bb

95 27 1.03000 32 05 39 10 45 15 D1 20 57 25 63 30 70 35 75 40 82 45 88 1.03050 95 55 | 38.01 60 06 65 13 70 19 75 25 80 al 85 38 90 4% 95 49 1.03100 57 05 62 10 69 15 15 20 8!

TABLEAU DES SALINITÉS (Suite).

EEE EE, À À ——

45 42 | 1.03200 79 | 1.03250 42 | 1.03300 | 41.04% 1.03150 18 05 86 : 55 48 05 09 bb)

Q représente le poids en grammes du sel contenu dans 1000 g d’eau de mer n. de densité S0,.

l’abscisse de température 6. Il ne reste plus alors qu’à lire « sur l’axe des y la densité cherchée (1).

H. -- Marées et seiches.

L'étude des marées est tellement spéciale que, sauf dans 1 ses très grandes lignes, elle est bien moins du domaine de 4 l’océanographe que de celui de l'hydrographe et encore,

(1) Le graphique de réduction des densités se trouve à la fin du mémoire que j'ai publié dans les Résultats du voyage de la Belgica. M. Thurneyssen, rue Monsieur-le-Prince, 38, à Paris, possède un tirage à part de ce gra-. phique. :

parmi ces derniers, ceux qui s'occupent des marées constituent-ils presque une spécialité parmi leurs collègues. Il ne sera donc, pour cette raison, parlé ici de ce sujet qu’au point de vue essentiellement pratique et restreint des réductions de sondages susceptibles de concerner les océanographes.

Les observations continues de marées se font avec un marégraphe, appareil fixe établi dans un édifice particulier et qui, par conséquent, ne se trouve que dans un nombre restreint de ports. Les observations temporaires exigent un personnel nombreux tant pour l'installation d’une échelle de marées que pour les observations qui doivent être exécutées d’une manière régulière pendant plusieurs journées, aussi bien de jour que de nuit. Ce travail est possible à des hydrographes ou à des officiers de marine ayant à leur disposition des ressources en matériel et en personnel; elles sont hors de la portée d’un océanographe qui, le plus souvent, travaille seul. En pleine mer l’action des marées n’est pas perceptible et hors de la vue de terre, l'incertitude fatale dans la détermination exacte du lieu même du sondage à l’aide des observations astronomiques rend illusoire la correction relative aux marées qu'on voudrait faire subir aux cotes de sondage. En pleine mer, on se bornera donc à enregistrer ces dernières telles qu’elles auront été obtenues. En Méditerranée, sauf en quelques points, les marées sont insignifiantes, mais il en est autrement sur les côtes de l'Océan. En France, on est convenu de rapporter les sondages et, par conséquent, le plan et le modelé du sol sous-marin au niveau des plus basses eaux possibles. Les Anglais, au contraire, rapportent leurs cartes au niveau des plus basses marées de syzygies. La convention française est pratiquement préférable, car avec les cartes du Dépôt de la Marine, un bâtiment est assuré de ne jamais trouver sous sa quille moins d’eau qu'il n'y en a d'indiquée,

136 OCÉANOGRAPHIE PRATIQUE.

précieuse garantie que ne possèdent pas les cartes anglaises.

La plus grande partie des côtes du globe a déjà été levée hydrographiquement d’une manière plus ou moins complète pour les besoins de la navigation. La tâche de l’océanographe se borne donc à vérifier le degré de confianceà accorder à une carte déjà faite, et à reconnaître s’il y a lieu de compléter celle-ci. Par le fait même de posséder un plan du lieu où il opère, il peut le plus souvent être renseigné sur le régime des marées qui a certainement dû être étudié par les hydrographes. Le plus sûr pour lui sera de construire lui-même, par sondages, une petite portion du relief du plan et à voir si les résultats concordent. L'opération s'exécute assez rapidement surtout si les circonstances ne sont pas trop défavorables, pour que les écarts soient peu sensibles, puisqu'il ne s’agit que de quelques coups de sonde répartis sur un espace restreint et de faible profondeur. S'il y a accord avec le plan déjà fait, 1l est rassuré; s’il est en désaccord, 1l aurait en général tort d'entreprendre de lever lui-même un plan très précis, à moins qu’il ne soit un spécialiste et ne possède les ressources suffisantes. Il se contentera, à chacun de ses propres coups de sonde ayant pour objet la récolte d’un échantillon du fond destiné à la carte lithologique, ou d’un échantillon d’eau ou la mesure d’une température, de noter exactement la longueur obtenue, en même temps que la date et l'heure exacte de l’opération et de soumettre ses résultats à un service hydrographique qui se chargera de la rectification des cotes de profondeur. Il en serait de même s’il lui arrivait de découvrir inopinément sur un plan d’ailleurs très exact, quelque haut-fond ou quelque dépression passés inaperçus ; il se bornerait à relier à une cote précédemment établie. A portée d'un marégraphe, le problème serait considérablement simplifié.

Dans un lac, l'importance des marées est nulle; celle

des seiches l’est à peu près quant à ce qui touche à la topographie. Il suffira tout au plus, en commençant un sondage de lac, de rattacher le niveau de l’eau à un repère terrestre aussi stable que possible, à un mur de quai ou à une pierre remarquable et d'assez grandes dimensions pour qu’on soit sûr qu'elle ne sera pas de longtemps déplacée, comme, par exemple, la Pierre du Niton, qui sert de repère pour le niveau du lac de Genève et même pour le nivellement de la Suisse entière.

Néanmoins, il n’est pas inutile d'exposer succinctement la façon dont procèdent les hydrographes pour établir le niveau iniüal des plus basses mers.

Dans un coin à l’abri des grosses vagues et cependant bien en communication avec la mer, position dont le choix lui-même exige une certaine habitude de ces opérations, trois ou quatre décimètres au moins au-dessous du niveau présumé des plus basses eaux, on dispose une échelle de marées, pièce de bois verticale, solidement assujettie dans le sol, et peinte de couleurs différentes de décimètre en décimètre. On la repère par rapport à plusieurs points remarquables choisis sur le rivage.

Un homme de service installé à bonne portée de vue de l’échelle, note de quart d'heure en quart d'heure et, si possible, pendant vingt-quatre heures consécutives, la division de l'échelle où affleure le niveau de l’eau. Il observe aussi, plusieurs fois par jour, la direction et la force du vent ainsi que la hauteur barométrique.

Ces données étant acquises pendant le temps le plus long possible, sont reportées sur un papier quadrillé, où les heures sont en abscisses, et les hauteurs d’eau en ordonnées ; on détermine ainsi graphiquement, et d'autant plus exactement que les observations auront été plus prolongées, le niveau des plus basses mers, le niveau moyen de l’eau et les inégalités diurnes de la marée. La comparai-

‘son du graphique connaissant l'heure où un sondage aura

138 OCÉANOGRAPHIE PRATIQUE.

été exécuté, permettra de faire subir la correction conve- :

nable aux cotes de profondeur trouvées.

En outre de ces indications, on ne manquera pas, surtout si on se livre à des opérations sommaires, de noter sur la côte, par comparaison avec un point remarquable aussi permanent que possible, tel qu’une tête de rocher, la limite sur la plage des plus hautes pleines mers, le plus souvent assez facile à reconnaître grâce à une coloration particulière des roches disposée en bande horizontale ou d’après la végétation. Parfois même, l’océanographe se trouvera peu éloigné de la vérité en établissant, pour le jour même de son étude, la différence de niveau entre la plus basse et. la plus haute mer sur la plage. Puis, si les marées sont régulières, après avoir noté en temps les heures de l’étale de pleine mer et de l’étale de basse mer suivante, il emploiera la table de réduction suivante :

1 heure avant ou après l'étale de basse mer 0.1 de la marée totale.

2 —- e 0.25 Le 3 2 == 0.50 2.

Cette réduction fournit la basse mer du jour qui, par l'emploi de l'inégalité demi-mensuelle de hauteur que l'on trouve dans les tables nautiques, est susceptible d’être réduite, d'une manière approchée, en basse mer de syzygie. |

Pour les motifs indiqués précédemment, les marégraphes ne seront pas décrits. Ils consistent essentiellement en un

flotteur subissant les influences des variations du niveau de

l’eau et les inscrivant sur un papier se déroulant régulièrement sous l’action d'un mouvement d’horlogerie. Nous nous bornerons à mentionner les seiches qui se font sentir sur la mer et surtout dans les lacs où, par suite de la faible superficie de ceux-ci, elles possèdent une influence sur la

hauteur de l’eau et le plemyramètre, instrument très simple servant à mesurer ces oscillations de niveau.

Les seiches sont des ondulations fixes qui se manifestent par des changements de niveau s’accomplissant à intervalles de temps réguliers. Elles sont longitudinales ou transversales par rapport à la disposition du lac, uninodales, binodales ou mixtes (1) et elles sont dues aux perturbations atmosphériques, variations de pression, vents verticaux et obliques, orages, cyclones, trombes et secousses de tremblement de terre.

Les seiches s’enregistrent au moyen des limnimètres et mieux des limnographes. Le Dr F.-A. Forel à imaginé dans ce but un instrument excessivement simple, à l’aide duquel on constate l’existence des seiches et on en note le rythme. Le seul inconvénient du plemyramètre est d’'exicer la présence continuelle et l'attention assidue d'un observateur.

Le plemyramètre, qui décèle les variations de niveau les plus faibles d’une masse d’eau, se compose (#g. 45) d'un tube de verre de 7 mm de diamètre et de 30 cm de lon-

Fig, 45.

gueur, raccordé à deux tubes de caoutchouc de mème diamètre. On met le premier en communication avec le lac, le second, plus court, avec un bassin en partie rempli d’eau, de sorte que l’ensemble constitue un siphon. Dans le tube,

(4) Voy. J. Thoulet, Océanographie (dynamique), p. 71.

140 OCÉANOGRAPHIE PRATIQUE.

aux deux extrémités duquel on à inséré deux spirales en fil de laiton, afin de l’empêcher de sortir, on introduit une boulette de cire de dimension convenable pour parcourir sans difficulté de bout en bout le tube et lestée de quelques grains de sable afin de lui donner exactement la densité de l’eau. On amorce le siphon. Si le lac et le bassin possèdent le même niveau, la boulette demeure immobile en un point quelconque du tube horizontal. Dans le cas où le niveau du lac s’abaisse, l'eau passe lentement du bassin dans le lac et la boule va se coller contre la spirale, à l’extrémité du tube regardant le lac. Elle occupe l'extrémité opposée dans le cas contraire. Quelle que soit sa position, . elle y demeure immobile tant que dure, dans le même sens,

le courant de l’eau qui l’entraîne, pour s'éloigner dans le

sens opposé, dès que le courant change de sens, par suite

du niveau du lac s’élevant et envoyant au contraire de l’eau

dans le bassin. Il ne reste plus qu'à noter les instants où

chacun de ces deux phénomènes se produit pour construire un graphique. Cet appareil, en même temps si simple et si

délicat, rendrait encore de plus grands services s’il pouvait

enregistrer, ce qui ne semble pas devoir présenter de

sérieuses difficultés.

K. — Vagues.

Considérations générales. — L'étude des vagues n’a guère été faite, jusqu'à présent, qu'au point de vue théorique, et les quelques auteurs qui se sont occupés d'expériences et de mesures directes à la mer, le commandant Cialdi, l'amiral Paris et son fils, et d’autres, semblent n’avoir pas poussé leurs recherches autant qu’elles auraient pu l'être. Les procédés ordinaires de mesure des éléments des vagues sont d’une précision médiocre, et les trace-vagues n’ont été utilisés qu’au voisinage de la terre alors que les

vagues déjà assez désordonnées à cause de la façon dont elles se combinent lorsqu'elles viennent de deux ou même de trois directions différentes, ce qui est d’ailieurs le cas de beaucoup le plus fréquent, le sont encore davantage par suite de l’exhaussement du fond et des réflexions contre certaines parties des rivages. Il serait indispensable que les vagues fussent étudiées en pleine mer à l’aide d’appareils précis et, si possible, enregistreurs. L'emploi de trace-vagues obligerait, il est vrai, le navire à s'arrêter. Un problème intéressant serait la mesure directe de l’action des vagues sur le fond et la profondeur limite à laquelle cette action se fait sentir. Aimé avait commencé cette étude avec l’ingéniosité de méthode si caractéristique de ses diverses œuvres; malheureusement la mort est venue arrêter des travaux si bien commencés et qu’il serait si désirable de voir reprendre.

Trace-vaques. — En 1867, l'amiral Paris et son fils avaient imaginé un trace-vagues basé sur la diminution très rapide que subit en profondeur le mouvement des vagues. L’insirument se composait d’une perche de 11.60 m, en bois de sapin, lestée de façon à se maintenir droite et sensiblement immobile dans l’eau, dont elle dépassait la surface de 2.50 m environ. Un flotteur de surface porté par les eaux montait et descendait le long de cette tige et son mouvement était indiqué d’abord par les hauteurs différentes atteintes sur la tige graduée en décimètres par des bandes alternantes blanches et noires et ensuite par un style qui l’enregistrait sur une bande de papier enroulée autour d’un tambour installé au sommet de la perche et entrainé régulièrement par un mouvement d'horlogerie.

Le trace-vagues Froude est construit d’après le même principe, mais la perche, de longueur beaucoup moindre, se continue sous l’eau par une longue corde portant une

OCÉANOGRAPHIE PRATIQUE.

ancre formée par un cadre carré en bois de chêne huilé, disposé horizontalement par une patte d'oie et convenablement lesté, sur lequel est tendue de la toile à voile. L'appareil, relié par une fine cordelette à l’embarcation ou au navire afin de n'être pas trop entraîné par le courant, est donc peu encombrant, mais il n'est pas enregistreur. Il est vrai que rien ne semble s'opposer à ce qu'on le munisse (/g. 46) d’un système analogue à celui du trace-vagues Paris.

Éléments des vagues; leur mesure. — Dans toute vague, on distingue (1):

1, La vitesse V ou espace parcouru en une seconde par la crête de cette vague.

La longueur À ou distance comprise entre les crêtes de deux vagues se suivant. On confond souvent la lon-

gueur avec la largeur qui est l’étendue de la crête même de la vague,.

c'est-à-dire la dimension de celle-ci dans la direction perpendiculaire à la direction de la propagation.

3. La période T ou durée en secondes du temps séparant le passage de deux points correspondants appartenant à deux vagues successives, crêtes ou creux, au même point fixe. | :

La hauteur 2h ou distance verticale entre le point le plus haut et le point le plus bas d’une vague.

Fig. 46.

(1) J. Thoulet, Océanographie (dynamique). Baudoin, Paris 1896, p. 5.

. Mesure de la vitesse. — Le bâtiment étant immobile, deux observateurs se placent à une distance connue / qui pourra être, par exemple, la longueur du navire; le premier note le passage de la crête d’une lame devant lui et ensuite le temps # écoulé jusqu'au moment où le second observateur prévient par un signal que la même crête est maintenant arrivée devant lui. On divise alors l’espace par le temps

= = = t Si le bâtiment est en marche avec une vitesse de

V, mètres par seconde, on a évidemment

eV:

On emploie le signe -- lorsque le navire s’avance contre les lames, puisque la vitesse observée de la vague est alors trop faible par suite de l’espace parcouru par le navire lui-même, et le signe — pour le motif inverse, lorsque la lame arrive par la hanche, c’est-à-dire que le navire avance dans le sens même des vagues.

Dans le cas où la quille ferait avec la direction de propagation des lames un angle. qui doit être inférieur à 45° sous peine d'obtenir un résultat inexact, on multiplierait la vitesse trouvée par cos 8,

Ve Ç y.) co 6

Soit, par exemple, un navire marchant avec la lame sous un angle 0 — 20°, possédant une vitesse V,—5 m par seconde (environ 10 nœuds); une vague à mis /—4 secondes à parcourir la longueur /—248 m séparant deux observateurs. La vitesse de cette lame sera :

V—= ( — 5) 0.94— 6.58 m par seconde

144 OCÉANOGRAPHIE PRATIQUE.

On peut encore mesurer directement la vitesse des lames par la ligne de loch. On file le bateau de loch jusqu'à ce que la houache se trouve sur une crête au moment où l'arrière du navire est lui-même sur la crête suivante; on note le temps que met une crête à parcourir la longueur de ligne filée qui représente d’ailleurs la longueur de la vague; la vitesse est le quotient de la division de cette longueur par le temps.

Mesure de la longueur. — Si la longueur est plus petite que le bâtiment, celui-ci étant immobile, deux observateurs s'éloignent l’un de l’autre jusqu’à ce que les crêtes de deux

lames successives passent simultanément devant chacun

d'eux et ils mesurent ensuite la distance qui les sépare.

S1 la longueur est plus grande que le

bâtiment, celui-ci étant immobile, on commence par mesurer la vitesse V, ainsi qu'il vient d’être dit, et on multiplie par la durée de la période T, mesurée comme il sera indiqué plus loin.