Novembre ?à.A 8''. énormes sei

ches longiludiuales.

Etc., etc.

•Te m'arrête dans cette énumération ; en la continuant, je trouverais toujours les mêmes faits, à savoir :

a. La comcidence très fréquente, presque constante des grandes sei-

JVotes niétéorolog:iqiies.

Le 5 juin, de 17 V-i" à 18 72", éclairs et tonnerres, grêle, pluie; toute la soirée éclairs fréquents, A minuit très forte pluie accompagnée d'éclairs et tonnerres. Le 6 juin à 472'', orage, éclairs, tonnerres pluie.

Depuis IG 7i" le 5 Juillet, pendant la soirée et jusque fort avant dans la nuit, succession d'orages venant du S-E., du S. et du S.-O Vers 21 7-''' plusieurs tonnerres. Le 6 juillet, de 11 74'' à 18 74'', succession d'orages

De 13 à 15 7^''', succession d'orages suivant la direction du S.-O.

au N.-E. Violentes décharges électriques vers 13", 20", etc.

A 21 7■^^ violent orage suivant la direction du S.-O. au N.-E.; décharges électriques.

De 15 74" à 17", éclairs et tonnerres. L'orage passe du S. O. au N.

Coups do vent de O.-S.-O. très violents. Forte averse.

Le t?/ août, de 19" à 22 7?, fort orage ou plutôt succession d'orages. A 20 '/a" le ciel est embrasé de tous les côtés. Orages le !?? août, de 1 à 3". de G à 7", de 20 à 21"; le 23 août, de 7 à 8".

De Vi à 15 72", éclaiis et tonnerres vers le N. Nouvel orage de 19 7^'' à 21 72", etc.

Violent orage vers 0 7-2". Eclairs et tonnerres très serrés.

Etc., etc.

ches avec un temps orageux (orage parfait, orage électrique) : 20 cas sur 27 dans les exemples ci-dessus.

b. L'existence cependant de seiches bien développées, sans qu'aucune note de l'observatoire de Genève ne signale une perturbation météorologique (N"^ 3 et 11).

c. Quelques exemples de seiches importantes par des vents violents, mais sans qu'orage ait été noté (X"s 2, 4, 13, 15, 16).

cl. L'absence de seiclies extraordinaires dans nombre de cas où l'orage est indiqué dans les notes météorologiques de Genève. Il peut y avoir orage, et même orage violent dans notre pays, sans que nécessairement le lac réagisse par des mouvements de balancement extraordinaires. Un exemple des plus frappants est celui du grand ouragan cyclone du 19 août 1890 qui a traversé le Jura français et vaudois, de St-Claude à Romainmôlier, à quelques lieues du lac, en faisant une des perturbations les plus épouvantables qui aient bouleversé la contrée. Ce jour-là, les seiches n'ont pas été extraordinaires; elles avaient, au moment du cyclone, seulement 3'''" de hauteur à Genève (') (limnographe de Sécheron). Il y a eu des séries de seiches le 19 août, débutant à 1'', à 6'' et à 11''. Cependant les limnogi'aphes de Sécheron et de Thonon n'indiquent aucune impulsion spéciale causée à 20'' par le passage du cyclone derrière la Dôle. Le 20 août, à 4'', les seiches ont repris avec une plus grande intensité ; mais la grande impulsion a été donnée à 8'' seulement et cela avec une puissance telle que le limnographe de 8échei"on a enregistré des oscillations de G3'"', et celui de Thonon de 13. 5>''" (-). Ces énormes seiches du 20 août n'ont pas été dues au cyclone , elles ont eu une autre cause, comme nous le verrons bientôt. — Il ne suffit donc pas qu'il y ait un ouragan ou un orage dans la vallée, quelque violent qu'il soit, pour qu'il y ait développement de fortes seiches. L'expérience nous apprend qu'il faut que l'orage frappe sur le lac. Un orage éclatant sur le lac peut y produire de grandes seiches; un orage frappant sur terre ferme, à côté du lac, peut rester sans efïet sur le balancement de l'eau.

11 est évident, d'après les faits ainsi résumés, que les plus fortes seiches sont dues à l'orage complet, l'orage avec son cortège de manifestations mécaniques, thermiques et électriques ; que ce phénomène

(') Ph. Plnntamnur [loc. cit. p. 64, n° 31]. (-) F.-A. Fiirpl rinc. rit. p. ni. ti" 801.

n'est pas le seul à causer des seiches ; qu'il y a des seiches en l'absence de toute décharge électrique. Ce dernier point, très important, je le prouve en considérant l'existence de seiches en tous temps, de seiches peut-être de faible grandeur, mais cependant parfaitement reconnaissables en hiver, dans cette saison où les orages sont extrêmement rares ('). Voyez à ce sujet notre tableau de la hauteur des seiches de l'année 1891 qui donne une moyenne de 4.8<=m pour la hauteur des seiches de Genève, dans les mois de décembre à février.

Ainsi donc : existence des seiches en tous temps ; exagération des seiches en cas de vent violent ; seiches d'intensité maximale en temps d'orage. Voilà les faits généraux d'où nous devons tirer l'explication des seiches.

Les seiches et l'orage.

L'orage est, comme nous l'avons dit {-), une perturbation atmosphérique présentant comme phénomènes constituants un coup de vent, des variations de température, des condensations aqueuses et des décharges électriques ; l'orage peut être parfait et tous les phénomènes secondaires y sont représentés ; l'orage peut être incomplet et nous n'avons qu'un orage de vent, un orage de pluie ou de grêle, un orage électrique.

Quels sont, dans ces phénomènes constituants de l'orage, ceux qui peuvent produire les seiches ?

A. L'attraction des nuées chargées d'électricité peut soulever l'eau à l'une des extrémités du lac (hypothèse de Bertrand, appuyée par H.-B. de Saussure, admise aussi par mon regretté collègue, le professeur Louis Dufour, de Lausanne, qui m'a plusieurs fois exprimé verbalement cette opinion, acceptée aussi par M. Ph. Plantamoui- dans son étude sur les seiches du 20 février 1879 C)); puis la décharge de la foudre, suppi'imant subitement une partie de la force attractive, laisse retomber l'eau. Nous ne pouvons pas, que je le sache, apprécier la

(') V. t. I, p. ;i39. Nous avons vu qu'en liiver il n'y a que 0.4 jour à orage par année moyenne.

(3) [Loc. cit. p. 63, n» 18] p. 34:3.

valeur effective d'une attraction de cette nature; mais il n'y a pas d'impossibilité à ce que les choses se passent ainsi. Nous pouvons admettre que ces deux corps mobiles, la surface liquide du lac et le nuage, chargés l'un et l'autre d'électricité, s'attirent réciproquement ; qu'au moment oi^i la foudre opère la neutralisation des électricités de signes contraires, cette action d'attraction cessant, l'eau retombe subitement ; qu'il peut en résulter l'impulsion génératrice d'une série de seiches. Voici ce que la théorie peut admettre.

Nous venons de voir la coïncidence frappante entre les orages et les seiches ; nous avons constaté que les grandes séries de seiches cori'espondent le plus souvent avec l'éclat d'un orage sur le lac ou dans la vallée. Il y a donc des arguments de tait qui parlent en faveur de cette idée. Nous avons cependant quelques remarques à indiquer :

a. Les orages électriques éclatant sur le lac ne sont pas toujours accompagnés de fortes seiches. A cette objection on peut répondre que l'intensité de l'attraction électrique peut n'être pas toujours de même valeur, ou bien qu'elle peut s'être exercée sur un point du lac peu favorable à la mise de l'eau en état de balancement.

h. Les seiches existent aussi bien en hivei', oi^i il n'y a pas d'orages électriques, qu'en été où ils sont fréquents. — Cela prouve qu'en tout cas l'orage électrique n'est pas la cause unique des seiches.

c. En troisième lieu, je remarque que les seiches observées en temps d'orage électrique ne présentent pas toujours le type caractéristique qu'elles devraient avoir si la rupture de l'attraction électrique était la cause de ces séries de seiches ; en effet, si la théorie que je viens d'exposer était exacte, à chaque coup de foudre devrait correspondre une impulsion génératrice de seiches, à chaque coup de foudre devrait commencer une série de seiches. Les seiches, simples au premier coup de foudre, devraient par conséquent se compliquer à cha(]ue éclair, et toutes ces séries de seiches interférant successivement les unes sur les autres, le tracé devrait présenter un type spécial et caractérisé par sa complication extrême.

Or ce type de seiches ne se retrouve nullement d'une manière constante en temps d'orage; souvent, dès le début, l'impulsion est simple et semble causée par une action unique et non multiple. Nous avons vu que les seiches peuvent être irrégulières et compliquées ; c'est quelquefois le cas au début d'une série de seiches au moment où frappe l'orage, et cela correspondrait bien à l'hypothèse de Ber-

trand. Quant à la régularisation ultérieure des séries de seiches, qui d'irrégulières deviennent simples, elle s'expliquerait facilement. Quelques-unes des seiches secondaires du début s'éteindraient, d'autres se fondraient dans des seiches voisines ; les battements entrechoqués du mouvement pendulaire se simplifieraient, et au bout d'un cei'tain temps il ne resterait plus, en oscillation simultanée, que les seiches de types supérieurs, ou les uninodales, ou les hinodales, quelquefois les deux types interférant ensemble.

En résumé, je ne me refuse pas à admettre l'hypothèse de Bertrand qui satisfait en partie aux faits de statistique ; ceux ci donnent une fréquence et une grandeur plus grande des seiches en temps d'orage. Mais je constate qu'elle n'est pas suffisante pour expliquer toutes les seiches, en particulier celles qui apparaissent en dehors des temps d'orage.

B. Je laisserai entièi'ement de côté les phénomènes thermiques et hygrométriques qui accompagnent l'orage. Que l'air se réchaulïe ou se refroidisse, que la vapeur d'eau se condense en vésicules de brouillard, en gouttes d'eau, en cristaux de neige, en grains de grésil ou de gi'êle, cela ne peut affecter en rien l'équilibre de l'eau ou la mettre en oscillation de balancement. Tout au plus la chute de la pluie et de la grêle, par le courant d'air vertical descendant qu'elle occasionne, peut-elle produire une dépression locale de la surface du lac; mais cela rentre dans la catégorie du vent et des variations de la pression atmosphérique que nous allons traitei" à l'instant.

C. Arrivons aux phénomènes mécaniques qui caractérisent l'orage, aux mouvements de l'air, au vent. La perturbation atmosphérique de l'orage, que celui-ci soit simple ou compliqué, parfait ou imparfait, est toujours accompagnée du déplacement de l'air; parfois même, la perturbation est uniquement un tourbillon d'air. Nous avons vu (') que ces mouvements de l'air peuvent avoir deux formes générales. Ou bien, c'est un mouvement centrifuge, dans l'orage local ; l'air tombe verticalement sous le nuage d'orage, frappe sur le sol, et s'irradie en s'éloignant du centre de l'orage. Ou bien c'est un mouvement centripète, dans les ti'ombes, tornades, ouragans-cyclones ; l'air tourbillonne en spirale en se dirigeant vers le centre du cyclone où la pression atmosphérique est à son minimum. Si nous avions à faire ici la théorie de l'orage, nous devrions probablement diviser autrement notre

étude ; nous aurions à considérer deux causes efficientes. D'une part les tourbillons du vent, quelle qu'en soit l'origine, à direction centripète dans les couches inférieures, qui déterminent vei's le centre du tourbillon une dépression de la pression atmosphérique (T I, p. 311 et 329), et d'autre part, l'orage local qui, par la production subite du froid, quelle qu'en soit l'origine, amène une chute verticale d'air, et des vents centrifuges dans la couche inférieure de l'air, divergeant autour de l'orage (t. 1, p. 330). Mais nous traitons ici des seiches, c'est-àdire de l'effet de ces actions complexes sur le balancement de l'eau du lac ; nous avons, à ce que je crois, avantage à considérer les phénomènes à deux points de vue :

La variation locale de la pression atmosphérique.

Le courant d'air, soit le vent.

Les seiches et la variation locale de la pression atmosphérique.

Quelle que soit la forme de la perturbation atmosphérique, il y a variation locale de la pression barométrique, et partant il peut y avoir elïet mécanique sur la masse d'eau du lac sous-jacent. Si sur un point du lac la pression est diminuée, il doit y avoir rupture de l'équilibre de l'eau, dénivellation de la nappe liquide ; l'eau doit s'élever au point OLi la pression est la plus faible, s'abaisser par conséquent sur le reste du lac. Si, au contraire, sur un point du lac la pression est augmentée, en ce point la dénivellation doit être une baisse locale ; l'eau doit être refoulée sur le reste du lac, lequel doit présenter en dehors du lieu de l'orage une crue correspondante.

Les variations locales de la pression doivent donc causer des dénivellations locales de la surface du lac. Si ces variations ne sont que passagères, si elles se déplacent, si la perturbation, après avoir sévi sur le lac, passe sur la terre-ferme et cesse par conséquent d'agir sur l'eau, la cause de dénivellation étant supprimée, l'équilibre tend à se rétablir, l'eau tend à repi'endre son niveau. Mais, ainsi que nous l'avons vu par nos expéi-iences de balancement dans des auges de petites dimensions, le l'établissement de l'état d'équilibre ne s'opère qu'à la suite de dénivellations alternatives au-dessus et aude.ssous de l'horizontalité; l'eau se met en balancement pendulaire ; dans le lac, il se détermine une série de seiches.

Notons cependant une condition essentielle pour la production de

ces mouvements de balancement de l'eau, il faut que la rapidité de la variation de pression soit en rapport avec la durée du rythme de balancement de l'eau ; si la variation est plus lente que le mouvement, l'équilibre se rétablit sans oscillations alternatives, si elle est plus rapide, il se produit des oscillations de types plus compliqués, à deux ou plusieurs nœuds. Suivant donc les dimensions du lac qui déterminent le rythme des seiches, l'eflet maximal sera obtenu lorsque la rapidité de la variation de pression sera telle que son développement ou sa disparition dureront la moitié du temps d'une seiche entière. Sur le Léman, les seiches longitudinales uninodales seront le mieux déve-

loppées par une variation de pression atmosphérique de -— - minutes, soit 30 minutes de durée.

Est-ce bien ainsi que les choses se passent ? Interrogeons l'expérience.

Les variations locales de la pression atmosphérique, telles que celles d'un orage, se traduisent sur le baromètre ; il y a variation barométrique dans un sens ou dans l'autre. Un tornade ou une trombe sont caractérisés par une baisse rapide du baromètre, suivie d'une hausse aussi rapide ; un orage local est signalé par une hausse subite du mercure suivie d'une baisse. Le premier cas est banal, je n'ai pas besoin d'en fournir d'exemples ; pour le second cas, je renvoie aux exemples de Hjeltstrom et de Riggenbach, que j'ai cités dans mon premier volume, p. 333.

Or l'expérience nous apprend que ces sautes subites du baromètre sont accompagnées de seiches. Dès le début de nos études sur les oscillations du lac, mon maitre et ami, M. le professeur Ch. Dufoui-, de Morges, m'a prouvé qu'il y a de tels rapports. Chaque fois qu'il voyait le baromètre présenter une marche saccadée, monter ou baisser avec secousses, il pronostiquait des fortes seiches ; combien de fois, alors que je dirigeais mon limnographe de Morges, XL Dufour n'est-il pas venu me visiter en m'avertissant que l'état d'agitation de son baromètre lui faisait supposer (ju'il devait y avoir de grandes seiches sur le lac, et l'étude de mes tracés limnographiques vérifiait toujours ces prévisions.

Depuis que nous possédons des baromètres enregistreurs, nous constatons cette coïncidence bien plus facilement. Quand le tracé du barographe présente des crochets, des secousses, des irrégularités, le lac consulté par le limnographe répond invariablement par l'existence

de fortes seiches. J'en donnerai comme exemple celui du 2l) août 1890. C'était le lendemain du cyclone de la vallée de Joux ; l'atmosphère était puissamment troublée. Après le terrible tourbillon qui, dans la soirée du 19 août, avait dévasté le Jura, il y eut, pendant toute la journée du 20 août, une série d'orages locaux. Voici à ce sujet les noies de l'Observatoire de Genève : « 20 août, à 6''50, éclairs et tonnerres à rW. ; à 13''36, orage à W, de même à i4i'13 ; nouvel orage au S.-W, à 15''10 ; éclairs à l'E. à 20 Vj''- » Quant à la pression atmosphérique, elle était fort variable. Voici pour ce jour-là les tracés de deux baromètres enregistreurs : Celui de la colonne météorologique de la ville de Morges (petit Richai-d, fig. 78), communiqué par M. F. Girai-det, donne

UO^otUl890

ÏXÛ

(Fig. 78.) Tracé du barographe de Morges, petit Richard, 20 août 1890. 7 8 9 fO II 1X

(Fig. 79.) Tracé du barographe de Thonou, grand Eichard, 20 août 1890.

entre autres, entre 8 et 10''. une hausse de ^'it", suivie d'une baisse de 3mm ^ suivie elle-même d'une hausse de 4'"'". Celui du bureau des Ponts-et- Chaussées de Thonon (grand Richard), communiqué par M. l'ingénieur Delebecque, fig, 79, donne entre autres de 7'» à 7''25, une hausse de 3"'"!, de 7i'25 à 8''30, une baisse de 2»"", de 8i'30à8'40> une hausse de 3'""'. A Genève, M. Ph. Plantamour notait à 8'' une forte et subite secousse du baromètre, en hausse de 2.5mm. D'après les allures de cette perturbation, il est évident que nous n'avons pas affaire à une variation générale de la pression, simultanée sur l'en-

semble de la vallée ; il y a eu plutôt un phénomène limité, tourbillon ou orage, qui s'est promené successivement sur diverses parties du lac, ce qui doit rentrer incontestablement dans la catégorie des perturbations ou variations locales. Pendant ce temps le lac était agité par les plus grandes seiches qui aient été enregistrées sur le lac, depuis l'année 1876 où des limnographes y ont été établis. La plus belle série a commencé à 8 heures et s'est développée, en apparence progressivement, jusqu'à iOi'.'lO, pour décroître ensuite. Sur les tracés limnographiques de Sécheron on voit la hauteur des seiches successives rapportée à un niveau moyen dessiné au juger. Ce sont des seiches dicrotes assez irrtîgulières ; je n'indique ici f|ue les principaux extrêmes de hauteur :

Seiches basses. Seiches hautes.

7'i43'"'" — ilf-m 8iiQ5iiiiii i 20'""i

Hauteur de la seiche.

etc. etc.

La coïncidence entre la perturbation locale et brusque de la pression atmosphérique à 8'' et le début de la série de seiches est évidente. Nous avons un bassin d'eau; à l'une des extrémités une hausse barométrique, très rapide, de 4t""^ de mercure, amène une dénivellation locale négative ; à cette hausse barométrique succède une baisse aussi forte, de là, dénivellation locale positive ; de là, l'impulsion de la séi'ie des seiches. C'est très simple, au premier abord.

Mais les dimensions énormes des seiches ce jour-là sont-elles en rapport avec la variation barométrique ? Cela ne semble pas évident à première vue. La densité du mercure est 13.6; une variation de 4mm (Je mercure donnerait donc sur un baromètre à eau une variation de hauteur de 54""" ; elle causerait sur le lac une dénivellation de 54mm. Si à la dénivellation de première impulsion que nous supposerons une dénivellation en décrue, succède une dénivellation inverse en crue, nous avons une hauteur de seiche du double, soit de 108^'". Nous avons donc l'explication dans la matinée du 20 août, par le fait des variations du baromètre de 4""» de mercure, de la production de seiches de 108™'", disons de 11"". Nous avons donc la raison de seiches, mais non de seiches aussi énormes que celles qui ont été cons-

SEICHKS lOi

tatées par le limnographe. Les seiches de Genève du '20 août semblent six fois trop fortes pour être expliquées par les variations barométriques enregistrées ce jour-là.

Revenons à nos seiches du '■20 août et nous y trouverons, je crois, l'explication de cette discordance apparente.

Tout d'abord les seiches de Genève qui ont atteint à 10'' la hauteur énorme de 62''" étaient des seiches longitudinales. Mais ce n'était pas des seiches de type simple ; c'était des dicrotes. li y avait interférence de deux mouvements, l'un uninodal, l'autre binodal. Il y avait donc à certains moments superposition de deux mouvements ; quand les seiches ont acquis la hauteur maximale de GS*^™, il y avait addition de deux seiches : une uninodale de 31"'" et une binodale de;31'"'n peuvent produire en se superposant une seiche dicrote de 62'''", ou à peu près.

Nous n'avons donc à expliquer que la production de seiches de ;U'm. Mais c'est encore trois fois plus que ce dont peut rendre compte une variation barométrique de 4"^"' de mercure. Il y a encore discordance entre les causes et les eflets. Cette discordance disparaît si nous donnons attention au fait que les seiches de 62'"ni ont été mesurées à Genève ; que dans cette station il y a exagération de la hauteur des seiches par les conditions locales de la forme et du relief du bassin ; que le lac est rétréci à Genève en un long golfe de largeur progressivement décroissante; que le Petit-lac est beaucoup moins profond que le Grand-lac. Il en résulte, comme nous l'avons vu p. 139 qu'il y a amplification locale de la hauteur des seiches ; ijue les mêmes seiches sont à Genève 4 fois plus hautes qu'à Chillon. Si nous voulons rechercher les causes de la marée, nous n'irons pas mesurer les dénivellations de l'Océan au fond de la baie de Fundy ou sur les côtes du Pas-de-Calais; de même, pour rapporter les seiches du Léman aux variations barométriques qui les déterminent, nous ne mesurerons pas les seiches à Genève où elles ont une amplification locale extraordinaire. Les seiches du 20 août n'avaient à Chillon qu'une hauteur de 16'""' ; elles étaient composées d'uninodales et de binodales n'ayant chacune que 8*^"' de hauteur. Des seiches de 8^'^ de hauteur correspondent à une variation barométrique de 3"im de mercure. La variation constatée par les barographes de Thonon et de Morges a dépassé 3'""!. Les énormes seiches de Genève de 62''n', du 20 août 1890, trouvent ainsi leur explication suffisante.

Quant aux grandes seiches historiques, celles de Fatio de Duillier, de H.-B. de Saussure, de Veinié, avec leur hauteur dépassant 1.4™ et l.flm (voir pages 41 et suivantes), je veux croire qu'elles se ramènel'aient probablement de la même manière, si nous avions plus de détails d'observation, à des dimensions en rapport avec les variations possibles de la pression atmosphérique. Elles ont toutes été mesurées à Genève, c'est-à-dire dans une station où le relief géographique du lac amplifie les dénivellations de quatre fois environ leur grandeur normale ; elles ont été mesurées dans le port ou dans le Rhône, en un point OLi, comme nous l'avons vu pour les seiches de la machine liydraulique, il y a des conditions locales de surexagération de la hauteur des dénivellations. Pour peu qu'il y ait eu en même temps dicrotisme des seiches, c'est-à-dire interférence de deux vagues qui se surajoutent dans leurs conjonctions favorables ('), il n'y a plus aucune difficulté dans la hauteur extraordinaire de ces seiches historiques. Ajoutons que ces grandes seiches ont eu lieu en temps d'orage. Les seiches de Fatio de Duillier (10 septembre 1600) ont coïncidé avec un orage : « Depuis le matin jusqu'à ll'\ après plusieurs grands tonnerres, le Rhône fit en 3 ou 4 reprises une espèce de flux et de reflux. » De même les seiches de H.-B. de Saussure (3 août 1763) ont été précédées « par un orage considérable qui avait fondu à 15 7^'' sur la ville de Genève » ; les seiches ont été observées vers 17''. De même les seiches de Bastard (5 juillet 1788) : « le temps fut orageux entre 6 et 7I' », et les seiches étaient énormes à 8 '/â''- IJe même les seiches de Veinié (2 et 3 octobre 1841') : « la journée du 2 octobre s'est terminée par un orage violent » à la suite duquel les seiches extraordinaires ont commencé à apparaître. De même, pour toutes les seiches assez ^grandes, pour que l'on en ait conservé la mémoire.

Dans ces seiches historiques, nous n'avons pas d'observations barométriques assez détaillées pour que nous puissions suivre à une démonstration complète ; nous avons vu que le tracé d'un baromètre enregistreur est nécessaire pour dessiner les variations rapides qui donnent l'impulsion des seiches. Mais le calcul que nous venons de faire à propos des plus grandes seiches connues dans la période moderne, celles du 20 août 1890, suffit à prouver, semble-t-il, avec évidence, que nous avons dans les variations locales de la pression

(^) Cela semble probable pour les seiches de Saussure, de Veinié, pour autant qu'on peut en juger par la durée des oscillations.

atmosphérique en temps d'orage, une cause suffisante de la production des seiches observées.

Les seiches et le vent.

Le second phénomène mécanique de la perturbation atmosphérique est le vent ; qu'il soit cause, qu'il soit effet de la perturbation, nous ne le discutons pas ici. Toujours est-il que le vent peut être l'origine de dénivellations et de dénivellations considérables de la nappe d'eau ; l'eau est déprimée dans la région sur le vent, elle est soulevée, accumulée dans la région sous le vent; il y a dénivellation continue {voyez p. 29 sq.) Or si le coup de vent est subit, ou s'il cesse subitement, si la vitesse de l'apparition ou de la disparition du phénomène €st en rapport avec le rythme du balancement de l'eau, il semblerait qu'il puisse y avoir mise en oscillation de la masse du lac, balancement de l'eau, production de seiches ; le même raisonnement que nous avons fait pour les seiches causées parles variations locales delà pression atmosphérique parait ici valable. Un coup de vent subit peut mettre l'eau du lac en état de balancement, comme nous mettons en balancement l'eau d'une cuvette sur laquelle nous soufflons brusquement. Etant connus les deu.\ types de vent, la seiche de première impulsion causée par un coup de vent subit doit être en décrue locale dans la région sur le vent où frappe un vent de refoulement, en crue locale dans la région sous le vent où commence un vent d'appel.

Mais, dira-t-on, il est inutile de distinguer l'action du vent de celle de la variation locale de pression atmosphérique; ces deux actions doivent être les mêmes ou tout au moins se surajouter. Le vent étant refoulé loin du centre de pression forte, ou attiré vers le centre de pression faible, la dénivellation causée par le vent doit être de même direction que celle causée par la pression atmosphérique. Dans les deux fluides superposés, l'eau et l'air, l'effet doit être de même sens et de même direction. — A cela je répondrai que le vent n'a pas nécessairement une action de même sens que la variation de pression. Dans le cas de l'orage local avec des vents divergeant centrifugalement, oui, la direction est la même : pression atmosphérique plus forte sous le centre de l'orage et vent divergent amènent l'un et l'autre une décrue du lac sous la perturbation. Mais dans le cas du cyclone, ouragancyclone ou trombe, le vent n'est pas directement centripète ; il tour- Jjillonne en spirales vers le centre, mais la direction des ondes aérien-

lies est plus rapprochée de la circonférence que du rayon ; le vent est presque tangent au cercle du tourbillon. L'action du vent dans ce cas n'est donc pas du tout la même que celle de la pression ; elles opèrent suivant des lignes presque perpendiculaires l'une à l'autre.

Nous avons de cette action du vent un exemple célèbre, publié en détails avec dessin de la courbe limnographique de Sécheron, et par-

S^chervn 2Û i^f février 1^F9.

(Fig. 80.) Trace limnographique de Sécheron pendant l' ouragan-cyclone du 20 février 1879. Dénivellation i/.i grandeur naturelle. Vitesse l-^m par heure.

faitement étudié par M. Ph. Plantamour ('). L'ouragancyclone du 20 février 1879, dont nous avons raconté les principales péripéties C^) a causé à Genève de fortes seiches de 15 à iH"^ de hauteur, (fig. 80) (^) dont la série a manifestement commencé au passage du tourbillon. Mais, chose notable, au moment où l'ouragan sévissait à Genève, à partir de 17 3/^'', le lac a présenté une dénivellation en décrue des mieux marquées ; le niveau moyen du lac, tracé au juger entre les sommets des seiches hautes et des seiches basses, (courbe pointée A de la fig. 80) a montré pendant trois heures une décrue de9cni environ au-dessous du niveau moyen de la journée, mesuré dans l'après-midi. Ainsi que M. Plantamour l'a fort bien indiqué, cette décrue locale à Genève, pendant laquelle une crue locale correspondante apparaissait à Morges, ne peut être due à la variation de pression atmosphérique. Le baromètre était d'abord en baisse rapide et intense, puis en hausse aussi rapide (^) ; le tourbillon se propageant du S.-W. au N.-E. a atteint le lac d'abord à Genève, puis ensuite à Nyon, Morges et Vevey ; par conséquent la variation locale de la pression aurait dû d'abord occasionner sur le lac une crue locale à Genève, avec décrue à Morges, c'est-à-dire le contraire de ce qui a eu lieu. Avec M. Plantamour, j'admets, sans hésiter, que la forte décrue de Genève a été due au vent de tempête qui soufflait avec l'intensité décrite. Ce vent du sud-ouest, d'une violence exceptionnelle, a causé une dénivellation en sens inverse de celle qui était provoquée par la pression atmosphérique ; la décrue à Genève due au vent a été plus forte que la crue due à la différence de pression entre Genève et Morges ; la résultante a été une décrue locale à Genève, une crue locale à Morges. Mais cette dénivellation a-t-elle été la cause de la série des seiches concomitantes ? Est-ce à elle que nous devons attribuer la mise en balancement de l'eau dans la soirée du 20 février? Je ne le crois pas.

(') Loc. cit. p. 68, N» 18.

(•'') Dans la fig. 80, j'ai reproduit le tracé de Sécheron en le réduisant à V-2 grandeur pour la hauteur des dénivellations et en ralentissant la vitesse de l'enregistrement, de manière à mieux mettre en évidence les allures du phénomène.

(^) A Genève le baromètre réduit à zéro a passé par les états suivants : 20 février 12'' 714.48""" 17 706.77

21 Vi ''l'i.OQ (observations de M. Ph. Plantamour).

Deux arguments me paraissent s'y opposer. Le premier, c'est que la dénivellation a duré beaucoup plus longtemps, trois heures environ, que le temps d'oscillation d'une seiche, 1 V^'' ; les allures de la dénivellation obsei'vée ne correspondent pas avec le rythme des seiches. Le second argument, c'est que la grandeur des seiches n'a pas été en rapport avec l'intensité du vent. Cette perturbation atmosphérique, la plus terrible de celles qui, de mémoire d'homme, ont frappé le Léman, a développé des seiches dont la hauteur n'a rien eu d'exceptionnel ; les seiches du 20 février 1879 n'ont eu à Genève que 16'' ■" de hauteur maximale, tandis que celles du 20 août 1890 avaient jusqu'à 02"" dans la même station. Nous devons conclure de ce rapprochement que, si les seiches peuvent être causées par le vent, c'est une cause beaucoup moins puissante et efficace que les causes ordinaires de la mise en balancement de l'eau du lac ; puisque le plus grand vent connu n'a été accompagné que de seiches de hauteur médiocre, le vent n'est pas probablement une cause bien active de production des seiches.

Je serais disposé à admettre que, le 20 février 1879, le vent du sudouest de l'ouragan-cyclone a été la cause de la dénivellation générale qui, pendant quelques heures, a déprimé l'eau à Genève pour la faire monter dans le Grand-lac (à Morges en particulier) ; que la série de seiches, qui a commencé en même temps, a été due aux variations locales de la pression atmosphérique qui ont accompagné le passage de l'ouragan.

Je me suis arrêté un peu longuement sur cet exemple, parce qu'il est le type d'un phénomène assez fréquent ; la dénivellation continue, qui a été si bien marquée le 20 février 1879, apparaît assez souvent à Genève au début de fortes séries de seiches, au moment où frappent les grands coups de vent sudois.

Nous arrivons ainsi à attribuer peu d'action utile pour la production des seiches aux vents horizontaux, comme celui du 20 février 1879. Tirerons-nous la même conclusion au sujet du vent vertical descendant que nous avons vu caractériser l'orage local (') ? Nous en avons garde ; nous lui assignons une grande puissance pour le développement des seiches. Au moment de l'éclat de l'orage, il y a absorption .subite de chaleur, refroidissement de l'air, chute de l'air qui tombe en

masse sur le sol, vent vertical descendant ; frappant comme un coup de tampon perpendiculairement sur la nappe du lac, ce vent doit causer une décrue locale subite, cause initiale de l'oscillation des seiches ; c'est à lui que nous sommes appelés à rapporter l'origine des seiches en temps d'orage local. Mais comme ce courant d'air descendant est probablement la cause de la variation locale de la pression atmosphérique, comme les deux actions se confondent, nous ne croyons pas devoir les séparer; nous laisserons à d'autres le soin de disserter sur le mécanisme de l'orage local, et de faire la part entre pression statique de l'atmosphère et action dynamique du vent plongeant.

Arrêtons-nous un peu pour condenser notre raisonnement. Nous avons vu que les plus grandes seiches coïncident généralement avec un orage ; que cependant il y a parfois développement de seiches importantes en l'absence de toute manifestation électrique visible ; nous venons de voir que les variations subites et locales de la pression atmosphérique constatées par les baromètres enregistreurs suffisent à expliquer les plus fortes seiches dessinées par les limnographes. Des différents facteurs qui composent l'orage, c'est donc aux pliénomènes mécaniques, caractérisés essentiellement par la variation de pression atmosphérique que nous attribuons la cause des seiches et nous n'avons plus besoin de songer aux phénomènes mystérieux et mal explicables de l'attraction électrique. Si cela est, il est fticile de comprendre la plus grande hauteur des seiches quand le baromètre est bas, ainsi que nous l'a révélé notre statistique générale ; l'air est ordinairement plus agité, les variations de pression sont plus fréquentes et plus fortes quand le baromètre est bas que quand il est élevé.

Il est encore un point que nous avons à expliquer, avant de tirer notre conclusion : c'est le fait indiqué par M. Russell au sujet des seiches du lac George. Ce fait, dont nous avons de nombreux exemples, peut se résumer en ces termes : Dans une série de seiches, ce n'est pas toujours la première qui est la plus grande ; les premières oscillations sont parfois relativement faibles, et sans qu'il apparaisse de nouvelle impulsion, ce n'est qu'au bout de quelques balancements que l'on observe la hauteur maximale de la série. Nous en avons vu un cas dans la grande série des seiches du 2(3 mars 1891 (p. 110). Nous venons d'en trouver un bel exemple dans la série des énormes seiches du 20

août 1890 (p. 190). M. Russell suppose, pour expliquer ce développement progressif de la hauteur des oscillations, qu'il y aurait des impulsions successives qui augmenteraient, par leur action concordante, l'amplitude des balancements du pendule. L'exemple du 20 août 4890 nous donne une explication plus simple. Quand il y a dicrotisme, comme ce jour-là, superposition de seiches des deux types, uninodales et binodales, le maximum de hauteur de la résultante est atteint lorsqu'il y a conjonction entre les extrêmes de hauteur des deux types, simultanéité entre les seiches hautes ou les seiches basses de chacune des deux séries de seiches composantes. Or cette conjonction ne tombe pas nécessairement sur la première seiche de la série ; elle peut ne survenir qu'au bout de quelques oscillations, et alors on constate une amplitude progressive de la hauteur des dénivellations jusqu'à ce que la conjonction soit effectuée. Je ne crois donc pas nécessaire pour ce type de séries de seiches de faire intervenir une cause compliquée, difficile à comprendre, comme celle que M. Russell propose.

En résumé, nous trouvons dans les variations locales et rapides de la pression atmosphérique une cause suffisante qui explique les plus grandes seiches connues. Qui peut le plus peut le moins; les seiches de plus faible hauteur, les seiches ordinaii-es, celles qui s'observent en tout temps, ne soulèveront point de difficultés ; il y a toujours et constamment des mouvements atmosphériques qui échappent à l'enregistrement des barographes actuels, mais qui sont certainement capables de rendre compte des mouvements légers de la nappe inconstante des eaux. Le lac est un vaste baromètre à eau (]ui réagit avec une sensibilité exquise aux moindres perturbations de l'atmosphère sus-jacente; un tracé limnographique est le document le plus complet et le plus sûr qui inscrit l'histoire des variations barométriques de la région.

Pourquoi, dans certains cas, avons-nous des seiches uninodales, pourquoi des seiches binodales ou plurinodales? La réponse à cette question me paraît devoir être cherchée dans deux directions diftérentes :

Ou bien, dans la vitesse de l'action perturbatrice, dont les allures correspondraient au rythme de vagues d'oscillation fixe uninodales, binodales ou plurinodales. Quand dans mes auges d'expérimentation j{^ frappais l'eau avec un rythme deux fois plus rapide, j'obtenais des vagues binodales au lieu des uninodales.

Ou bien, dans le lieu où l'action perturbatrice déploie son effet. Un coup porté à l'extrémité de l'auge détermine des vagues uninodales, un coup porté sur le milieu du bassin produit des binodales ; le milieu de la longueur du bassin est, l'on s'en souvient, le ventre médian des binodales.

Il est difficile d'apporter des faits d'observation à l'appui de l'une ou de l'autre de ces hypothèses. Cependant la tréquence des seiches dicrotes, où il y a simultanément des uninodales et des binodales, me ferait pencher pour la seconde. En effet, une perturbation traversant le Léman dans le voisinage de Genève causerait des uninodales, une autre perturbation passant de Rolle à Thonon causerait des binodales. Peut-être aussi la même perturbation suivant le lac dans sa longueur, agissant d'abord sur Genève, puis sur le profil Thonon-Iiolle, produirait-elle le même effet, si ses allures sont convenablement réglées, et donnerait-elle naissance à des seiches dicrotes.

Quelque riche que soit notre matériel d'observation, la question me semble dépasser les moyens de contrôle dont nous disposons actuellement.

Avant de terminer cette étude des causes des seiches cherchées dans les perturbations de l'atmosphère, indiquons encore deux actions qui peuvent occasionner une mise en balancement de l'eau des lacs.

Dans certains lacs favorablement situés, Vavalanche de neige peut être parfois la cause de seiches puissantes. Quiconque a vu, dans les montagnes, des forêts entières renversées par « le vent de l'avalanche, » admettra la puissance de (3ette effrayante perturbation locale de l'atmosphère. Je n'ai pas d'exemples à citer de seiches produites par cette cause.

Je ne parle que pour mémoire de la production des seiches par Véhouleinenl d'une montagne; c'est un phénomène tellement rare qu'il ne peut être compté comme cause normale des seiches, mais il est incontestable qu'il est au nombre des causes possibles. L'éboulement de la montagne peut être la cause de mouvements du lac de deux manières, ou bien par la chute même de la montagne dans le lac, ou bien par l'ébranlement de l'air, par le coup de vent, analogue au vent de l'avalanche, causé par un éboulement dans le voisinage du lac.

La description suivante d'un épisode de l'éboulement du Rossberg,

le 2 septembre 1806, est une preuve directe de la réalité de cette action. « Les débris du rocher se portèrent jusqu'au lac de Lowerz et ils en comblèrent l'extrémité occidentale. Les effets de cette chute sur le lac furent prodigieux ; les eaux s'élevèrent avec un mouvement semblable à celui qu'excite la tempête jusqu'à la hauteur de 60 à 70 pieds du côté de Seewen, village situé à l'autre extrémité du lac('). » La relation officielle de la catastrophe évalue à 150 pieds la hauteur de la vague qui, après avoir traversé le lac de Lowerz, alla battre la côte de Seewen (-). « La petite île du lac a été entièrement couverte par les flots, et la grande île jusqu'à la hauteur du clocher de l'ermitage. On trouva dans le village de Steinen (•^) des poissons vivants qui y avaient été jetés par les vagues. ('*)

M. E. de Vallière attribue à une vague de ce genre les ravages causés sur les bords du lac Léman, et jusqu'à Genève, par l'éboulement du Tauretunum, en Valais, en l'an 563 (■^). Nous en reparlerons à un autre chapitre.

Qu'une première vague de cette nature soit suivie dans un bassin fermé d'oscillations successives, de vagues de balancement, de seiches, cela n'a pas besoin d'autre démonstration.

La cause des seiches cherchée dans les tretnblcriients de terre.

Les secousses portées sur un vase peuvent, dans certaines circonstances, provoquer un mouvement de balancement de l'eau contenue dans ce vase. Le fait est incontestable, et la plus vulgaire expérience le démontre. Que le mouvement du balancement de l'eau puisse résulter d'une secousse apportée au vase, c'est ce que nous voyons tous les jours dans un verre d'eau ou dans une cuvette. Que toute secousse

(') Lutz, Dictionnaire liistorique de la Suisse, ISII.

C^) Relation officielle de la destruction de la vallée d'Artli, p. ô.

(3) A 33 mètres au-dessus du lac, d'après la carte fédérale.

(^) Relation succincte de l'écroulement de la montagne au-dessus de Goldau. Zurich, 180(1 p. 5.

(•') E. de Vallière. Quelques mots sur la chute de Tauretunum. Bull. Soc. Vaud Se. nat., XIV, 437.

portée sur le vase ne mette pas nécessairement l'eau en balancement, c'est ce qu'on peut vérifier en imprimant à un bassin plein d'eau un mouvement ou trop lent, ou trop brusque, ou un mouvement d'ensemble dans le sens vertical, soit en montant, soit en descendant, ou une secousse trop faible qui n'entraine pas l'eau dans un mouvement appréciable.

Il en est de même des secousses plus considérables qui ébranlent la terre elle même, des tremblements de terre qui mettent en mouvement tout le pays et, par conséquent, les parois des bassins dans lesquels reposent les lacs et les mers. Ces secousses se propagent parfois à l'eau elle-même ; d'autres fois elles la laissent immobile.

Y a-t-il réellement des rapports entre les seicbes et les tremblements de terre ?

Interrogeons à ce sujet l'expérience et l'observation.

L'eau est parfois mise en mouvement par les tremblements de terre. C'est ce qui résulte de l'histoire trop souvent lugubre des razde-mer ou raz de-marée d'origine sismique.

Prenons d'abord nos exemples dans l'Océan. Je copie une page de Reclus. (1) « Lorsque de violentes secousses agitent le sol, les villes situées sur le bord de la mer ont eu souvent beaucoup plus à souffrir de la soudaine irruption des eaux que de l'agitation de la terre elle-même ; que les vagues aient reçu le choc des côtes voisines, ou bien que le centre d'ébranlement se trouve au fond même de l'Océan, les masses d'eau se redressent à une hauteur formidable et se ruent sur les rivages comme pendant les ouragans. En 1763, à l'heure où la secousse des Calabres renversait les villes et les villages sur le continent, un terrible raz-de-marée, après avoir balayé deux mille personnes réunies sur la plage de Scylla, s'engouffra dans le port de Messine, y coula tous les navires et démolit en partie la rangée de palais qui bordait le rivage ; plus de douze mille individus périrent, dit-on, sous les ruines. Le 7 juin 1692, lors du tremblement qui agita la Jamaïque et les mers voisines, les vagues se précipitèrent à l'assaut de la ville de Port-Royal et, dans l'espace de trente minutes, recouvrirent plus de deux mille cinq cents maisons d'une couche de dix mètres d'eau ; les navires furent jetés çà et là dans les campagnes, et la frégate Sivan vint

(') E. Reclus, La Terre, I, 684. Paris, 1874.

échouer sur un fort. De même, d'après le témoignage d'Acosta, la terrible vague" qui démolit Callao, en l'année 1586, et qui lança un grand navire sur la route de Lima, à 16 mètres au-dessus du niveau moyen de la mer, aurait eu la hauteur totale de 27 mètres. » « Dans le grand tremblement de terre de Lisbonne (l'»' novembre 1755), un mur d'eau de 17 mètres de haut se dressa à l'embouchure du Tage, remplit l'estuaire, dépassa les quais de la ville et se rua dans les maisons. » Citons encore la destruction récente d'Arica, au Pérou, 13 août 1868 et celle d'Iquique, sur la côte du Pacifique aussi, le 9 mai 1877.

Citons encore l'exemple donné par Arago (^) pour justifier son opinion que les seiches peuvent être causées par des tremblements de terre. Après avoir rappelé le raz-de-mer du tremblement de terre de Lisbonne, il ajoute : « Le tremblement de teri-e, beaucoup moins fort, du 31 mais 1761, donna aussi lieu à une semblable agitation de vagues à Lisbonne, à Madère, à Cork, à Mount's Bay (Cornouailles), à Bristol, à Amsterdam et même à la Barbade. A Mount's Bay, la mer s'éleva de deux mètres et reprit son niveau cinq fois de suite, dans le court espace d'une heure. »

Voyez encore le chapitre intitulé La^ movvcnicnis de la mer, dans l'ouvrage de Fuchs sur les volcans. (-)

Ce n'est pas seulement la mer qui est agitée par les tremblements de terre. Les bassins fermés des lacs ne sont pas à l'abri de ces mouvements.

Dans une énumération des tremblements de terre connus en Suisse, avant l'an 1756 (•'), je ti'ouve les faits suivants :

Le 1''' mars 1584, tremblement de terre dans toute la Suisse et les pays voisins. « Le lac Léman, agité sans vent, s'élance dans les terres plus de vingt pas. »

« Le 16 septembre 1600, le cours du Bhône, près de Genève, fut suspendu par un tremblement de terre. Le terrain, dans l'endroit d'oii le Bhône sort du lac, fut soulevé ; ce soulèvement et l'abaissement qui

(') F. Anujo. [loc. cit. p. 169] p. 580.

(-) K. Fuchs, Les volcans et les tremblements de terre, p. 129 sq. Paris 187ti.

(■') E. Bertrand, Mémoires historiques et physiques sur les tremblements de terre. La Haye, 1757, p. 4S sq.

SEICHES 'i03

succéda donnèrent lieu à un flux et à un reflux. » Ce sont les célèbres seiches de 5 pieds de haut, décrites par Fatio de Duillier. (')

Le 8 septembre IGOl, tremblement de terre dans toute la Suisse et les pays voisins. « Le lac Léman fut ému. » A Lucerne, le cours de la Reuss fut interrompu, en sorte qu'une partie tombait dans le lac et l'autre partie rebroussa, et qu'on aui-ait pu passer à sec dans le lit pendant un instant.

Le l'^''" septembre 1666. Tremblement de terre, à Arbon, au lac de Constance : « Les eaux du lac s'avancèrent sur le rivage de plus de 25 à 30 pieds et se retirèrent subitement. »

Le 13 janvier 1729. Tremblement de terre dans le canton de Berne. « Sur le lac de Thoune, des bateaux furent poussés avec violence sur les bords. »

Le l'»" novembre 1755, le tremblement de terre dit de Lisbonne fut ressenti en Suisse. « Le lac Léman eut, environ les dix heures du matin, du côté de Vevey, la Tour, Chilien, Villeneuve, un mouvement sensible. Trois fois, ses eaux montèrent brusquement et se retirèrent de même. Une barque partie de Vevey, allant à pleines voiles, recula tout à coup. On n'a rien aperçu du côté de Morges ni de Genève.

« Des pécheurs qui étaient sur le lac de Nidau sentirent leur petit bateau emporté et ramené par une sorte de courant, et soulevé ensuite par des flots alternatifs, quoiqu'ils n'aperçussent aucun vent extél'ieur.

« Les lacs de Brienz et de Thoune, surtout le premier, s'avancèrent successivement sur le rivage et s'en éloignèrent ensuite ; le cours de l'Aar, sortant du premier pour enti-er dans le dernier, parut un instant retardé. »

Dans le petit lac de Seedorf, « l'eau haussa tout à coup et baissa ensuite, se remettant comme auparavant. »

« Le lac de Zurich, surtout le lac supérieur, au-dessus de Rapperswyl, fut agité et soulevé sans aucun vent extérieur. 11 haussa différemment de 6, de 10, jusqu'à 12 pieds. Les phénomènes durèrent 6 à

(') Au sujet de celte observation, je dois taire une réserve. Le tremblement de terre indiqué par Spon dans son Histoire de Genève, I, 417, et admis par Bertrand, n'a été confirmé par aucun autre auteur et n'est basé que sur l'existence des seiches. .J'estime plus probable que les seiches ont, comme je l'ai dit plus haut, été causées par l'orage qui a éclaté au moment même du commencement des oscillations de l'eau (voyez p. 192).

7 minutes. A Manedoif, à Meilen, à Ruschikon, à Horgen, ce même lac y a été jeté, à plusieurs fois, loin de ses bords.

« Le lac de Constance, près de la ville de Stein, parut aussi s'élever de plusieurs pieds, et le Rhin, qui en sort près de ce lieu, s'accrut pour quelques instants.

« Le lac de Wahlstat (Walenstadt), dans le comté de Sargans, fut aussi élevé pour quelques moments ; le lac parut agité du sud au nord.

« Les lacs de la Suisse n'ont pas été les seuls à se ressentir de l'émotion des eaux intérieures par le tremblement de terre du le'- novembre 1755. Près de Salzungen en Thuringe, est un petit lac ; son eau se perdit entièrement par une ouveiture qui lui apporte ordinairement ses eaux. Quelques moments après, elle revint avec impétuosité, elle se perdit de nouveau et reparut alternativement à plusieurs reprises, la violence diminuant chaque fois. On a observé les mêmes agitations dans les eaux de plusieurs lacs des environs de Berlin, aussi bien que dans celles de divers lacs dans les pays du nord. »

Je trouve ailleurs que, lors du tremblement du i*"'" novembre 1755^ les lacs de Templin, Netzo, Mahlgau, Roddelin, Lobbe dans le Brandebourg, le lac de Malchovv dans le Mecklembourg et le lac de Stechlin, à l'ouest de Furstemberg, montrèrent des mouvements inaccoutumés. (')

Nous venons de voir que l'eau des mers et des lacs peut entrer en mouvement ; que son niveau s'élève et s'abaisse subitement au moment du tremblement de terre ; que, pour employer une terminologie plus précise, il y a dénivellation locale, brusque et subite. Il y a plus : des observations très authentiques montrent que, sous l'action du tremblement de terre, l'eau peut enti-er en état d'oscillation ; que la vague la transmet sous la forme d'une ondulation, à travers l'Océan. Je n'ai qu'à rappeler, pour démontrer ce dire, les vagues du tremblement de terre d'Arica (août 1868), qui ont traversé le Pacifique et sont venues battre les côtes de la Nouvelle-Zélande et de l'Australie, à 110 degrés de distance du Pérou. (-)

Je citerai encore la vague de transmission du tremblement de terre du 9 mai 1877 qui, partie d'Iquique, au Pérou, est allée ravager les îles Sandwich (^). Je citerai la phrase suivante d'un rapport de M. Russell,

(') Kloden, Boitrilge zur meteorologischcii Kentniss der Mark Brandenburg, 18:37. {'■') Figuier, Année scientifique, XIV, 353, Paris, 1870. (■') Nature, XVI, n% 132, 174, 567. London, 1877.

de l'observatoire de Sydney : « Les plus petits chocs de tremblement de terre ressentis en Nouvelle-Zélande sont presque toujours figurés automatiquement sur les tracés des marégraphes enregistreurs de Sydney et de Newcastle ('j. Je citerai, enfin, la vague de Krakatoa qui, après avoir ravagé les côtes du détroit de la Sonde, a parcouru le Pacifique, l'Océan Indien, et même l'Atlantique. (-)

Les mômes mouvements d'oscillation sous l'influence de la secousse du tremblement de terre ont aussi, parfois, été observés dans les lacs. Je renvoie à la description que j'ai citée, d'après Bertrand, du tremblement de terre du l*"'' novembre 1755, et de ses efïets sur le lac Léman, à Vevey, sur le lac de Bienne, à Nidau, sur le lac de Zurich et sur le lac de Salzungen.

Puisque l'eau peut être mise en mouvement subit par le choc du tremblement de tei-re, puisque ce mouvement peut se propager à distance sous la forme d'une vague de transmission, nous avons là, sembie-t-il, toutes les conditions voulues pour la production de véritables seiches dans des bassins fermés. Et, en fait, il me semble, en relisant les diverses observations que je viens de citer, y découvrir quelque chose de tout à fait analogue à nos seiches. La description en est confuse, cela est vrai, mais elle n'est pas plus confuse que ne l'était l'observation des seiches avant la construction des limnimètres enregistreurs.

La théoi'ie nous montre donc, comme possible et probable, la production de seiches par les tremblements de terre, et l'expérience du passé semble conhrmer cette idée.

Mais l'observation directe, si elle n'a pu infirmer cette conclusion, n'en a pas encore confirmé la justesse. Je suis arrivé à ce résultat négatif de deux manières :

1'^ En recherchant si les grandes seiches historiques du Léman, celles qui ont étonné les riverains par leur grandeur, ont coïncidé avec des secousses de tremblements de terre connus. Le résultat a été abso-

(') .Journal astr. soc. N. S. W. 187G, p. 37, cité dans Nature, XVI, .T>7, London, 1S77.

(-) The éruption of Krakatoa. Report lo the R. Society of London, part III, jj. 89. London, 1888.

lument négatif ('). Les plus fortes seiches n'ont pas été causées pur des tremblements de terre.

2° En recherchant si les tremblements de terre actuels se traduisent par des seiches sur les ti-acés limnographiques. Depuis le 20 mars 1876 que mon limnographe de Morges a commencé à enregistrer les oscillations du Léman jusqu'à nos jours, décembre 1892, le nombre des tremblements de terre sentis dans la vallée du Léman a été grand. Je ne les énumère pas ici (-), mais j'en donne le résumé par années, en indiquant soit le nombre des tremblements de terre, soit celui des secousses. (•'')

ïrembleineiils de terre.

Secousses.

(1) Voyez pour cette énumération mon étude sur la ( Jause des seiches [loc. cit. p. 63, no 11], p. 223.

(-) Voir les rapports de la Commission sismologique suisse.

(■'') Nous distinguons, en sismologie, le tremlîlement de terre de la secousse. Ke tremblement de terre est le phénomène complexe, composé souvent d'un grand nombi-e de secousses qui se répètent avec une intensité et une extension variable pendant des heures, des journées, des mois même, à partir d'un centre sismique toujours le même ; que la cause en soit volcanique ou orogénique, la

SEICHKS '207

Depuis 1876. époque où ont commencé nos observations limnographiques du lac Léman, jus(iu'à la fin de 1892, nous avons donc connu plus de l'iO secousses sismiques qui ont ébranlé tout ou partie du bassin de noti-e lac. Elles ont été les unes fortes les autres légères, les unes rapides les autres prolongées, les unes locales les autres générales, les unes indigènes les autres exogènes ; dans cette longue série, il semble que toutes les formes possibles de la secousse sismique aient été représentées. Et cependant pas une de ces secousses ne s'est inscrite sur les tracés de nos limnographes, pourtant très sensibles, par des oscillations de seiches que nous puissions attribuer au tremblement de terre. Non, pas même par un crochet subit qui indi- (|ue la plus petite dénivellation de l'eau, fût-elle ou non suivie d'oscillations rythmiques. Quelle que soit la délicatesse de nos limnographes,. ils sont absolument inhabiles à devenir des sismographes.

Comment expliquer ces faits, en apparence contradictoires : d'une part, les énormes raz-de-mer causés par certains tremblements de terre ; d'une autre part, l'absence absolue d'effets sur des appareils très sensibles qui enregistraient les dénivellations de l'eau, pendant des secousses assez fortes pour tirer de leur sommeil tous les habitants d'une ville endormie?

J'explique ces faits en disant que, dans les lacs comme dans l'expérience à petite échelle d'une cuvette, tous les chocs ne se communiquent pas nécessairement à l'eau ; il faut, pour qu'il y ait raz-demer ou seiche, non-seulement une secousse de la terre, mais encore que cette secousse ait lieu dans des conditions déterminées d'intensité, de direction et de rythme.

Telle était la conclusion à laquelle j'étais arrivé dans une lettre adressée à des journaux scientifiques (') ; j'interrogeais les naturalistes habitant les pays plus fréquemment visités que le nôtre par les tremblements de terre, et je leur demandais si, d'après leurs observations, il n'y a pas, au point de vue des raz-de-marée, des différences

cause des diverses secousses d un même tremblement de terre est localisée en un même point de l'écorce du globe. La secousse est l'ébranlement spécial dû à une seule impulsion qui se propage centrifugalement autour du centre sismique. Cliaque secousse est composée elle-même d'un nombre plus ou moins grand d'oscillations qui font vaciller le sol.

(') F.-A. Forel, Seiches and earthquakes. Nature, XVII, 281. London, 7 febr. 1877. — Seiches et tremblements de terre. La Nature, VI, 1,239. Paris, 9 mars 187«.

d'un tremblement de terre à l'autre, — si toute secousse de même intensité est accompagnée nécessairement de mouvements de l'eau de même amplitude, — si, à côté des secousses ayant produit les raz-demer dont l'histoire a gardé le souvenir, il n'en a pas existé d'autres, de même force, qui n'ont pas agité ou n'ont que peu ébranlé la mer ?

Cette lettre a obtenu plusieurs réponses très intéressantes, entre autres de M. M.-E. de Rossi, de Rome, de M. Tardy, de Bourg-en- Bresse, de M. Cliaplin, de Tokio, au Japon. En raison de son importance, je reproduis ici intégralement la lettre de M. de Rossi ('). « J'ai vu avec plaisir, à propos des seiches du lac de Genève, dans votre livraison du 9 mars, ime lettre de M. le docteur Forel, dans laquelle il est question de l'influence des tremblements de terre sur les seiches des lacs. M. Forel constate le fait que souvent, pendant des secousses très sensibles, les lacs ne donnent pas des vagues ou des seiches, tandis que, d'autres fois, les lacs prennent de très grands mouvements sous l'influence des tremblements de terre.

» Je dois faire observer que, dans ce phénomène des tremblements de terre, comme dans les seiches, les lacs se comportent tout à fait suivant les lois du pendule. Nous avons parfaitement constaté dans nos dernières études, en Italie, qu'il peut bien survenir un tremblement de terre sensible, sans que le sismographe à pendule donne aucune trace de mouvement. En revanche, il arrive ti'ès souvent de voir un pendule entrer en grande oscillation sans que la secousse soit ressentie par personne. 11 m'a été possible d'avertir moi-même de l'existence d'un tremblement de terre très sensible, signalé en même temps par beaucoup de personnes, et d'avoir sur le champ observé au mici'oscope huit pendules de différentes longueurs, sans avoir pu y remarquer un mouvement d'aucune sorte. Evidemment, ce fait dépend de la relation entre la longueur du pendule et la célérité des vibrations teri-estres. Lorsque Tonde sismique est synchrone à l'oscillation naturelle du pendule, celui-ci prend un grand mouvement. Mais, lors- (ju'elle est dissynchrone, le pendule se refuse plus ou moins à suivre le mouvement de la terre. Cela arrive de la même manière dans les roches de la croûte terrestre, et siu'tout dans les plus mobiles «d'entre elles, c'est-à-dire dans les lacs. »

La science moderne a fait des pas considérables dans la connais-

-{') La Nature, VI, I, 28->. Paris, ;{0 mars 1878.

sance des tremblements de terre, grâce aux excellents sismographes des Anglo-Japonais, et spécialement grâce an sismographe d'Ewing qui nous a révélé les caractères de la secousse sismique. Ces appareils, •en nous montrant graphiquement ce que sont la secousse et les oscillations qui la composent, nous permettent de mieux juger les rapports ^^ventuels du phénomène avec les seiches. Voici le résumé de l'expérience qu'ont acquise les physiciens de l'extrême orient de l'Asie, par leurs travaux dans une terre bénie pour l'étude des mouvements du sol.(')

aj Une secousse sismique consiste en une série d'oscillations d'amplitude d'abord progressive, puis décroissante.

hj Généralement les oscillations commencent par être très faibles et n'atteignent leur amplitude maximale qu'après quelques secondes <le temps.

cj La durée des oscillations, leur grandeur, leur direction varient considérablement dans la série d'une même secousse,

d] La durée de la série d'oscillations qui constitue la secousse est rarement inférieure à une minute ; elle est fréquemment de plusieurs minutes.

('/ Même dans les forts tremblements de terre, le déplacement du sol dépasse rarement quelques millimètres ; quand la secousse est faible, l'oscillation n'atteint pas un millimètre d'amplitude.

fj La durée moyenne des oscillations du sol est Va seconde environ ; on a vu des secousses dans lesquelles il y avait 5 oscillations et même plus par seconde.

gj Le mouvement dans le plan vertical est ordinairement plus faible <jue dans les plans horizontaux.

La durée de l'oscillation du sol est donc remarquablement courte ■dans la généralité des cas. Exceptionnellement, on a vu une durée plus longue. C'est ainsi que le 18 avril 1889, l'observatoire sismologi- •que de Tokio a enregistré une secousse, dont les oscillations extraordinairement lentes avaient une durée de 4 à 7 secondes chacune; faibles au début, elles ont atteint une amplitude horizontale de 17'"™. Une aussi grande paresse des oscillations, jointe à un aussi fort déplacement du sol, n'avait jusqu'alors jamais été enregistrée par un sismographe. Pendant ce temps, le professeur West, du Collège des ingé-

•{') J.-A. Eiving. Earthquake measurement. Tokio, 1883.

nieui'S, a vu l'eau d'un petit étang entrer en oscillation de balancement, montrer de véritables seicbos dont l'amplitude a atteint jusqu'à 10''"; ces seiches ont été visibles pendant un quart d'heure environ (').

Jusqu'à nouvel avis, nous avons donc pour les extrêmes de durée de l'oscillation du sol pendant les secousses sismiques 0.2 à 1'''^'^. Or, si nous nous reportons à ce que nous avons vu plus haut, c'est là une vitesse d'un tout autre ordre que celle des seiches uninodales oubinodales des grands lacs ; cela représente une impulsion beaucoup plus rapide que celle qui pourrait mettre l'eau des lacs en mouvement de balancement. Par conséquent, la secousse du tremblement de terre ne doit pas être cause des seiches proprement dites des grands lacs.

Ce n'est pas à dire cependant qu'elle n'en puisse produire dans de petits bassins. A l'exemple des seiches de l'étang du professeur West dans le tremblement de terr-e de Tokio du 18 avril 1889, je puis ajouter une observation analogue que m'a racontée mon ami, feu L. Guex, pasteur à Apples. Il était, avec sa famille, dans une villa près de Genève, lorsque la secousse du tremblement de terre de Viège, le 25 juillet 1855, les surprit ; ils sortirent dans le jardin et trouvèrent l'eau du bassin circulaire d'un jet-d'eau en oscillation de balancement ; elle se déversait par-dessus les boi-ds du bassin, alternativement de chaque côté d'un même diamètre, et montrait dans ce lac en miniature de véritables seiches uninodales. Ces faits, et le cas plus fréquent de mise en balancement de l'eau d'une cuvette pendant une secousse de tremblement de terre {-), montrent que l'oscillation sismique du sol peut déterminer des vagues d'oscillation fixe dans l'eau, mais seulement lorsque le rythme de ces seiches est isochrone (ou à peu près) avec celui de l'oscillation. Cela ne peut avoir lieu que dans de très petits bassins.

Il y aui'ait encore une autre possibilité de seiclies causées par la secousse sismique; ce serait la production de seiches plui-inodales dont le rythme serait assez rapide pour coïncider avec celui de l'oscillation sismique. C'est ce qui a peut-être lieu dans les tremblements de terre marins, dans ces vagues de transmission r[ui traversent l'Océan à la suite d'une secousse de tremblement de terre (v. p. 204) ou d'un

(') Nature XL, 16-2. London 1889.

(-) Le sismographe de Palmicri, bassin rempli de mercure dont le liquide se déverse à chaque oscillation par les échancrures du vase, met en évidence les seiches en miniature, causées parle tremblement de terre.

Grande série de seiches de Mars -Avril 1891,

RédiicUorv des tracés limnogr-aphiijnes de Séchcron (Genève )

dénivcUation : i^raiideju- juihweUe .

mle^'se d t'nrcnistj-ement : o "^m

■loMlr.K I 1. Avril

•! Aiu-il

r. A. Fore], l.èUiunn. —FI. Vl

effondrement du sol (vague de Krakatoa). Toutefois je ne puis m'ernpêcher de remarquer que, dans ce que nous allons appeler les vibrations du lac, que nous assimilerons par hypothèse à des seiches multinodales, la durée de Toscillation est encore de '/j ou 2 minutes, c'est-à-dire beaucoup plus grande que celle des oscillations sismiques ; que dans les vagues de transmission de l'Océan, la durée de la vague est de plusieurs minutes, ou de fractions d'heure, c'est-à-dire d'un tout autre rythme que celui des éléments de la secousse du tremblement de terre.

Mais je ne veux pas me perdre ici dans une discussion qui nous entraînerait trop loin de notre sujet, et je conclurai simplement : Nous ne possédons pas encore d'observations limnographiques de seiches produites par des secousses sismiques. Ou autrement : les seiches ordinaires ne sont pas causées par des tremblements de terre.