de longueur et 35'"'" de profondeur
Seiches du port de Morges 2-2.5
Seiches du lac à Morges 264
Seiches du lac à Genève 1590
La durée des oscillations était suftisamment proportionnelle à la grandeur du bassin dans lequel l'eau oscillait.
Les lois et faits d'expérience répondaient si bien aux phénomènes observés dans la nature que je n'hésitai plus à énoncer l'hypothèse que les seiches sont des vagues d'oscillation fixe ou vagues de balancement-; que l'eau balance d'un bout à l'autre du lac comme elle balance d'un côté à l'auti-e d'une cuvette ou d'un verre à boire; que les seiches rapides de Morges sont des vagues de balancement établies suivant le diamètre transversal du lac, que les seiches plus lentes de Genève oscillent suivant le diamètre longitudinal.
Comme preuve expérimentale, je demandais la constatation de la durée des seiclies à l'extrémité orientale du lac, à l'autre extrémité du diamètre longitudinal de Genève; les seiches devaient y avoir la même durée qu'à Genève.
Cet experimentiim crncis, je l'ai obtenu en 1873 en allant chercher à Veytaux près Chillon le rythme des seiches. A l'aide d'un appa-
ment de l'eau du poii, des seiches du poii de Morges, analogues à celles du lac, mais diminuées et rapetissées en raison des dimensions minimes du bassin.
Ces seiches du port de Morges sont de hauteur si faible, '2 à ii'""' au plus, qu'elles ne sont manifestes que lorsqu'elles viennent battre sur une plage très peu inclinée.
Quant à l'origine de ces vagues de balancement du port, je les attribue à deux causes ditlérentes :
a) Au vent. Les observations que j'ai citées ont toutes été faites alors qu'un vent peu violent agitait légèrement l'atmosphère et causait des changements irréguliers de pression sur les différentes parties du bassin.
bi A la vague puissante que les bateaux à vapeur refoulent devant eux, et font engoutl'rer brutalement par les entrées du port: dans ce cas, les seiches du port ont une hauteur plus forte que lorsqu'elles sont causées par le vent, et elles deviennent même observables par des courants alternatifs aux ouvertures des jetées. (Voir I"'« étude, p. 23~i.)
58 IlVDRAL'LIOUt:
reil très sensible, le pléninrainèire, dont l'application facile m'a été d'une grande utilité dans ces recherches, j'ai pu constater que la durée des seiches à Veytaux était, comnrie à Genève, très supérieure à celle de Morges. La durée que j'ai trouvée à ces seiches longitudinales était de 1783 secondes, soit 50 minutes environ. (')
A l'aide du plémyramètre, j'ai pu, en 1873 et 1874, étudier avec plus de sûreté les seiches de Moi'ges (seiches transversales) et la durée que je leur ai attribuée alors (10 7- minutes) se rapprochait beaucoup plus de la vérité. En même temps, j'arrivais à discerner dans quelques-unes des observations de Morges les seiches longitudinales du lac, peu apparentes, car Morges est situé très près de la ligne nodale de ces seiches, mais assez nettes cependant pour que j'en aie pu reconnaître à peu près exactement la durée, que j'estimai être de 75 '/a minutes.
Je transportai alors mon appareil sur divers lacs suisses, 1874, et je mesurai la durée des seiches des lacs de Constance, de Neuchâtel, de Thoune, de Walenstadt, de Brienz, de Morat, de Joux et de Bret; la durée des seiches que j'obtins dans cette recherche me donna une série régulièrement croissante avec la longueur du lac; je ne rencontrai qu'une seule exception, le lac de Joux, dont la faible profondeur, 25'" seulement, explique le ralentissement tout à fait anormal du rythme des seiches. (-')
Enfm, des observations simultanées faites aux deux extrémités du lac de Neuchâtel me montrèrent l'eau s'élevant à l'un des bouts du
(') F.-A. Forel, 1I« élude sur les seiches. Bull. S. Y. S. N., XIII, .llO, Lausanne,
(-) Voici la durée que mes observations plémyraniétriques ni'nnt donnée pour les seiches longitudinales de quelques lacs suisses: je les ordonne en série d'après la longueur des lacs. (Voir Il"= étude, p. 5()2.)
Lac.
Durée.
de Bret,
(î4 secondes.
de Joux,
de Morat,
de Brienz
rm
de Walenstadt,
de Thoune,
de Neuchâtel,
Bodan,
Léman,
Ces chillVes n'ont rien de définitif : plusieurs d'entr'eux demandent des corrections importantes. Quelques-uns sont déjà corrigés par les observations que nous possédons aujourd'hui (voir plus bas).
SEn.uES 59
lac en même temps; qu'elle s'abaissait à l'autre bout, et cela d'une manière si précise et si concordante que je jugeai la question démontrée (1874).
Toutes ces expériences et observations justiliaient parfaitement l'hypothèse, et m'autorisaient, dans ma II'' étude, à l'élever à la dignité de théorie. Les seiches sont bien des vagues de balancement de l'eau des lacs.
En 1870, j'ai construit à Morges un limnimètre enregistreur, ou limnograplie, variante des marégraphes de l'océan, appareil très sensible qui a fonctionné à satisfaction jusqu'en 1884, et m'a permis une étude plus précise des allures et types des seiches. J'ai reconnu sur mes tracés limnograpliiques de Morges l'existence d'un type normal, presque constant, de 10 minutes de durée, les seiches transversales du Léman, quelques types anormaux de durée ou plus forte ou plus faible que 10 minutes, puis l'apparition fréquente du type normal des seiches longitudinales du lac de 73 minutes de durée; j'ai étudié les allures des seiches, leur apparition, leur décroissance, leurs causes, etc.
En 1876 aussi, j'ai enfin oljtenu ce que je réclamais depuis longtemps des mathématiciens, mes amis : les éléments d'une formule des seiches. M. le professeur K. Von der Mtihl m'a indiqué une formule de Rodolphe Merlan de Bâle qui exprime les mouvements d'une molécule d'eau oscillant dans un vase. Cette formule, tirée de considérations de mécanique pure, s'appliquait parfaitement aux faits observés dans la nature; nous avons pu l'adopter pour la formule des seiches, en la simplifiant sous la forme :
J^'Jh
En 1877, j'ai utilisé les diverses observations connues pour essayer une monographie des seiches du lac Léman. Je suis arrivé à constater pour la première fois l'opposition synclu'ône du mouvement des seiches longitudinales de Morges et de Genève. La description générale que j'ai donnée à cette époque s'est vérifiée depuis lors, sauf sur un point. Les seiches que j'avais constatées à Veytaux, à Chilien, à Vevey (H. Dufour), avaient une durée moyenne de 35 minutes, différentes des seiches longitudinales de 73'"'" que mon limnographe de Morges me montrait. Faute d'éléments suffisants de comparaison à Genève,
CO IIYDRALXIQUE
j'ai supposé que ces seiches de 35'»'" seraient des seiclies partielles du lac, oscillant dans le bassin du grand lac, de A'illeneuve à Yvoire. Nous verrons plus loin que cette interpi'étation était probablement fausse, et que ce sont des seiches binodales du lac dans son ensemble. (I)
Cette même année -1877, M. Ph. Plantamour, de Genève, a établi son limnographe de Sécheron, magnifique appareil qui a dotmé et donne encore des tracés du plus haut intérêt, et a complété la connaissance des seiches du lac Léman. Il a fait voir entr'autres qu'à Genève les seiches présentent deux types principaux, les seiches de 73'"'", seiches uninodales, et les seiches de o5"i'", seiches binodales. Ce fait impoilant écartait toutes les difficultés suscitées par les obseï'vations insuffisantes de Vaucher, et rendait compte des seiches rapides de Veytaux ; celles-ci ne sont autres que les seiches longitudinales binodales.
En 1878, j'ai donné une description des allures des seiches; j'ai constaté qu'elles se développent subitement et forment une série d'oscillations dont l'intensité est régulièrement décroissante. Puis j'ai recherché les causes des seiches, qui sont multiples, et se rattachent aux différentes perturbations atmosphériques, en particulier au coup de vent descendant de l'orage local. Je ne suis pas arrivé, en revanche, à fournir la preuve expérimentale de l'origine des seiches chercliée dans les ti'emblements de terre.
La même année, j'ai construit un limnographe portatif et j'ai commencé l'étude des seiches dans diverses régions du lac.
En 1879, le grand ouragan du 20 février donna à M. Pli. Plantamour l'occasion d'étudier le développement des seiches énormes causées par cette perturbation atmosphérique.
En 1879 aussi, M. Ed. Sarasin, de Genève, fit construire un limnographe portatif très pratique, qu'il a successivement étcUjli à la Tourde-Peilz, Chillon, PioUe, et dans diverses stations des environs de Genève.
Ses observations de la Tour de Peilz lui ont servi à démontrer le synchronisme, et la similitude de direction des mouvements des seiches de 35'"'" à Genève et à l'extrémité orientale du lac. L'eau mon-
(') Cependant cette intei-prétation a été en partie reprise par ^F. P. ila Boys, comme noiis le verrons plus loin.
SEfcmcs 61
tait simultanément dans les deux stations. C'était la preuve de la nature bmodale de ces seiches de 35'"'".
En 1880, les ingénieurs des Ponts et Chaussées iVançais établirent à Tlionon un limnographe qui nous a fait connaitce le type des seiclies de cette station.
En 1880 aussi, J.-L. Soret nous a donné l'explication des courbes intéressantes données par l'interférence sur les tracés de Genève des seiches longitudinales uninodales et binodales, ce que j'ai appelé les seiches die rot es.
Signalons encore les études, tout à fait indépendantes, faites en 1885 sur le lac George, [)rovince de Murray, Nouvelles Galles du Sud, par M. H.-C. Russell, directeur de l'observatoire de Sidney. Les faiLs et lois que nous étudiions depuis plusieurs années de ce côté-ci de la terre, ont été découverts à nouveau par nos collègues des antipodes, et la vérilication qu'ils en ont tlonnée n'a pas été sans nous offrir grand intérêt et encouragement précieux.
Entre temps, j'étais arrivé, en 1879, à appliquer heureusement la théorie des seiches à la solution du problème de l'Euripe. Mon hypothèse, adoptée par M. le capitaine Mansell, de la marine anglaise, l'observateur original et sagace des courants de l'fÀn-ipe, combattue par le capitaine A. Miaulis, de la marine grecque, a reçu, en 1888, la confirmation très autorisée de M. 0. Krummel, l'auteur du Ile volume du HdndbiicJi (1er Ozounographle.
En 1886, M. Ed. Sarasin établit son limnographe à Zurich, et étudia les seiches mal dessinées et peu accentuées de ce lac intére.ssant.
Le 20 août '1890, des seiches énormes ont eu lieu sur le Léman, causées par une perturbation atmosphérique extraordinaire à l'époque du cyclone de la Vallée de Joux. M. Philippe Plantamour et moi-même les avons étudiées et décrites.
En 1891, je constatai la difficulté d'appliquer la formule des seiches de Merian aux lacs compliqués; cette formule, excellente pour l'oscillation de l'eau dans un bassin à fond horizontal, devient insuffisante quand le fond est incliné ou accidenté par des irrégularités de la profondeur.
Le secours que je demandais aux mathématiciens m'a été accordé de la manière la plus excellente par un hydraulicien distingué, M. Paul du Boys, ingénieur en chef des Ponts et Chaussées français, à Annecy. M. du Boys a repris la question ah ovo, est arrivé par d'autres voies
que Meriaii à une formule identi(|ue ù la sioniie pour roscillation de l'eau dans un bassin à fond horizontal ; puis en faisant intervenir des considérations nouvelles, il a donné à cette formule la forme :
pour roscillation de l'eau dans un bassin à fond compliqué.
Nous avons, M. du Boys et moi-même, appliqué cette nouvelle formule à des cas concrets, Léman, lac de Zurich, Bodan, et l'avons trouvée parfaitement satisfaisante.
En 1890, l'étude scientifique du lac de Constance qui accompagnait l'établissement de la carte hydrograpliique de ce lac, a été complétée par l'étude des seiches. M. Ed. Sarasin a bien voulu mettre gracieusement à notre disposition son limnogi'aphe qui a été installé par M. le comte Eb. de Zeppelin-Ebersberg, et moi-même, successivement dans les stations de Bodman, Constanz et Kirchberg. Nous en avons obtenu des résultats d'un haut intérêt.
En 1891 et 1892, M. Ed. Sarasin a établi son limnographe sur le lac de Neuchâtel, dans les stations d'Vverdon et Neuchàtel ; il a obtenu des tracés fort instructifs des seiches mal marquées et peu développées de ce bassin, dont nous attendions des seiches plus brillantes. On verra plus loin (|uel parti positif on peut tirer de ce l'ésultat presque négatif.
Cette rapide esquisse des recherches faites pendant les vingt dernières années sur le Léman et les autres lacs était nécessaire pour que nous puis.sions développer, sans avoir à revenir sans cesse sur l'histoire des expériences, la théorie des seiches en général, et son application spéciale aux seiches du Léman.
Bibliographie des seiches de 1870 à 1892. Nous allons donner, à ceux que cela peut intéresser, la bibliographie aussi complète que possible des seiches, à partir de 1870. Je n'y inscris que les travaux originaux.
1. F.-A. Ford. Première étude sur les seiches. Bull. S. V. S. X., XII, 213.
Lausanne, 1873.
2. — Deuxième étude sur les seiches. I])iil., XIII, ôin. 1875.
Extrait de ce mémoire. Arch. Genève. LUI. 281. LS'ÎO.
3. F.-A. Forel. Les seiches, vagues d'oscillation fixe des lacs. 1" discours.
Actes S. H. S. N. Anderniatt, 157. LSTô.
Annales chim. et phys., IX. Paris, 1870. h. — Le limnimètre enregistreur de Morges.
Arch. Genève, LVl, 305. 1876.
