CHALEUR. — MÉTÉOROLOGIE

De la cause des vents. (Livre I , Chap. YI).

Vitruve conseille de diriger les rues des villes, de telle sorte qu’elles ne soient pas enfilées par les vents régnants ; il taut donc, quand on veut construire une ville, commencer par établir au centre une rose des vents, dont il sera parlé plus loin ; à ce sujet, il donne la cause de la production des vents et cite l’expérience de l’éolipyle, mais sans parler de son inventeur , qui devait être probablement Gtesibius ou Héron.

Le vent est une espèce d’onde aérienne qui se déplace avec un mouvement violent et incertain. Il prend naissance quand la chaleur agit sur

l’humidité ; l’action impétueuse de cette chaleur en fait sortir le souffle du vent. La vérité de cette assertion est démontrée à l’aide de l’éohpvle d’airain ; on peut ainsi arriver à découvrir une vérité divine relative aux lois cachées des phénomènes du ciel, grâce à des objets dus à l’industrie humaine. Les éolipyles sont des cavités d’airain ayant une très faible ouverture par laquelle on introduit de l’eau. On les place alors près du feu; avant qu’elles ne soient échauffées, il n’en sort aucun souffle; mais dès qu’elles ont commencé à s’échauffer, elles envoient vers le feu un souffle violent. Ainsi un spectacle petit et de très courte durée nous permet de connaître et d’apprécier les causes des phénomènes imposants et grandioses du ciel et la nature des vents.

Vitra ve admettait probablement, comme on le fit jusqu’à la fin du XVIIIme siècle, que la chaleur changeait l’eau en véritable air pendant l’ébullition. L’expérience de l’éolipyle à ce point de vue est bien interprétée ; en outre, on voit que Vitruve avait le sentiment de la méthode expérimentale appliquée à l’explication des phénomènes naturels, et qu’il comprenait comment on pouvait en trouver la cause, à l’aide d’expériences faites sur une petite échelle, mais nettes et précises, dans des conditions analogues à celles qui existent dans la nature.

Rose des vents. (Livre I, Chap. VI).

Certains auteurs , d’après Vitruve, n’admettaient l’existence que de quatre vents, qui sont :

Fig. 15.

le Solanus, Est.

l’Auster, Sud.

le Favonius, Ouest,

le Septentrion, Nord.

Mais en général on en comptait huit, en ajoutant aux précédents:

l’Aquilon, N-E.

l’Eurus, S-E.

l’Africus, S-O. le Caurus, N-O.

Parmi les physiciens qui se sont surtout occupés de cette question, Vitruve cite Andronicus de Cyrrha, auquel on doit certainement l’invention des girouettes, et dont parlent également Varron et Frontin :

Celui-ci fil construire à Athènes une tour de marbre octogone; l’image de chaque vent était reproduite sur la face tournée vers la région dont il souffle. Au-dessus de la tour, il fit placer une pyramide de muibre qu’il surmonta d’un triton d’airain portant dans la main droite une baguette. 11 était disposé de telle sorte que , tournant par l’action du vent, il lui fit face et tint la baguette indicatrice au dessus de l’image du vent soufflant.

On ne peu décrire plus nettement la girouette, telle qu’on la construit encore aujourd’hui, mais faite à Athènes avec plus de luxe qu’on ne le fait habituellement.

Gomme le but de l’étude des vents qu’indique Vitruve, est d’orienter les rues d’une ville en construction de telle sorte que les huit vents principaux ne puissent les enfiler, il donne, avec tous les détails nécessaires, le procédé permettant de tracer la rose des vents au centre de la ville. Il admet seulement, pour chaque vent, un espace de 1/8 de la circonférence de part et d’autre de la ligne principale; ainsi, au septentrion appartient l’angle 1/16 de la circon-' férence de chaque côté du point Nord, ce qui revient, comme tracé, à faire tourner de 1/16 la rose des vents octogonale, habituellement employée.

Voici, du reste, la division de Vitruve :

Il indique auparavant comment , à l’aide du gromon et des ombres égales, on peut déterminer la direction du méridien ou de la ligne N. S. On trace ensuite les huit divisions qui séparent les secteurs de 22° 1/2 appartenant à chaque vent (fig. 15).

La raison pour laquelle Vitruve n’adopte que huit vents principaux est assez singulière; il semble admettre que ces huit vents seuls existent, et que les autres intermédiaires ne sont dus qu’à des oscillations des premiers, non pas en s’appuyant sur l’observation de la stabilité ou dd la

fréquence de quelques-uns d’entre eux, mais à cause de la grandeur de la terre.

Peut-être les personnes, qui connaissent un bien plus grand nombre de noms de vents, s’étonneront-elles, dit-il, que nous n’admettions que huit vents. Mais considérons d’abord qu’Eratostkène de Cjrène, des cours du soleil et des ombres du gromon à l’équinoxe, a déduit d’abord l’inclinaison du ciel, puis par des calculs mathématiques et des méthodes géométriques, a trouvé pour le contour du globe terrestre deux cent cinquante-deux mille stades, ou 31,500,000 pas. On ne devra pas, par suite, s’étonner si un seul vent, en se propageant dans un aussi grand espace, dans ses allées et venues, constitue en réalité, par ses changements, diverses espèces de vents.

Il donne toutefois la nomenclature et les noms des 24 vents adoptés dans la rose des anciens, en ajoutant un vent nouveau à côté des huit désignés plus haut, ou en divisant en trois parties chaque secteur attribué à chacun des vents principaux. Voici la liste et les noms de tous ces divers vents :

Trascias.

Leuco tonus.

Septentrion.

Auster.

Gallicus.

Altanus.

Supernas.

Libotonus.

Aquilon

Africus.

Boreas.

Subvesperus.

Carbas.

Argeste.

Solanus.

Favonius.

Ornithies.

Etésiens.

Eurocircias.

Circus.

Eurus.

Gaurus.

Vulturnus.

Gorus.

A ces vents, Vitruves ajoute encore les brises matinales qui se produisent au lever du soleil, et qui seraient dues à l’action de ce dernier sur l’humidité de Pair.

Pour terminer, Vitruve conseille de tracer les rues des villes, de manière à correspondre aux divisions des huit

vents principaux ; il est douteux que, appliquant ce procédé, on arrive à résoudre le problème que pose Vitruve.

De l'eau de pluie. — Des nuages. — Des sources.

Dans le Livre VIII consacré à l’étude des sources, des

conduites d’eau , Vitruve parle longuement de l’eau de

pluie, et émet des idées justes sur le phénomène général de la circulation de l’eau dans la nature, ne croyant plus comme les premiers philosophes de l’Orient, aux réservoirs d’eau placés au-dessus de la voûte céleste pour fournir des aliments à la pluie. Si toutes les idées relatives à l’évaporation de l’eau, la formation des nuages, leur transformation en pluie ne sont pas justes, n’oublions pas qu’aujourd’hui bien des obscurités existent encore sur ces divers états de l’humidité atmosphérique intermédiaires entre l’état de vapeur et celui de liquide, et les causes qui en amènent la succession. Il y a néanmoins, dans cette partie de l’ouvrage de Vitruve, des observations très bien faites. L’erreur la plus forte provient de l’idée qu’il a sur l’influence réciproque de la vapeur et de l’air ou plutôt de la transformation de l’eau en air par l’action de la chaleur, idée qui résulte de l’expérience faussement interprétée de l’éolipyle, citée plus haut.

Vitruve parle d’abord de la pureté de l’eau de pluie, et de l’origine de cette dernière (chap. II) : ,

L’eau de la pluie, après avoir été recueillie, possède de grandes qualités de salubrité, puisqu’elle provient de toutes les fontaines et se trouve, par suite, formée des parties les plus tenues et les plus subtiles; purifiée ensuite par le mouvement de l’air, et liquéfiée parles tempêtes, elle retourne à la terre.

Les pluies ne tombent pas aussi abondamment dans les plaines que sur les montagnes ou près des montagnes ; en effet, les humeurs enlevées à la terre par le soleil dès le matin, quand elles se sont élevées, dans quelque partie du ciel qu’elles soient transportées, poussent l’air ; ensuite, une fois

en mouvement à cause du vide qu’elles font derrière elles, elles reçoivent le choc des ondes d’air qui s’j précipitent. Cet air quise précipite ainsi, frappant de tous côtés cette humeur placée au devant de lui , augmente les souffles , l’impétuosité et les ondes des vents. Ces vents ensuite enlèvent partout les humeurs des fontaines, des fleuves, des marais, de la mer sous forme de masses arrondies. Celles-ci sont rassemblées par la chaleur du soleil, et soulevées sous forme de nuages à de grandes hauteurs ; ces nuages se déplaçant avec les ondes aériennes, quand ils parviennent jusqu’aux montagnes, par suite du choc qu’ils subissent et des tempêtes, à cause de leur plénitude et de leur gravité, se dispersent en se liquifiant et en se répandant à la surface de la terre.

Cette théorie repose sur certains faits exacts et renferme également quelques aperçus assez justes mêlés à des idées erronées. Le fait de l’évaporation produite par le soleil, dès qu’il est levé, repose évidemment sur la dissipation du brouillard qui accompagne la chute de la rosée dès les premières heures du jour. Vitruve, se fondant sur la théorie des vents qu’il a donnée précédemment et justifiée par l’expérience de l’éolypile, y voit la cause de la production du vent ; du moins, en reconnaît-il l’origine première dans l’échauffement produit par le soleil. C’est donc cette première évaporation de l’eau des sources par l’action solaire, qui met l’air en mouvement et engendre le vent. Vitruve paraît attribuer aux nuages, une masse et une consistance correspondant à leur apparence. Ces nuages sont mis en mouvement par le vent, et contribuent à en augmenter la violence par le vide qu’ils laissent derrière eux. Cette théorie est la même que celle que proposait Aristote pour expliquer l’accélération de la chute des corps pesants, qui a été adoptée jusqu’aux remarquables découvertes de Galilée sur ce point capital de la physique ; les corps en tombant faisaient le vide derrière eux, et c’était l’air, en s’y précipitant, qui poussait le corps ; on oubliait, il est vrai, la condensation antérieure qui avait évidemment la même intensité que la raréfaction postérieure. Enfin , Vitruve admet, ce qui est juste, une nouvelle évaporation plus intense produite par le vent et le transport des nuages

soulevés par l’action du soleil. Le fait de la plus grande abondance de la pluie sur les montagnes, est également parfaitement exact; mais Vitruve ne voit pas que cela est dù à l’élévation continuelle des nuages à mesure qu’ils avancent dans des régions à plus grande altitude , et au froid plus considérable qui y règne.

Vitruve ne trouvant pas probablement ses explications très claires, revient encore plus loin sur ce sujet; mais ce qu’il tient surtout à bien établir, c’est que l’origine de la pluie est toute terrestre, et qu’elle provient de l’évaporation dûe à l’action des vents et surtout du soleil, comme il le démontre d’une manière péremptoire par la comparaison avec ce qui produit dans les salles de bain. Sans qu’il puisse en rendre compte, il comprend parfaitement que la cause de la production des vents est la variation des températures amenée par la présence ou l’absence du soleil au-dessus de l’horizon.

Ce qui démontre, dit-il, que la vapeur, les nuages, l’humidité (1) naissent de la terre, c’est que celle-ci renferme en son sein des chaleurs brûlantes, des souffles puissants, et une grande quantité d’eau. Quand il y a refroidissement pendant la nuit, les souffles des vents prennent naissance au milieu des ténèbres; les nuages s’élèvent des lieux humides; le soleil, dès son lever, frappe la terre de l’ardeur de ses rayons ; l’air, échauffé par le soleil, enlève à la terre son humidité avec la rosée.

On peut à ce sujet citer l’exemple des bains ; les chambres qui servent d’étuve, ne peuvent évidemment avoir de fontaines au-dessus d’elles ; mais l’atmosphère qu’elles renferment, échauffée fortement par l’air brûlant (vapor ignis) qui sort des bouches des foyers, enlève l’eau qui recouvre le pavé et l’emporte avec lui contre les voûtes de chambres et l’y soutient; c’est pourquoi , cette vapeur échauffée se précipite vers le haut, et tout d’abord ne retombe pas à cause de sa légèreté ; mais à mesure que l’humidité s’y accumule, elle ne peut plus s’y soutenir à cause de son poids, et elle retombe en gouttes sur la tête des baigneurs. Par la même raison, l’air du ciel, ayant reçu la chaleur du soleil, aspire et enlève l’humidité de toutes

(1) C'est le mot humores qui est traduit par le mot humidité; l’idée de Vitruve n’est peut-être pas bien rendue ; mais le mot humeurs ne pourrait être employé dans ce sens en français.

les localités, et la rassemble sous forme de nuages. Ainsi la terre, par l’action de la chaleur, rejette son humidité, comme le corps de l’homme par l’effet de la chaleur, émet de la sueur.

Le fait de l’évaporation est très bien observé et parfaitement juste ; restait à y ajouter le fait de la condensation, par suite du refroidissement dans les régions supérieures de l’atmosphère et contre la voûte des salles de bain. La comparaison de l’évaporation et de la formation de la sueur est au moins originale.

A l’appui de l’origine terrestse des météores aqueux de l’atmosphère Yitruve cite le fait de l’humidité différente des divers vents.

Les vents qui ont pris naissance dans les parties très froides, le Septentrion et l’Aquilon, envoient dans l’air des souffles peu denses par suite de leur sécheresse; l’A.uster et ceux qui proviennent des régions voisines du soleil, sont très humides et toujours amènent de la pluie ; ils viennent en effet des régions chaudes, enlèvent à la terre l’humidité dont elle est imprégnée et la transportent dans les régions septentrionales.