VII. LA ORANDELH APPARENTE DES M0NTA(;NES DE LA CÔTE OPPOSÉE

Dans l'hiver de 1887-88, j'ai été frappé d'un lait qui n'avait pas encore à ma connaissance, été signalé. Les montagnes de la Savoie et des Alpes vaudoises qui, vues de Morges, déploient leur splendide amphithéâtre de l'autre côté du lac, me paraissent plus hautes en hiver qu'en été. J'ai vérifié cette impression depuis lors, et je la confirme avec certitude. Une telle observation ne peut être faite que sur ini paysage bien connu, assez attrayant, assez intéressant pour appeler fréquemment le regard. Je ne sache pas qu'elle ait été répétée ailleurs.

En revanche, il est une observation (jui a été faite partout et souvent, c'est la différence considérable que nous faisons dans l'évaluation de la distance de la côte opposée et des montagnes qui la surmontent, suivant le degré de limpidité de l'air. Cette différence d'appréciation de la distance ne se ti'aduit jamais en différence d'appréciation de la hauteur et c'est là ime anomalie que nous devons tout d'abord discuter.

Quand l'atmosphère est transparente, quand noti'e vallée est remplie de cet air privé de poussières, parce f(u'il a été lavé par la pluie, ou chez nous ou dans les pays qu'il a traversés auparavant, comme l'a fort bien expliqué J.-L. Soret ('), quand les forêts et les rochers des Alpes m'apparaissent nets, distincts, fortement ombrés, à contours tranchés et durs. j"ai l'impression que les montagnes sont rapprochées; quand, au conlraire, la brume aérienne, le haze des Anglais, atténue les reliefs, adoucit les tons et étend son voile de gaze sur les monts de la côte opposée, j'ai l'impression rpie ceux-ci sont éloignés. L'évaluation imaginaii-e de la distance d'un même point peut varier ainsi, peutêtre, du simple au double. Mais je ne pense jamais à dire (jue la hauteur des montagnes me semble vai-ier' en même temps, que dans le

(') Arcliives de (ienève, XI, hri, :',-2'i, 18S1

pfpinier cas les montagnes me par-aissent peu élevées, que dans le deuxième cas elles me paraissent énormes. Et cependant l'angle visuel i-estant le même, du moment que je fais des appréciations différentes de leur distance, il semblerait que je devrais les traduire en appréciations différentes de leur hauteur réelle.

f]t je ne suis pas le seul à avoir cette impression, .larnais je n'ai entendu personne pai-lei- de variations dans Tappréciation de la grandeui- des montagnes suivant la limpidité de l'air; tous les observateurs que j'ai consultés sui- ce point sont d'accoi'd avec moi pour ne penser en pareil cas qu'à des variations dans l'appréciation de la distance.

Il faut explitiiier cette anomalie. Tandis (|uo. dans la vie journalière, nous traduisons normalement, en appréciation de la grandeur, l'angle visuel d'un objet combiné avec sa distance apparente, il est étrange, en efTet, que dans ce cas spécial, nous ne nous occupions que de l'appréciation de la distance et point du tout de celle de la grandeur. Voici l'interprétation que j'en propose :

Ce ne serait que pour les objets rapprocliés, de dimensions commensurables avec les corps (|ui nous entourent, (|ue nous utiliserions instinctivement le procédé géométrique qui nous fait construire mentalement le ti'iangle rectangle dont nous connaissons un angle et un côté, et dont nous pouvons cnilculer l'autre côté. Poui- les objets de grainle taille ou très éloigjiés, pour les montagnes, nous en évaluons la grandeur par tm autre procédé; nous en étudions la végétation arborescente ou herbacée, nous cherchons si leur sommet est enneigé par les frimas de l'hivei-, ou s'il est i-evètii du manteau d(\s glaces éternelles. Bi'ef, poui' l'appréciation de la hauteur d'une montagne, nous mettons en jeu l'obsei'vation du natuialiste plutôt que la trigonométrie du mathématieien.

Cela étant, si la montagne nous .semble près ou si elle nous semble loin, c'est ce point seul qui nous attire. Nous ne nous occupons pas de la question de hauteur; nous ne nous attaehons (|u'à la distance; nous ne faisons pas pour la montagne la constructiou géométricpic (pii nous intéresse immédiatement quand inuis regardons un houunc. un arbre ou une maison ; et f|uoique la (|iicslioM de liaiilciir sdil [loiir une montagne la première (|iii se présente à iiolic espiil. neusia ri'servons à ime autre élude |)()ur la(|iielle les variaiions de la dislance n'ont rien à faire.

(il'.ANDIXH AIM'AlU'.N'ri'; DKS MONTAGNES 560

Seiciit-ce à un raisonnement inslinctif de cet ovdve ([iie nous [xnnlions attribuer la (lillei'ence de hauteur appai-ente fjue je constate chez les montagnes de la côte opposée à Morges, suivant que je les regarde en été ou en hivei'? Kn été, les pi'emières chaînes du grand cirque des Alpes sont dégarnies de neige; seules. (|uel(|ues cimes, le Mont-Blanc, le Weisshoi:n, les Diablerets. l'Oldenhorn gai'dent leui- linceul des glaces qui ne fondent jamais ; aucun doute n'est possible sur le peu de hauteur relative des Alpes antérieures, des Préalpes qui bordent le lac ('). En hiver, au ("ontraire, leur parure de neige leur donne un air de grandes Alpes, et un spectateur novice leur attribuerait facilement des altitudes tout-à-fait abusives.

Si j'étais un toiniste étranger contemplant pour la piemière fois ces paysages, je pom-rais être trompé par le spectacle, et mon erreur suffil'ait à expliquer l'illusion de grandeur qui nous occupe. Mais tel n'est pas le cas. Le paysage m'est assez familier pour que chaque détail en soit buriné dans ma mémoii'e. Dès ma première enfance, je l'ai contemplé et admiré sous tous ses aspects, pai- tous les temps, dans toutes les saisons ; je l'ai souvent dessiné et je puis dire que ses moindres accidents sont fidèlement inscrits dans mon o'il. Je connais la hauteiui-elative de chaque cime, et si j'en vois une enneigée par luîe giboulée locale d'un hiver trop hàtif, je ne pense aucunement à attribuer à cette montagne une hauteur excessive ; je traduis cette anomalie du tableau en y cherchant une anomalie des faits météorologiques.

Je ne me trompe donc pas en écartant cette interpi-étation du phénomène.

(') Cependant! Voici ce qu'on raconte, au coin du feu, à Morges. Feu A. B. promenait sur les quais un sien ami venu de France. Le Mont-Blanc resplendissait dans l'encadrement majestueux que l'érosion de la Drance du Chablais lui a découpé entre le Billiat et l'Ouzon. Tous deux l'admiraient. — « Mais » s'écria le Parisien « vous m'en contez belle avec votre Mont-Blanc. Je sais bien qu'il est la plus haute montagne d'Europe, et cette cime-là est bien plus élevée que votre prétendu Mont-Blanc. » (En effet, la Dent d'Oche qu'il montrait, avec ses 2-2"i~y", distante de Morges de 25^"^ sous-tend au-dessus du lac un angle de 4»18', tandis que le Mont-Blanc, haut de 4810>", mais distant de 80*^'", n'apparaît que sous un angle de 3°8'.) — '■ Mais ne voyez-vous pas, répondait A. B., que cette Dent d'Oche est plus rapprochée de nous, et qu'elle ne porte pas de neiges. » — « Vous êtes un farceur. .J'ai des yeux et je vois que voti-e soi-disant Dent d'Oche est plus haute que votre prétendu Mont-Blanc... ■> Et les deux amis se regardèrent longtemps de travers. Chacun se demandait si son interlocuteur n'avait pas, par hasard, voulu le mystifier. Et, dit-on, ils se séparèrent sans que cette question préjudicielle eût été résolue.

J'avais pensé à l'aii'e iiilcrxciiii-, eoimne explication, rilliisioii de grossissement que nous avons décrite à propos des objets flottants sur Tonde. Je doute cependant de la justesse d'un tel l'approchement, car la distance des montagnes est poui- nous bien connue, et nous ne faisons aucune encui' sur leur ('Idignement. Les seides illusions que nous subissions à leur égard sont celles qui sont causées pai- la plus ou moins grande limpidité de l'air; et encore ne sont-ce pas de véritables illusions; elles n'amènent jamais une ei'reiu' dans notre appréciation.

J'attribue simplement la dilTérence d'impression de hauteur que me l'ont les mêmes montagnes de la côte opposée aux réfractions diflerentes de l'été à l'hiver.

Pendant l'hiver, ce sont les rélractions(reauchaude(|ui régnent presque en permanence: l'hoii/on apparent est abaissé et le l'ideau formé par la côte opposée ou csl (rautant sui'élevé. Pendant l'été, au contraire, nous avons généralement les rélVaclious dVau Iroidc; le plan de l'horizon est .soulevé, le lac parait concave, et le bas de la côte opposée étant relevé sans que le sommet de la montagne le soit dans les mêmes proportions, la montagne semble diminuée en hauteur.

Ce n'est pas ti-ès apparent poui' les hautes montagnes qui sous-tendent des angles de 3 à 4 degrés; les quelques minutes de degré ([u'ajoutent ou que i-etranchent les i-élVactions opposées ne représentent qu'une fraelion uiiiiiinc de la gi'audour totale. Mais sur des terres basses, comme l'csl pour le Morgien la C(")te de Savoie qui s'étend de Coudrée à Yvoire, (4 loriue comme un cap de un demi degi'é à peine de hauteur, il en est autrement. Suivant ijuc les rélractions d'hivei' en augmentent l'épaisseur, ou que les l'éfractions d'été l'aplatissent, la diflérence est propoi'tionnellenient assez forte, nous avons vu qu'elle peut éti'e de '/* c1<? degré, pour (|ue je puisse la constater sans hésitation et conlirmer sur ce point la justesse de mou explication.

La variation de hauteur des eaux du lac contribue aussi à cette illusion. En été. le lac est plus élevé (|u'en hiver, et ffuand je stationne sur le même quai, mon (eil est, au leuij)s des hautes eaux, plus rapproché dé la nappe aqueuse. Le cercle de l'hoi'izon est alors, indépendamment de toute réfraction, plus rapproché de moi, et la tangente à ce cercle atteint la côte opposée en un point plus élevé ; je vois de cette côte une moindre hauteur en été (|u'eu hiver. Le calcul me monti'O que cette action est peu importante. Poiu- une différence de hauteur d'nn mètre d'eau, à 30'*'" de distance, suivant que mon d'il est à 2'" ou à 3™

GHANKKUM APl'ARKNTI': DES MONTAGNES 571

aii-ilessiis (lu lac, la liauieur de la côte nias(iiicc eii plus ou en moins n'est que de 4.3'", ce qui donne une différence anguiaii-e plus faible ((u'une minute de degré. Cette action est donc bien plus faible que celle des céfractions, mais comme elle agit dans le même sens qu'elles, elle doit s'additionner à leur ellet, et aider au phénomène, peu apparent du reste, que je signale.

Je conclus. La grandeur apparente des montagnes île la côte opposée est plus grande en hiver qu'en été. Cette différence est due essentiellement aux réfractions des rayons lumineux à la surface de l'eau ; accessoirement à la différence de liauteui- d'eau dans les divei-ses saisons.

XEUVIKAIi: PARTIE

ÀCOUSTIOUE

Vitesse de la transmission du !<on dans l'eau.

La questiûii de la piopagalioii tlii sou (kiiis Teau douce a été étudiée expérimentalement, poiii- la première t'ois, dans le lac Léman, pai- Daniel Golladon, de Genève, en 1826, à l'occasion des recherches sui- la compression des liquides que ce physicien faisait en collaboration avec Ch. Sturm ('). Voici comment l'expérience fut instituée. Deux bateaux étaient anci'és à 200'" de la l'ive, l'un devant Rolle, l'autre devant ïhonon, séparés l'un de l'autre par une distance de 13487'", A l'un de ces bateaux était suspejidue, à 1.5'" de profondeur sous l'eau, inie cloche de bronze pesant (iô'^^ ; un uiai'le;iii était articulé de manière à frapper la cloche et à produire ainsi un son net et unique. En même temps une lance à feu fixée au manche du marteau allumait une masse de poudre et déterminait un éclair (|ui coïncidait exactement à l'instant du coup sur la cloche. Dans fautie station le bateau portait un cornet acousticjue consistant en un tube en fer-blanc de 5'" de long terminé par un pavillon ovidaire de 20''"'% fermé lui-même par une léuillo de rcr-hlniic veilicale. (le lulic i)l('iii d'air s"appli(|uait, par

0) Mémoire sur la compression des li([iu<los par MM. l). Colladon et C. Slunn. Mémoires dos savants étrangers à l'Académie dos sciences de Paris. Tonu^ V. Paris, 1H:J7, p. 68 sq.

VITESSE DE LA TRANSMISSION DU SON DANS L'eAU 573

son extrémité siipéiioure terminée en pointe, (lans Toreille de l'observateiii-, la plaque veiticale du pavillon étant dirigée dans la direction d'où devait venir le son, et le bruit de la cloche frappée à distance parvenait avec une netteté extraordinaire à l'oreille.

L'expérience se faisait de nuit, de telle manière que l'observateur miuji du cornet acoustique pût voir la lueur de l'éclair (la courbure de la terre ne lui permettait pas de voir la flamme même de la poudre en combustion), il notait l'instant de l'explosion coïncidant avec l'instant de la production du son, et notait l'instant de la perception du son en moyenne 9.4 secondes après. D'après ces expériences, la vitesse de la transmission dans l'eau est de'1435 mètres par seconde, vitesse àpeu près 4 fois plus rapide que celle du son dans l'air qui n'est que de 341m.

Une seconde série d'expériences (i) a été faite par la même méthode en août 1841 par D. (lolladon, assisté par Muller, professeur à Nyon, entre Pi-omenthoux et Grandvaux, près CuUy, et même entre Promenthoux et Chillon. Ces expériences n'ont pu servir à déterminer la vitesse de la transmission dans l'eau, les observateurs n'étant pas arrivés à apercevoir la lueur produite pai- la combustion d'une livre de poudre brûlée à chaque essai ; mais la perception très nette du coup à 36 et 51''»! de distance montre l'excellence de la propagation du son dans l'eau.

(Jlolladon a fait à cette occasion une foule d'obsei'vations très intéressantes qui montrent entr'autres, à l'aide d'im cornet liydroacoustique, que les vibrations peuvent persister assez longtemps dans l'eau, que l'on peut reconnaître le timbre des bruits, distinguer par exemple le bruit des chaînes d'une barque dont on lève les ancres à 3 ou 4'^m de distance, que malgré l'interposition d'un promontoire, le son peut encore très bien èti-e perçu dans l'eau, etc., etc.

Trans)nis>^ion du sort dans Vair à la surface du lac.

L'audibilité des ondes sonores à distance est très variable d'un jour à l'autre ; c'est ce que chacim a pu constater. Ces diflérences ne s'étudient nulle part mieux qu'à la suiTace d'une nappe d'eau oii aucun obstacle solide ne s'oppose à la propagation du son.

(1) Dan. Colladon. Expériences relatives à la production et à la transmission du son dans l'eau. Bibliothèque universelle de Genève, août 1841.

574 AC.OUSTIQUK

Parfois les sons s'entendent de loit loin; parfois l'atmosphère est comme sourde, et l'oreille ne perçoit aucun bruit. Dans les mêmes conditions apparentes de grand calme de l'air, nous entendons de Morges chaque roulement (Fini lambour qu'on frappe à Thonon, à -14km de distance, nous sommes étoimés par les coups de palettes des roues d'un pyroscaphe. qui traverse le lac d'Evian à Ouchy à 8'"" d'éloignement. ou uous sonuues réjouis j)ar le caquet des lavandières qui s'ébattent en lavant leur linge sur la côte de Préverenges à 2500"i de nous ; — ou bien nous n'entendons rien, le bateau à vapeur qui passe à quelque cent mètres est comme muet, et si nous sommes à un kilomètre ou deux eu plein lac, les cloches qui sonnent à toute volée sont à peine perçues.

Les conditions cpii peuvent faciliter la pi'opagation du son dans l'air ou y mettre obstacle sont nombreuses : agitation de l'air, brouillards et nuages, stratiiication de l'air suivant son humidité ou sa chaleur, inégale distribution de la chaleur et de l'humidité.

Je n'ose pas essayer de discuter les observations personnelles assez nombi-euses que je possède sur ce sujet ; elles sont encore trop mal ordonnées poiu-quejepuisseespérerentireirien d'utile. Quant à la théoiie de ces phénomènes de transparence et d'opacité sonore, elle se trouve dans les manuels et traités spéciaux : j'y renvoie le lecteur.