Sondage

Le iiii'cl/fiiic/// (lu sol sou.s la mer el sous les lacs devient un .son- (Ittiic Les cotes sont prises par ra[)port à la surface libre des eaux, qui est horizontale (|uand on l'ait abstraction de la houle, ol qui est plane (|uand l'aire considérée est assez petite.

La théorie tlu sondage est très simple en apparence : on lile un plomb (qui n'est pas en plomb, il va sans tlirc) juscpi'à ce ((u'il touche le fond; on mesure la longueur de corde immergée, d'où la ()rofondeur. En réalité l'expérience est beaucoup plus conij)liquée.

1". — Su|)posons d'abord qu'on opère en eau calme, sans houle ni courant. Immergeons la corde seule; cherchons la vitesse limite de chute.

Elle est déterminée par la condition f[ue le poids égale le frottement exercé par l'eau sur la surface latérale de la corde. Ces deux quantités étant proportionnelles à la longueur, la vitesse limite de chute d'une corde est indépendante de la longueur immergée.

Le frottement sur la surface pour une longueur donnée est proportionnel à l'aire de la surface, par suite au rayon; le poids est proportionnel au volume, par suite au carré de ce rayon. Toutes choses égales d'ailleurs, la vitesse limite de chute est d'autant plus grande que la corde est plus grosse. Elle augmente quand la surface est polie et la densité grande (fils de fer); elle diminue quand la surface est rugueuse et la densité petite (cordes de chanvre).

Quand une corde verticale tombe librement, c'est-à-dire uniformément avec sa vitesse liiuitc. le poids de chat|ue mètre est équilibré par le frottement : la tension de la corde est partout nulle. La tension de l'extrémité su[)érieure de la corde croît depuis le maximum (égal au poids total de la corde, défalcation faite de la poussée en raison du principe d'Archimède) jusqu'à zéro, quand la vitess'e croit de zéro jusqu'à sa valeur limite.

'2°. — Une sphère métallique, animée d'une vitesse v dans l'eau, éprouve une résistance donnée par la formule (dite de Newton) : R = 22 Sf- = 69./--i:- kilogrammes.

i' est évalué en mètres par seconde, /• est évalué en mètres. Si l'on exprime le rayon /• en centimètres, on a :

R^ 0,0069. /■-D- kilogrammes.

Par exemple, soit une sphère de 10 cm. de raj'on, de 4,19 litres de volume. En fonte, elle pèse 30 kilogr. environ. La vitesse limite est donnée par l'équation :

30 = 0,G9.('% (' = 6,6 mètres.

La tension T sur la ligne qui supporte \e plomb, est égale au poids P du plomb plus ou moins la résistance R : T = P±R.

Le signe + correspond au cas où l'on remonte le plomb; le signe — au cas où il descend sous l'influence de son propre poids.

60 GEOGRAPHIE M ATIIÉ M ATI QVE

5". — Nous voici en état <le compTendre ce qui se passe quand on sonde.

Les phénomènes sont extrêmement diiTérents dans la descente du poids et sa remontée, si difjvrents qu'en pratique le sondage à grande profondeur ne peut s'effectuer qu'à pion/h perdu.

Dans la descente, les frottements et les poids agissent en sens inverses. Il nV a pas intérêt à diminuer la vitesse; tout au contraire, avec la vitesse limite, à la seule condition qu'elle ne soit pas trop diflférente pour le fil seul et le plomb seul, les tensions sont nulles.

A la remontée, les frottements et les poids s'ajoutent. Il faut donc que la vitesse soit assez petite pour que les frottements restent, sinon négligeables, du moins petits. En tous cas, la tension en haut du fil sera supérieure à la somme des poids du plomb et du fil. Si la vitesse d'enroulement est de l'ordre que nous allons dire, on peut admettre que le fil portera le double du poids qui lui est efl'ectivement suspendu.

Il est impossible de diminuer la vitesse de remontée au-dessous de 2 mètres par seconde pour les grandes profondeurs) sans rendre l'opération démesurément longue. A ce taux, pour remonter 1.000 mètres, il faut 500 secondes, soit 8'" 20~. On conseille d'enrouler à raison de 2 m. par seconde s'il y a dehors 2 à 3.000 mètres de fil, à raison de 3" par seconde s'il y a 1.000 à 2.000 mètres de fil, enfin à raison de 4"" par seconde au-dessous de 1.000 mètres de fil. Encore ces vitesses sont- elles des limites qu'il ne faut pas dépasser.

4°. — Aujourd'hui les fils de sonde sont en acier 'cordes à piano) galvanisé. Ils ont 1 mm. de diamètre et pèsent 700 grammes environ par 100 mètres, 7 kilogr. par kilomètre. Ils supportent sans rompre une charge de 60 kilogrammes.

Posons que pour sonder à 4.000 mètres il faut un plomb de 20 kilogr.; ajoutons 28 kilogr. pour le fil; nous sommes à 48 kilogr., dont le double dépasse la charge de rupture. D'où la nécessité de perdre le plomb quand il atteint le fond, et de ne remonter que le fil. Si par malheur on sonde avec un fil trop court, on ne touche pas le fond, le plomb ne quitte pas la sonde, on est forcé de le remonter; on a toutes les chances possibles pour perdre la ligne avec le plomb.