INTRODUCTION

de fort tonnage, des installations compliquées et d’un prix élevé, de la vapeur ou de l'électricité, un personnel considérable pour la manœuvre de pesants engins de pêche. Elle est une science de riches. L’océanographie, au contraire, est une science de pauvres : son matériel est simple et bon marché : avec un millier de francs, au grand maximum, On se proeurera tout ce qui est nécessaire; on le transporte à peu de frais, on l'installe n’importe où et, quant aux navires, tous sont excellents, depuis l’embarcation iusqu’au cuirassé en passant par la série entière des bateaux de pêche, yachts, voiliers et paquebots pourvu qu'ils aillent sur l’eau et qu’ils aient à leur bord un océanographe sérieux. Là est la condition essentielle et peut-être la plus difficile à trouver. Prenez un travailleur instruit. dévoué à son œuvre, sincèrement décidé à servir la science de la mer et non à être servi par elle, donnez-lui quelques appareils, embarquez-le sur n'importe quel bateau, grand ou petit, et vous transformerez immédiatement celui-ci en bâtiment océanographique complètement et admirablement outillé. On peut même, à la grande rigueur, faire de l’océanographie sans bateau. Donner la preuve de cette

vérité est le but que je me suis proposé en écrivant le

présent volume.

Nous supposerons l'observateur installé à une station dans l'intention d'y exécuter toutes les observations d’ordre général se rapportant à l’océanographie et nous décrirons successivement les instruments à employer et la façon de

s’en servir.

L'opérateur, sa position étant fixée, devra d’abord déterminer et mesurer les conditions météorologiques si liées aux conditions océanographiques; il s’occupera ensuite successivement de ce qui concerne la topographie sousmarine, la lithologie, les caractéristiques chimiques, physiques et mécaniques de la mer. Il ne lui restera plus alors, une fois revenu à terre, qu’à compléter ses recherches par

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des analyses et à résumer, à synoptiser ses résultats sous forme de cartes ou de graphiques. À L’exposé des méthodes d'observation comprendra cinq

parties :

III. Observations océanographiques proprement dites comprenant les observations de topographie, de hthologie, de chimie et de physique;

IV. Observations relatives aux phénomènes dynamiques de la mer;

Considérations générales. — L'économie de l'océan liquide est étroitement rattachée à celle de l’océan aérien. Il n’est point d'action de la mer qui ne provoque une réaction équivalente dans l’air et, inversement, toute modification survenue au sein de l’atmosphère donne lieu à une modification correspondante des eaux océaniques. Il est évident, toutefois, que d’une manière générale, à cause de l'énorme différence de mobilité des particules qui les composent respectivement, l'influence de la mer sur l’atmosphère l’emporte presque toujours sur celle de l’atmosphère sur la mer; mais s’il existe une différence dans l'intensité, l'influence n’en est pas moins réelle et comme elle s'exerce avec son maximum de puissance dans les deux zones immédiatement contiguës, c'est-à-dire dans la couche la plus supérieure des eaux et la couche la plus inférieure de l’air, l’océanographe devra d’autant plus se préoccuper d'établir la corrélation des phénomènes par ses observations et ses mesures directes que l’objet principal de ses recherches se rapportera davantage à des propriétés relatives à des eaux plus superficielles. Le calme et l’immobilité croissent en sens inverse à mesure qu'on s'enfonce dans la mer et qu’on s’élève dans l’atmosphère.

Les exemples ne manquent pas pour appuyer ces consi dérations.

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L'influence du vent sur l'agitation de la mer, la direction et la force de ses courants est évidente. À son tour la circulation marine agit sur d’autres phénomènes dont, à première vue, on n'aurait pas soupçonné la dépendance. Plus le vent frappera obliquement un rivage, moins seront usés, pour un mêrne parcours longitudinal le long des côtes, les grains de sable des plages riveraines et, par conséquent, plus un même grain s’éloignera de son lieu d’origine avant d’être, toutes choses égales d’ailleurs, assez usé pour cesser d’exister en tant que grain de sable. C’est pourquoi, en étudiant le régime d’une plage et ses conditions lithologiques, il conviendra de noter les caractéristiques du vent et, si possible, connaitre la durée annuelle pendant laquelle se fait sentir l’action . du vent dominant.

L'influence dé la température de la mer sur celle de l'air et l'influence inverse sont trop évidentes pour qu'il ne suffise pas de les mentionner : elles constituent la régularisation des climats et toute l’économie des glaces polaires. Lä cause principale des seiches est une brusque dépression barométrique voisine ou lointaine.

Les conditions de sécheresse où d'humidité des grands courants atmosphériques activent ou ralentissent l’évaporation Sur les espaces de mer qu’ils balaient et créent ainsi une série de phénomènes océanographiques : augmentation de la densité qui fait descendre les eaux superficielles et enlèvement de vapeurs aqueuses provoquant un abaissement de niveau qui devra être comblé par un apport d'eau voisine soit superficiellement, soit de bas en haut, s’il s'agit d'eaux profondes. Telle est l’explication à donner d’un phénomène en apparence paradoxal, car à l'inverse des courants d'eaux continentales, fleuves, rivières et ruisseaux qui tous descendent de leur source vers leur eibouchure, les courants profonds de la mer remontent leur cours du fond où est le plus souvent leur source vers la surface où

MÉTÉOROLOGIE. 7 se trouve leur embouchure. Si donc on avait, pour le globe entier, dressé des cartes de l’état hygrométrique de l’air en chaqüe lieu, on posséderait l'élément le plus important pour l'évaluation de la mesure de l’ascension générale des courants sous-marins.

Ces exemples et tant d’autres, qu'il serait facile de citer, montrent que l’océanographe ne saurait, dans ses observations relatives à la mer, se désintéresser complètement dés conditions météorologiques ambiantes et, par conséquent, ne pas les noter et les mesurer.

Date et heure. — Le premier soin, au début de toute observation, doit être de noter la date et l’heure. On indiquera l’heure particulière choisie : en temps local, ce qui est le cas le plus ordinaire, ou en heure nationale, c’est-àdire, par exemple, l'heure de Paris, pour une localité française, quelle que soit d’ailleurs sa position en France, ou enfin l’heure universelle. On pourra aussi compter les heures en deux séries de minuit à midi et de midi à minuit, de 0 à 12, ou bien en une seule, de 0 à 24, depuis minuit jusqu’à minuit. Dans ce cas, 2 heures de l’après-midi, par exemple, seront notées 14 heures, et on supprimera évidemment alors les désignations matin et soir. Quel que soit le système adopté, il est indispensable de s’y tenir dans la série entière des observations, et si une circonstance spéciale mettait dans l'obligation absolue d’y déroger, on ne devrait pas manquer de signaler très exactement chacune des observations faites dans le nouveau système, ainsi que celles où, l’obligation momentanée cessant, on en revient au système général adopté. L'opérateur se rendant au travail doit donc tout d'abord régler sa montre.

Nébulosité; Forme des nuages. — La couleur de la mer est due à diverses causes dont les plus importantes sont certainement la couleur propre de l’eau et les matières qu'elle tient en dissolution ou en suspension ; elle doit, par

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conséquent, être en relation avec le plankton végétal ou animal qui y flotte et y sert de nourriture aux poissons. Pour cette raison, les pêcheurs ont tout intérêt à la mesurer, mais il y a aussi lieu de savoir si la couleur ne dépend pas aussi de certaines circonstances extérieures. C’est à ce point de vue qu'il convient d'évaluer la nébulosité.

On appelle #ébulosité la fraction du ciel qui est occupée par les nuages, quelle que soit leur nature. Cette fraction s’évalue à l’estime et est exprimée en chiffres, de 0 à 10. Chaque unité correspond ainsi à un dixième de ciel couvert par les nuages, de sorte que 0 représente un ciel libre de tout nuage, 5 un ciel à moitié couvert et 10 un ciel entièrement couvert (1). |

M. Angot fait remarquer que malgré l’imprécision apparente de cette observation faite sans instrument et uniquement à l'estime, il est rare que deux observateurs, pour peu qu’ils aient d'habitude, ne soient pas d'accord sur le chiffre à donner à la nébulosité au seul aspect du ciel.

Il pourra être intéressant dans certains cas, afin de compléter des observations optiques, transparence ou coloration de la mer, luminosité ou autres avec des observations de nébulosité, de noter la nature particulière des nuages couvrant le ciel. On emploiera la classification internationale dont se sert par conséquent le Bureau central météorologique de France. Sans entrer dans le détail de cette classification que l’on trouvera d’ailleurs dans les {nstrucions météorologiques (2), nous nous bornerons à dire qu’elle est basée sur les quatre variétés principales de nuages qui peuvent d’ailleurs se combiner deux à deux, auquel cas leur désignation s'obtient par la juxtaposition des noms de l’une et l’autre variété.

(1) A. Angot, Instructions météoro'ogiques, p. 81. Gauthier-Villars, Paris, 1903. | (2) A. Angot, loc. cit., p. 82.

MÉTÉOROLOGIE. ni G

Cirrus, nuages en filaments.

Cumulus, nuages arrondis ou amoncelés.

Stratus, nuages-en couches uniformes, étalées.

Nimbus, nuages noirs confus, d’où tombe la pluie.

Par combinaison, on a des cirro-stratus, des stratocumulus, des cumulo-nimbus, etc.

Vent.— Les deux caractéristiques du vent sont sa direction, c'est-à-dire celle d’où il souffle et sa vitesse ou force. On évalue également sa pression mesurée en kilogrammes par mètre carré de l'obstacle contre lequel il souffle normalement.

La direction d’où vient le vent est notée en divisant la circonférence de l'horizon en 16 rhumbs; les vents sont donc N., N.-N.-E., N.-E., E.-N.-E., E., E.-S.-E., etc., on aura soin de désigner l'Ouest par la lettre W. Au cas où il ne ferait absolument aucun vent, on noterait cet état de l’atmosphère par le mot calme.

Pour découvrir la direction d’où vient le vent, si l’on est immobile, on se sert de l’impression de fraicheur ressentie sur le visage ou sur la main élevée en l'air, ou encore sur l'observation des étoffes légères exposées au souffie du vent, girouettes fixées au mât, flammes, banderolles ou pavillons.

Quand on est en marche, la direction et la vitesse du vent sont représentées en grandeur et en direction par l’un des côtés. d’un parallélogramme dont l’autre côté est la direction et la vitesse du navire tandis que la diagonale est la direction et la vitesse du vent apparent marquées par les girouettes, flammes ou pavillons ou mieux encore par la fumée à bord d’un bâtiment à vapeur. Connaissant ces données, il est facile de construire le graphique mais on est obligé de reconnaitre que l'évaluation de la diagonale, faute d'instruments pratiques et précis, laisse beaucoup à désirer. On fait donc l'évaluation à l'estime.

10 OCÉANOGRAPHIE PRATIQUE.

Les marins évaluent la vitesse ou la forcé du véht à l’aide de l'échelle de Beaufort. Des expériences ont perris de mesurer à combien de mètres par Seconde correspond chacun des 13 degrés de l’échelle. On säit qu’une vitesse de 4 mètre par seconde coïrespond à 3.6 kilofiëtres par heure.

0 calme; 1.111710 e de Où 1 m par sec.

presque calme. ORNE 1à 2

9 1ésere Drisést de MIT ERA SEE 2à 4

9 — pétite brise: 2950020 PSE Een 4à 6

A =Lolie brise, ER EPS 6à 8

D bonne brise: 22:22 Mer ee 8 à 10

6 hbon frais 410 PmmNesene Mn HAN 10 à12

7— grand fraise.) 68 thea a EVE 12 à 14

8 retlt COPIE VEN PAIN 1416

DSÉTOS COUD'UE VER TE EPA EEE 16 à 20 A0 161 COUD de VEN AE MATE PRE 20 à 25 11 << tempétes MER NORME 25 à 30 19 = ouragan: Ste ner plus de 30m

État de la mer. — L'état de la mer s’indique sans difficulté : on dira, par exemple, que celle-ci est calme, légèrement agitée, avec petite ou forte houle, vagües, etc. Dans le cas de houle, il sera bon d'indiquer la direction d’où elle vient; dans celui de vagues, on cherchera à découvrir si elles arrivent toutes d’un même point de l’horizon ou de points différents. Les marins ont uné remarquable habileté à disséquer, en quelque sorte, en ses éléments, le mouvement en apparence désordohné de la mer.

Baromètre. — Le baromètre anéroïde consiste essentiellement en une boite métallique dans laquelle on à fait le vide et dont les parois très élastiques sont maintenues

écartées au moyen d’un ressort. La pression de l’atmos-

phère s’exerçant sur la boîte produit un fiéchissement des

parois mesuré par une aiguillé se déplaçant sur un cadran

partagé en divisions dont chacune correspond à une augmentation ou diminution de pression de 1 mm de mercure.

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GE TR RE PT A TER En

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Souvent une seconde aiguille, susceptible de Se mouvoir à la main, se place exactement au-dessus de la première afin de permettre de constater, au moment d’une observation, la variation éprouvée par la pression depuis la précédente observation. Cette aiguille est parfois remplacée par un index soudé à la monture du verre recouvrant le cadran, qui est mobile et qu’on peut ainsi faire tourner sur éllé-même de manière à amener l'index dans n'importe quelle position.

Les baromètres anéroïdes (/#g. 1) sont gradués par comparaison avec un baromètre à mercure. On ne saurait les considérer comme des instruments absolument exacts mais ils sont de beaucoup les plus commodes à la mer ét il suffit, pour obtenir avec eux une précision suffisante, de les vérifier souvent par comparaison et de les corriger s’il y a lieu.

L'opération s'exécute en tournant une vis dont la tête apparaît à travers une ouverture pratiquée dans la partie postérieure de l'instrument. On déplace ainsi l'aiguille indicatrice de manière à ce qu’elle accuse la même pression que celle du baromètre à mercure placé à côté et dans les mêmes conditions.

Avant de faire une lecture, on a soin de donner avec le doigt une où deux petites secousses au baromètre afin de vaincre l’inertie de l'aiguille.

Il est à remarquer qu'un anéroïde ayant pendant longtemps séjourné dans une localité d'altitude élevée et dont par conséquent la boîte est habituée à éprouver des dilatations et des compressions entre cértaines limites détérminées, étant brusquement transporté à la mer, met quelque temps à s’habituer à varier entre d’autres limites. On prendra, autant que possibie, en considération cet effet qui se traduit par une irrégularité temporaire de marche et l’on ne se livrera à la comparaison de l’anéroïde qu'après quelques journées de séjour au bord de la mer.

Hroewle

142 OCÉANOGRAPHIE PRATIQUE.

On peut être amené, dans des opérations à terre se rapportant à l’océanographie, à mesurer, au moins approximativement, des altitudes de montagnes ou de collines. On exécutera cette opération avec un baromètre anéroïde en suivant les indications données dans les Instructions météorologiques (1). Le plus simple est encore, puisqu'il est entendu qu'on se contentera d'une mesure approximative, d’étalonner son baromètre en cherchant, près de la côte où l’on travaille, l'indication de deux altitudes dignes de confiance. On en trouve de nombreuses sur les cartes françaises, hauteurs de falaises ou de sémaphores. On transporte l'instrument en chacun des deux points aussi rapidement que possible, on revient de la seconde station : à la première, on note chaque fois la position de l'aiguille, on prend la moyenne et l’on calcule ensuite aisément à quelle dénivellation correspond une division du baromètre.

On a modifié le baromètre à mercure de manière à le faire servir à bord d’un navire où, avec un instrument ordinaire, la colonne mercurielle, presque toujours en mouvement par l'effet du tangage et du roulis, rendrait toute observation impossible. Dans le but d'éviter cet inconvénient, on rétrécit considérablement le tube sur une certaine partie de sa longueur et on installe l’instrument sur une suspension à la Cardan qui le maintient toujours vertical. Ce baromètre est paresseux. Il serait plus pratique d’avoir un baromètre Fortin porté dans une suspension à la Cardan en temps ordinaire. On le rend inerte en faisant remonter le mercure jusqu’au sommet du tube par un mouvement de la vis située audessous du réservoir et on ne s’en sert que lorsque le bâtiment est dans un port parfaitement immobile, ce qui

(1) A. Angot, loc. cit., p. 31.

arrive encore assez fréquemment. On lui compare alors les anéroïdes dont on se sert continuellement. Si l’on avait à exécuter des observations à terre, on l’y transporterait sans difficulté.

Un baromètre enregistreur Richard, donnant des indications continues, à condition d'être corrigé, offre l’avantage de fournir automatiquement des documents se rapportant à une campagne entière (1).

Température de l’air. — La température de l’air, à la mer, se mesure au moyen d’un thermomètre fronde. L’instrument, que l’on conserve dans un étui en fer-blanc, est cradué sur tige, de degré en degré, depuis —25° jusqu'à 60°; sa longueur étant de 15 cm environ donne 1,3mm environ pour la longueur du degré, de sorte qu’avec un peu d'habitude, on apprécie sans peine le dixième de degré. On enfile à travers l’anneau de verre qui le termine un solide cordonnet de soie long de 70 à 80 cm de façon à ce que l’anneau soit pendant la rotation à 35 ou 40 cm de la main. L'opérateur se place à l'ombre, face au vent et aussi loin que possible, à bord d’un bâtiment à vapeur, de la machine, en dehors de la colonne de fumée sortant de la cheminée et hors de la portée de tout rayonnement qui proviendrait de la réflexion de la chaleur sur une surface quelconque, surtout de couleur noire. On tourne en fronde très rapidement pendant environ une minute, on arrête le mouvement, on se hâte de lire, au dixième de degré, la hauteur de la colonne mercurielle en regardant bien en face afin d'éviter la parallaxe mais cependant pas de trop près de crainte de l’échauffer,; on tourne de nouveau pendant une minute, on fait une seconde lecture et l’on recom-

(1) Voir pour les détails de construction de l'instrument, ses corrections et son mode d'emploi, Guyou, Manuel des instruments nautiques, p. 1 et suiv.

mence jusqu’à ce que l’on ait obtenu deux lectures consécutives sensiblement identiques.

On a imaginé un dispositif très simple et assez commode pour éviter l'emploi de la ficelle qui parfois se brise, ce qui occasionne la rupture du thermomètre. Il consiste en un cadre formé d’un gros fil de cuivre (/iy. 2) deux fois contourné sur lui-même afin que son plan ne repose jamais à plat. Des ficelles tendues fixent et soutiennent le thermomètre dont le réservoir est évidem-

tourne autour d’un manche et l'instrument se manœuvre comme une crécelle. Le seul inconvénient de ce dispositif qui peut servir de psychromètre, est qu’il empêche d’employer le même thermomètre à prendre la température de la mer car il faudrait alors le déficeler et le reficeler plusieurs fois par jour sur son cadre, opération longue, car elle doit être soigneusement faite si l’on ne veut pas courir le risque de briser l’instrument.

D’après les Instructions météorologiques, aussitôt que deux lectures consécutives ne diffèrent pas de plus de 62.1 ou 0°.2, on en considère la moyenne comme exacte. Elles font également remarquer que « tourné au plein soleil, le thermomètre fronde donne une température trop élevée de quelques dixièmes de degré seulement, alors que l'écart serait beaucoup plus grand avec un thermomètre fixe ».

Aussi n’observera-t-on au soleil que s’il est impossible de

faire autrement. On s’assurera, en outre, que le réservoir du thermomètre est parfaitement sec, car s’il était mouillé,

ment placé en dehors; ce cadre

— -" Parteérmblhess

la température indiquée risquerait d'être sensiblement trop basse. -

Même plusieurs années après sa construction, un thermomètre, par suite d'une modification moléculaire du verre qui le constitue, subit un retrait qui a pour effet de diminuer le volume du réservoir, de faire remonter le zéro et par conséquent de fournir des indications trop fortes. C’est pourquoi il convient de vérifier au moins une fois par an la position du zéro.

L'opération ne présente pas de difficulté. Il suffit de prendre un vase muni d'un trou à sa partie inférieure, un gros entonnoir, par exemple. On opère dans une chambre dont la température dépasse notablement celle de la fusion de la glace; on remplit le vase de glace pilée en petits morceaux ou de neige; on y introduit le thermomètre en l’enfonçant jusqu’au-dessus du zéro et on laisse l’instrument se mettre en équilibre de température. L’eau de fusion s'écoule par le trou. De temps en temps on le soulève afin de lire la hauteur de la colonne. Dès quelle est devenue stationnaire, on note sa position. Si, par exemple, elle indiquait 0°.4, on serait averti que le thermomètre marque trop haut de 0°.4 aux environs de zéro, il faudrait donc retrancher 0°.4 aux lectures. Si une lecture faite avec ce thermomètre est de 15°.5 par exemple, elle devra être ramenée à 159.5 — 00.4 — 150.1.

Il se peut que la correction ne soit pas la même aux environs du zéro et à des températures correspondant au milieu de l'échelle. L'évaluation de la correction exige alors des bains à température constante, des thermomètres étalons, c'est-à-dire une installation et une pratique que ne possèdent pas tous les océanographes. Il vaut mieux dans ce cas charger un spécialiste de l’étalonnage. Un service à cet effet fonctionne au Bureau central météorologique de Paris.

Il arrive souvent qu'après un long usage, la couleur qui

16 OCÉANOGRAPHIE PRATIQUE.

rend visibles les traits gravés le long de la tige disparaît en partie et que, par suite, les lectures deviennent pénibles. Pour remédier à cet inconvénient, on lave l’instrument avec de la benzine qui enlève toute la couleur, on l’essuie et on le frotte avec un peu de couleur à l'huile, en tube, rouge ou noire, étalée sur du papier de journal ou du papier buvard. Celle-ci pénètre dans les traits en creux et l’on n’a plus qu’à essuyer la tige avec un peu de papier propre afin d'enlever la couleur en excès et à laisser sécher.

Il existe trois échelles thermométriques.

1. L'échelle centigrade marque 0 dans la glace fondante et 100 dans la vapeur d’eau bouillante au niveau de

la mer, l'intervalle étant partagé en 100 parties égales...

Cette échelle est emplovée en France et par les savants du monde entier.

2. L'échelle Fahrenheit dont on se sert en Angleterre et aux États-Unis, marque 32 dans la glace fondante et 212 dans la vapeur d’eau bouillante au niveau de la mer.

3. L’échelle Réaumur, quelque peu usitée en Allemagne, indique 0 dans la glace fondante et 80 dans la vapeur d'eau bouillante au niveau de la mer.

On a donc:

100C = (212 — 32)F ou 180F = 80R

Cette égalité a permis de dresser les tables de comparaison des trois échelles théermométriques.

Hygrométrie (1). — La quantité de vapeur d’eau contenue dans l’air peut se représenter :

1° Par la tension ou force élastique de la vapeur;

20 Par l’état hygrométrique, humidité relative, fraction

(4) J. Thoulet, Guide d'océanographie pratique, p. 108. Encyclopédie scientifique des Aide-Mémoire Léauté, Masson-Gauthier-Villars, Paris.

Le À