il y a décomposition et recomposition d'électricité entre toutes les couches où elle paraît , et par conséquent vibration plus ou moins violente dans leur matière pondérable ; c'est une espèce de déchirement ou de brusque séparation, comme on le voit dans l'expérience du perce-carte : c'est cette vibi*ation qui fait le bruit, en se propageant ensuite dans toute la masse environnante.

Concevons, d'après cela, le siUon d'un éclair d'une lieue d'étendue , ou seulement de 3400 mètres , pour mieux fixer les idées : la lumière brille au même instant dans toute cette étendue; donc, c*est au même instant que le bruit est exdté dans toutes les couches. Mais le son se propage lentement, il ne parcourt que 340 mètres en 1'; par conséquent, pour un observavateur qui serait placé sur la ligne de l'éclair, à 340 mètres de l'une de ses extrémités, il y aurait d'abord éclat de lumière, puis silence absolu pendant l'; alors le bruit commence à l'atteindre, et ce qu'il entend, c'est la vibration qui a été excitée dans la couche la plus voisine -de lui;* le bruit des autres couches arrive à la suite, se succède sans interruption, et doit durer

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10' dans l'hypothèse que nous avons faîte, puisque l'autre extrcmhé de l'éclair est à 3400 mètres. Ainsi , c'est la longueur de l'éclair qui détermine la durée du bruit; et, pour un observateur qui serait sous la ligne de l'éclair, à peu près vers son milieu, le même coup de tonnerre aurait des roulements moitié moins prolongés que pour un observateur qui serait vew l'une des extrémités de l'éclair : celui-ci n'entendrait qu'un coup , tandis que le premier pourrait croire qu'il entend deux coups à la fois, l'un à droite et l'autre à gauche*, car le bruit lui viendrait des deux cotés.

Autant fl s'écoule de secondes ou de battements du pouls entre l'apparition de l'éclair et la première impression du bruit, autant de fois il y a 340 mètres de distance entre l'observateur et le point de la trace de l'éclair qui se trouve le plus voisin de lui : quand on a vu l'éclair, tout l'effet du tonnerre est produit ; le reste n'est plus que du bruit.

Les mêmes principes nous expliquent encore les éclats déchirants , les roulements prolongés , et toutes les périodes de cette redoutable harmonie qu'un seul coup de tonnerre fait entendre. Dans le trajet de l'éclair, toutes les couches vibrantes ne reçoivent pas la même impulsion, parce qu'elles ne sont ni à la même température ni au même état de sécheresse ou d'humidité, ni, par conséquent, sous la même influence électrique. Ainsi, la première impression du son ne sera pas toujours la plus intense, bien qu'elle vienne du lieu le plus rapproché , et , dans une si grande étendue, il est impossible que le son ne se renfle pas à plusieurs reprises.

Ces notions suffisent pour faire comprendre ce que le. bruit du tonnerre est en lui-même; mais il peut anîver souvent que les forêts, les vallées, les montagnes, ou même lies nuages forment des échos pour le répéter,

291 . Dea elfeta dn tonnerre lopsqn*il tombe svr la terre* ^> Le tonnerre' tombe quand l'éclair jaillit entre un nuage et les corps placés à la surface de la terre : on dit alors que ces. corps sont foudroyés. Dans le langage de la science, ce mot n'emporte pas nécessairement une idée de destruction , .parce que la foudre ne détruit pas inévitablement tout ce qu'elle frappe. Autrefois, on discutait beaucoup sur la question de savoir si la foudre tombe du ciel ^ ou si elle s'élève de terre vers les nuages ; If. 48

75i UVRE VllI. — UËTÉOROLOGIE.

c'était une sorte de dilenimc auquel oa croyait ne pouvoir ccliapper; mais ce que nous avons <lit précédemment monire, d'une manière aiisez évidente, que jamais la foudre ne tombe ft ((ue jamais elle ne s'élève; car il n'y a jamais transbtiondu lluide électrique de l'un à l'autre des deux points exirèmes de l'éclair. Cependant, pour nous conformer à l'usage, nous dlroD» que le lonnerfe tombe , en nous souyenant tQutcfois du sens qu'il liiut attacher à cette expression.

Concevons un nuage orageux, qui soit, par exemple, diargi' d'électricité vitrée : son élévation au-dessus du sqI sera, comnif à l'ordinaire, comprise entre 2000 mètres et 6000 mètres; it aura une forme quelconque , une épaisseur et une étendue considémbles. Supposons d'abord que ce nuage soit au-dessus Je la mer ou d'un grand lac : par son influence , il décompose ïtn électricités naturelles de la .masse liquide, repousse le fluide vitiv dans la profondeur du sol , et athre le fluide résineux à la surface des eaux. L'accumulation de ce ûuide peut y être assn grande pour qu'il y ait soulèvement sensible ; et alors on voil une grande vague ou une montagne liquide qui s'élève, et qui reste suspendue aussi longtentps que dure l'action électrique' Mais ce phénomène peut se terminer de trois manières : l' sil n'y a aucune explosion dans le nuage orageux , il s' éloigne avec plus ou moins de rapidité ; l'intensité de son action diminue à mesure que la distance augmente Bit-

tlré, repasse peu à peu dans le s eaux

retombe à l'état naturel ; 2* s'il y loagc

orageux et quelque autre nuage v \vagf

orageux et quelque autre point d< rfcce

liquide que noua, considérons en tque

li; nuage, déchargé subitement [ istr

Litement 9on action sur la surfa vit-

véès ; et le liquide , forcé de repi t na-

turel , retombera" sur lui-même iw"

résineuse se précipitant dans les u sol

pour se recombiner avec la vitrée Dui»

ce cas, l'eau est fout/rofce par M*

avons déjà parlé (t. I, n' 21S); neb

f.>udre tombe, c'est-à-dîre, sans ■'"*

et le nuage orageux; 3* à le nus i **"