CHAPITRE XI

A surface d’un liquide en repos dans un vase est parfaitement L plane et de niveau. Abstraction faite de la courbure de la terre, il en est souvent ainsi dans un lac, surtout s’il est peu étendu, et quelquefois même en mer. La masse d’eau de l'océan est recouverte par la masse aérienne de l’atmosphère. Si l’une et l’autre sont en repos, la surface de l’eau est plane. Aussitôt que l'air se met en mouvement, comme il exerce une adhérence avec l’eau, il entraîne dans le sens de sa progression, une mince pellicule de liquide, la chasse devant lui et lui donne la forme d’un bourrelet en demi-lune, présentant sa concavité au vent, plus élevé en son milieu qu’à chacune de ses pointes et assez analogue aux dunes barchanes produites sur un autre fluide, le sable, à la surface de ces autres océans qui sont les déserts. Le vent continuant à faire sentir son action, chacune de ces dunes liquides minuscules se réunit à ses voisines et l’ensemble constitue bientôt une sorte de rouleau ou volute qui progresse dans le sens du vent, semble continucllement monter et descendre par rapport à un même point fixe et qui, grande ou petite, sur un lac ou sur l’océan, est une vague.

L'étude systématique des vagues a été commencée au début du xvin° siècle par Marsigli qui mesura leur hauteur dans diverses conditions, chercha à se rendre compte de l’action exercée par le voisinage du fond en pente douce ou abrupte, évalua leur vitesse en la comparant à celle du vent qui les pousse et attira l'attention sur leurs interférences. Franklin, vers 1772, reprit ce travail et fit

une partie de ses observations sur la pièce d’eau des Suisses à Versailles. Depuis lui, l'étude mathématique des vagues a été l’objet d’une quantité considérable de mémoires dus à d’éminents savants. Leur étude expérimentale théorique a été exécutée de la façon la plus simple et en même temps la plus nette, en 1825, par les frères Weber, les observations directes et systématiques à la mer par ceux dont le nom a été illustré par tant de découvertes en océanographie, Marsigli et plus tard Aimé. Grâce à tous ces efforts, la théorie des vagues est devenue simple. Dès qu’on la connaît, comme pour tous les autres phénomènes naturels, on a acquis les éléments du problème qu’on pourra dès lors essayer de résoudre dans chaque cas particulier, lorsque la complication n’en sera pas trop grande. Malheureusement trop souvent, on sera forcé d’avouer son impuissance; la connaissance des éléments du problème fera du moins savoir les motifs de cette impuissance. La plus claire des certitudes que donne la science à l’esprit humain aux prises avec linfinie complexité des phénomènes de l’infinie nature est de lui faire savoir pourquoi il ne sait pas.

Accoudé sur le bastingage d’un navire, dans les mers tropicales, lorsque par temps de calme plat, sur le bâtiment immobile dont les voiles retombent inertes le long des mâts, le navigateur considère la mer, il la voit à intervalles de temps réguliers, monter et descendre en immenses colonnes horizontales. Semblable à un être humain qui respire, la vaste poitrine de l’océan se gonfle et s’abaisse tour à tour. C’est la houle dont les ondulations paraissent se poursuivre les unes les autres bien que, par une étrange contradiction, un objet léger jeté par-dessus bord et flottant à la surface, reste sensiblement à la même place, oscillant pendant des heures entières d’un mouvement pendulaire. La houle est le moument le plus simple que prenne la vague et, pour ce motif, il convient de l’examiner tout d’abord.

On distingue dans ces ondulations plusieurs caractéristiques. La vitesse, c’est-à-dire l’espace en apparence parcouru par chaque ondulation pendant l’unité de temps ; la longueur ou distance comprise entre les crêtes de deux ondulations se suivant, la largeur

qui est l'étendue de la crête de chaque ondulation dans la direction perpendiculaire au sens du mouvement ; la période, durée séparant le passage devant le même point fixe de deux points correspondants appartenant à deux ondulations successives, enfin la hauteur, distance verticale comprise entre le point le plus bas et le point le plus haut d’une même ondulation. Ces éléments doivent d'abord être mesurés avec autant de précision que possible et, selon la méthode générale, être ensuite repris par l’analyse et par la synthèse afin d’être connus isolément. On les étudie alors de nouveau dans la nature afin d'obtenir la vérification des lois découvertes analytiquement et synthétiquement et d’essayer d'apprécier l'influence réciproque des divers éléments dans le phénomène total.

Pour avoir la vitesse d’une vague, un observateur à bord d’un navire immobile mesure une longueur sur le pont et, muni d’une montre à secondes, note le temps que met un même point de la vague, la crête par exemple, à parcourir cet espace. Si le bâtiment est en marche, correction additive ou soustractive est faite selon la vitesse du bâtiment et l’angle compris entre la quille et le sens de la progression des vagues. Ces corrections ne présentent aucune difficulté.

La période s’évalue d’une manière analogue; l'observateur reste immobile et note sur une montre à secondes, la durée séparant le passage devant lui de deux crêtes successives. Comme précédemment, correction sera faite de la vitesse propre du bâtiment et de la direction suivie par lui par rapport à celle de propagation des vagues.

On mesure la longueur avec la ligne de loch qu’on laisse filer jusqu’à ce que la houache et l’observateur, à l’extrême arrière du bâtiment, se trouvent l’une et l’autre sur la crête de deux lames se suivant. La largeur des lames ne peut que s’apprécier à l'œil; du reste, des cinq caractéristiques, elle est celle qui offre le moins d'intérêt.

La hauteur est, au contraire, fort importante à connaître et en même temps assez incommode à mesurer. La méthode la plus simple consiste à s'élever dans la mâture jusqu’à ce qu’on puisse,

le navire étant au plus bas du creux, faire coïncider la crête de la lame avec l'horizon. On mesure alors la distance verticale égale comprise entre l’œil et la ligne de flottaison. Si deux bâtiments voguent de conserve, on peut encore, de l’un d’eux, repérerde niveau des lames sur la mâture du second. Rien n’empêcherait de se servir aussi du trace-vagues qui sera ultérieurement déerit ; on a essayé sans succès d'employer un baromètre anéroïde très sensible.

Ces mesures sont, le plus souvent, entachées d’une foule d’erreurs. Sur mer, il est rare qu'il n'existe, au même moment, qu’un unique système de vagues; il y en a deux et parfois davantage qu’apprécie l’œil exercé du marin et qui communiquent au bâtiment un mouvement complexe de roulis et de tangage rendant assez difficile l’évaluation, même approchée, des éléments d’un système unique. On a peine à se faire une idée de la complexité de ces mouvements. Pour les figurer, on a suspendu au plafond, par un fil, dans l’axe du navire, un crayon chargé d’un poids suivant toutes les oscillations et en traçant la courbe sur une feuille de papier. Cette courbe est extrêment compliquée. Bien mieux, elle ne représente même pas les vrais mouvements du navire car l’inertie du poids indispensable pour charger le crayon et le transformer en pendule, exagère leur amplitude et modifie la courbe. Tous les appareils, mesureurs de roulis, mesureurs de tangage, basés sur le principe du pendule, devraient être fabriqués au moyen d’un pendule sans pesanteur, un rayon lumineux, par exemple. Des études intéressantes seraient à entreprendre dans cette direction.

La hauteur d’une vagueest tout particulièrement difficile à apprécier. On l'estime toujours au-dessus de sa valeur réelle et, sans parler des poètes, gens excessifs par tempérament et par métier, il n'est guère de passager qui échappe à l'illusion et qui, après avoir subi le moindre mauvais temps, ne parle ensuite des vagues « hautes comme des montagnes » qui secouaient le bateau qui le portait. Ce qui prête surtout à l’erreur, c’est que le navire descendant dans le creux d’une vague et l’observateur fixant du regard,

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devant lui la crête, évalue la hauteur par l’angle compris entre le rayon visuel dirigé de son œil à la crête et le plan du pont du navire qu'il suppose instinctivement horizontal. Or il est loin d’en être ainsi. Le pont est incliné puisque le navire descend la pente et l'angle très augmenté exagère démesurément l’évaluation.

Un grand nombre d’observateurs ont mesuré des vagues sur tous les océans et en particulier le lieutenant de vaisseau Paris. Il en a figuré des coupes qui surprennent tant la hauteur paraît faible et la longueur considérable. On n’aurait jamais pensé, même par sérieux mauvais temps, que la surface d’une mer aussi terrible fût en réalité aussi plate. Le Challenger n’a trouvé qu’une seule fois pendant ses trois années de croisière, des vagues de 7 mètres ; la Novara en a eu de 9 mètres et une fois de 11 mètres dans l’océan Indien ; les vagues de la mer du Nord ont rarement 4 mètres et celle de la Baltique 3 mètres. La longueur a été mesurée de 19 mètres pour une hauteur de 3,2 m. ce qui donne le rapport de 25 à L; on a reconnu des longueurs comprises entre 300 et 400 mètres avec des hauteurs de 10 à 41 mètres. La vitesse varie entre 11 et 12 m.5 par seconde soit 21 à 24 milles à l'heure. On se représentera mieux cette vitesse en se rappelant que 47 milles à l'heure c’est-à-dire 24 mètres par seconde correspondent à 87 kilomètres, vitesse d’un train express. En comparant la vitesse des vagues avec celle du vent, on a prétendu que ce dernier marchede 1 1/3 à 1/2 fois plus vite queles vagues qu’il pousse. Ce dernier point mériterait d’être mieux élucidé et il importe à la navigation puisqu'il permettrait d'évaluer d'avance, pour une région plus ou moins distante de celle où l’on se trouve et vers laquelle, peut-être, on se dirige, l’état probable de la mer, la force et la direction du vent. La question est l’une des rares susceptibles d’être étudiées à bord d’un navire en marche directe et rapide, comme un paquebot et il est à souhaiter qu’elle tente la curiosité d’un officier ou d'un médecin de marine ayant des loisirs à y consacrer. Les parages où se rencontrent les vagues les plus fortes et les plus régulières sont l'océan Antarctique, au sud du cap Horn et du cap de Bonne-Espérance. Toutes les conditions sont favorables : un

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violent vent d'ouest y souffle d’une façon continue et aucune terre, aucune île n’en atténue la force ou ne brise les énormes vagues soulevées sur un espace en quelque sorte sans fin puisqu'il fait le tour entier du globe.

La plus simple manière d’étudier expérimentalement le mouvement des vagues consiste à se servir d’une auge à ondulations. Cependant remarquons qu’il s’agit d'étudier non pas la vague mais , l’'ondulation de houle. La langue française est pauvre en termes

concernant la mer. Le pays n’a pas encore l’âme maritime et la langue est une fois de plus l’image de l’âme de la nation. Le français maritime abonde en équivoques. Combien de fois confondon un haut-fond et un bas-fond ; il n'existe pas d’adjectif comme en anglais ou en allemand pour signifier une eau peu profonde et lon est obligé d'employer une périphrase pour la désigner ; vases et boues sont synonymes ; on possède à peine des termes pour qualifier les divers accidents du relief sous-marin. On ne manquerait pas d’autres exemples. Le mot « vague » désigne à tort « l’ondulation », car les deux termes ont des significations très différentes ; la lame désigne indifféremment la vague et l’ondulation de houle. En réalité, la houle est une ondulation sans progression horizontale et la vague ou mieux vague forcée est une ondulation avec progression horizontale.

L’auge destinée à étudier les ondulations a été inventée par les frères Weber qui, dans un ouvrage excellent, aussi peu connu qu'il mériterait de l'être et digne de servir de modèle, ont su traiter simplement, clairement, en ne faisant guère appel qu’au bon sens, aux yeux et à des appareils élémentaires, les phénomènes si compliqués des vagues. Leurs travaux exécutés avant 1825, date de la publication de leur livre, devraient être repris non quant à leur fond ni à leur forme, mais en y appliquant les ressources d’un art ignoré de leur temps, la photographie instantanée.

L’auge consiste en deux lames de glaces verticales, parallèles, et à 2 ou 3 centimètres de distance l’une de l’autre, mastiquées dans un bâtis en bois. On remplit l'intervalle compris entre les deux glaces avec de l’eau ou tout autre liquide ; on y excite des