ÉTAT DU LAC

vibrations

tions.

12 septembre

187X Calme plat

régulières arrondies —

Bise II

irrégulières aiguës

13 octobre

Bise III

irrégulières

29 avril

1879 Bise IV

id.

17 juillet

Morget

id. aiguës

Sudois IV

id. id.

17 septembre

Vaudaire

id. id.

Morget

régulières subaiguës

Joran I

subréguliéres aiguës

Calme, grand beau

id. arrondies 23

Sudois IV

irréguliéres aiguës

Rebat après l'orage

subi'égulièr. subaiguës 18

Rebat, grand beau

i^d. id.

12 août

Rebat très faible

id. aiguës

Sudois III

ir régulières id.

Fort rebat

id. id.

Sudois III

id. id.

Vagues de vaudaire

id. id.

Je me borne à donner ce.s ob.servation.s par ordre de dates ; j'ai essayé de les classer autrement, je ne suis arrivé à aucun résultat utile.

D'après les chiffres ci-dessus, la durée moyenne des vibrations serait d'environ 26 secondes.

Y a-t-il quelques relations entre les vibrations et les seiches ? Voici ce que je puis dire à ce sujet :

a Les deux ordres de phénomènes peuvent se superposer. Sur les tracés limnographiques, les ondulations des vibrations brodent sur les sinusoïdes des seiches, comme nous avons vu différents ordres de seiches interféi^er entre elles.

b Cependant, je crois avoir- remarqué que lorsque les vibrations sont fortes, elles éteignent plus ou moins le mouvement des seiches ; c'est ainsi qu'à Genève, par le temps de bise où les vibrations sont considérables et se dessinent en traits pressés sur les tracés du limnograplie de Sécheron, les seiches décroissent rapidement de hauteur, et les séries de seiches ont alors une durée i^elativement moins longue. Les vibrations semblent abattre les seiches.

— Quelle est la nature de ces vibrations causées par le vent '? En l'absence de meilleure explication, j'en suis réduit à supposer que ce sont des vagues d'oscillation fixe à un grand nombre de nœuds, des seiches multinodales. Mais je ne sais vraiment comment justifier cette

hypothèse, à laquelle je suis arrivé par exclusion de toute autre possibilité.

3° Le Mascaret de la Morge.

J'ai déjà dit que j'avais constaté, d'une manière autre que par les tracés limnographiques, l'existence des vibrations du lac; je les ai retrouvées dans mes observations plémyramétriques où elles se dessinent par des mouvements saccadés et rapides du flotteur. J'en trouve encore une autre mise en évidence par un phénomène visible, •en certaines circonstances, dans l'estuaire de la .Morge, et qui n'est ■autre chose qu'un mascaret.

La rivière la Morge présente à son embouchure un long canal de 15m de largeur, à pente très faible, dans lequel le lac en hautes «aux remonte assez loin. Lorsque la hauteur du lac est telle que «es eaux remontent dans la Morge, mais n'y ont qu'une profondeur minime, quelques centimètres, nous observons souvent dans cet -estuaire le phénomène suivant. Les eaux de la rivière sont calmes, et, le débit étant très faible, s'écoulent lentement vers le lac ; mais à intervalles plus ou moins réguliers, une série de 2, 3 et 4 vagues remontent le cours de l'eau pour venir mourir au point où la nappe horizontale du lac s'unit au plan très faiblement incliné de la rivière. €es vagues sont très serrées et se pressent l'une derrière l'autre ; en aval de ces vagues, on peut reconnaître un léger courant remontant, «n amont le courant descendant est visiblement exagéré ; en aval de €es vagues, le niveau de l'eau est de un ou deux centimètres plus élevé que celui de l'eau amont. Ces vagues sont parfois assez fortes pour rouler sur elles-mêmes, et pour écumer ; leur hauteur est de plusieurs centimètres ; elles sont très visibles et ont été observées aussi bien par M. Ch. Dufour que par moi-même.

Le schéma (fig. 90) donnera une idée de l'apparition ; la flèche a

tl-'iy. 'JU.j — Mascaret de la Morge. Coupe schématique.

■indique le cours de la rivière, la flèche h le sens de la propagation des ^'agues en question, les flèches c et d le courant de l'eau en amont et

en aval du mascaret. C'est un mascaret en miniature, analogue, dans ses dimensions réduites, à celui qui se développe dans les estuaires débouchant à l'océan, sous l'action de la marée montante ; nous y pourrions reconnaître tous les détails du phénomène, exagération vers les rives du canal, exagération sur les bas-fonds, formation et entrecroisement des éteules ou vagues du mascaret, etc. Nous n'hésitons pas à leur appliquer le nom de mascaret.

Ces mascarets se succèdent à intervalles plus ou moins réguliers ; j'ai noté, en plusieurs occasions, l'instant où les mascarets passaient devant un repère de la berge ; je donnerai deux exemples des allures du phénomène.

1er octobre 1S92. Vagues mortes de rebat. Passage du mascaret dans l'estuaire. Intervalle entre les passages.

60 sec

4 7 11 gmir

1 20 sec

m.oyenne 51 «ec 3 octobre 1893. Sudois 111.

Passage.

Intensité.

Intervalle,

lO'i 55'"'" 15 '""■'

moyenne -26 s*^*^

Les mascarets qui se suivent ont une intensité assez variable ; j'en ai donné une idée dans l'observation du 3 octobre 4893, en notant par un facteur de I à IV la grandeur i-elative du phénomène : parfois les vagues sont presque nulles, et d'observation très difficile. Suivant donc que j'ai noté ou négligé ces mascarets très faibles, la moyenne d'une série d'observations peut en être sensiblement relevée ou déprimée. Puis, si l'attribution que je vais faire de ce mascaret à l'action des vibrations du lac est juste, je puis difficilement séparer les vibrations dues au vent, de celles dues aux bateaux à vapeur.

Toujours est-il que voici la durée moyenne de la période qui sépare les mascarets successifs, dans quelques observations faites dans l'estuaire de la Morge, par des états du lac fort divers :

N"'* Dates Etat du lac. Durée moyenne.

I !"■ octobre 1892 Vagues mortes de rebat 51 ^^^c

II 7 — — Grand sudois, durée des vagues 2.5«cc 31

III 11 — — Sudois II 45

IV 12 — — Sudois I, vagues de 2.5scc 40

V 22 — — Sudois III — de 3sec 35

VI 11 décembre 1892 Sudois III ' 51

VII 22septembrel893SudoisIII 25

VIII 29 — — Joran II 29

IX 3 octobre 1893 Sudois III 26

X 11 — — Grand beau, grand calme 62

XI 20 — — Bise II 32

XII — — — Après le passage d'un bateau à vapeur 28

moyenne 38*"*^

La durée moyenne de retour périodique de nos mascarets est donc de 38 secondes environ, un peu plus d'une demi-minute.

J'avais d'abord pensé à attribuer ces vagues, qui remontent l'estuaire de la Morge, à la propagation de ce qu'on appelle la 7e vague. On sait que, dans les vagues du vent, l'intensité des vagues successives est très inégale ; qu'il y a de temps en temps recrudescence notable de la grandeur des vagues ; deux ou trois vagues sont de hauteur maximale, puis les suivantes sont relativement faibles ; les marins désignent ces fortes vagues d'intensité extrême sous l'épithète de la 7^ vague. J'avais pensé que, tandis que les vagues relativement faibles se seraient éteintes à l'embouchure de l'estuaire, les vagues plus fortes se seraient

propagées plus loin, et auraient seules apparu au point où je faisais mon observation. Mais cette hypothèse tombe devant les chiffres que je viens de donner. On y voit la période de ce que j'appelle le mascaret être aussi longue lorsque les vagues sont nulles ou très faibles (observations I, X, XI, XII), que lorsque le lac est tourmenté par des vagues violentes. Il n'y a pas proportion entre la période du mascaret et la grandeur des vagues qui viennent battre à l'embouchure de la Morge.

Nous en restons donc à notre notion, que les vagues en question remontant l'estuaire de la Morge sont bien un mascaret. Un mascaret est dû à la crue des eaux de l'estuaire par le fait de la marée montante ; pour qu'il y ait crue de l'estuaire, il faut apport d'eau ; cet apport ne se fait pas sans courants ; les frottements de l'eau sur le plafond et sur les bords du chenal déterminent les vagues et le roulement du flot du mascaret. Le mascaret de la Morge est donc dû à une crue du lac.

Parmi les dénivellations périodiques du lac, quelle est celle dont le rythme correspond à celui du mascaret ? Ce ne sont pas les seiches qui, à Morges, ont 10 et 5 minutes de durée ; ce ne sont pas les vagues du vent ou des bateaux à vapeur qui ne dépassent pas 5 secondes au maximum. Les seules oscillations du niveau de l'eau qui se rapprochent de la demi-minute que dure la période du mascaret de la Morge, sont les vibrations du lac.

J'attribue ce mascaret de l'estuaire de la Morge aux vibrations du lac, aussi bien à celles causées par le vent qu'à celles dues aux bateaux à vapeur.

4° Les vibrations de la mer.

Nous n'avons pas à chercher des seiches dans la mer ; le bassin de l'océan est trop large pour que nous puissions espérer y voir se développer un balancement simple, uninodal ou binodal. Tout au plus dans certaines méditerranées, dans leurs parties les plus étroites (le canal d'Irlande, la mer Adriatique, le golfe de Bothnie, la mer Rouge, le golfe Persique, etc.), pourrait-on peut-être en retrouver des analogues ? Cette recherche n'a pas encore été faite.

En revanche, les vibrations que nous venons de constater dans nos

lacs, si elles sont ce que nous supposons, des vagues d'oscillation fixe à nombre considérable de nœuds, doivent exister dans la mer ; avec des marégraphes suffisamment sensibles on les y décèlerait.

En réalité, si l'on étudie les tracés marégraphiques, on retrouve, très fréquemment, des indications plus ou moins nettes d'oscillations à courte période, qui n'ont rien à faire avec la marée ; elles sont surtout visibles dans les moments où la mer est étale, et où, par conséquent, l'appareil enregistreur a son maximum de sensibilité. Les oscillations, je les ai trouvées partout où je les ai cherchées. Sur diverses collections de tracés marégraphiques, en particulier à Cette et à Venise, j'ai même vu le phénomène avec de grandes allures et un beau développement.

A Celte, grâce à l'obligeance de M. Delestrac, ingénieur du port, j'ai pu prendre en 4879 des calques de tracés du marégraphe, et j'y retrouve des oscillations très bien marquées. Elles ont plusieurs types, entr'autres celui de 5 minutes de durée (1^'" février 1875, 21 janvier 187G, 16 janvier 1878), de 12 minutes (les 8, 16, 21, 29 janvier 1875, 19 janvier 1878), de 15 minutes (les 10 et 11 janvier 1877, le 24 janvier 1878), de 20 minutes (le 3 janvier 1875). Je donne à la figure 91 un

(Fig. 91.) — Vibrations de la mer. Marégraphe de Cette. Grandeur naturelle, S^m par heure.

exemple de quelques-unes de ces oscillations du 16 janvier 1875 ; on y verra le phénomène parfaitement dessiné.

A Venise, M. le comte Antoine Contin de Castelseprio, ingénieur hydrographe, a eu l'obligeance de me communiquer, en 1881, les tracés du marégraphe du Lido, et j'y ai retrouvé de même des oscillations périodiques plus ou moins régulières, atteignant 10 et 20 centimètres de hauteur, et de durée variant, suivant les jours, de 10 à 12, à 40, à 50, à 90 minutes (tracés de 1872 à 1874).

Dans les deux cas, les allures des tracés marégraphiques montrent,

très nettement, que le développement de ces oscillations est en rapport avec l'état de la mer; comme pour nos vibrations du lac, ou comme pour les seiches, elles sont plus grandes, mieux marquées, plus régulières certains jours que d'autres, dans certaines périodes que dans d'autres. Je n'ai nul doute que, si j'étais aussi bien familiarisé avec les tracés de ces marégraphes que je le suis avec ceux du limnographe de Morges, je saurais y lire facilement l'état de la mer, d'après les broderies qui diversifient la courbe de la marée.

Ce n'est pas seulement dans ces stations que les vibrations de la mer sont évidentes. Chaque fois que j'ai eu l'occasion d'étudier des tracés marégraphiques, j'en ai constaté au moins des indices. Voici, en tableau, la durée et la hauteur de celles dont je retrouve des calques dans mes notes :

Mer.

Marégraphe.

Dates.

Durée moyenne d'une vibration.

Hauteur de la dénivellation.

Méditeri'anée.

Cette (1)

de 5 à 20'"'"

Marseille (2)

5 août 1885

Livourne (3)

de 12 à 20

Naples (3)

de 12 à 15

Palerme (3)

Ravenne (3)

de 15 à 20

Venise (^)

de 10 à 60

Malte (■')

juin 1872

de 20 à 25

Atlantique

Brest ('')

Le Helder («)

18 février 1854

Swansea (^)

décembre 1837

Océan indien

Carwar (")

janviei- 1880

Paumben '(")

avril 1880

de 10 à 15

Beypore (')

(') Communiqué par M. Delestrac, ingénieur, à Cette.

(2) La Nature, XVIII, 1, 146, Paris, 1890.

(■^) Communiqué par M. le commandeur A. Betocchi, à Rome.

(^) Communiqué par M. le comte Contin de Castelseprio, Venise.

(■'') Communiqué par G. Airy, astronome royal, à Londres.

('■') Communiqué par M. .1. .Janssen de l'Institut de France.

(■) Collection de tracés à l'exposition de Géographie de Venise, 1881.

(8) Hugo Lentz, Fluth und Ebbe, fig. 39, Hamburg, 1879.

On retrouve partout, dans ces observations, des oscillations de la nappe d'eau plus ou moins régulières, de durée relativement courte, qui n'ont aucun rapport avec la vague de marée, qui varient pour la durée, la hauteur et les allures d'un jour à l'autre, et d'une station à l'autre. Par ces caractères, elles ressemblent d'une manière frappante à nos vibrations du lac. Elles sont toujours beaucoup plus longues que ces dernières qui varient, pour leur durée, de V* à 1 ou 2 minutes ; mais, la grandeur du bassin de la mer étant infiniment plus considéiable, je ne vois rien d'étonnant à ce que le même phénomène ait une amplitude beaucoup plus grande dans la mer que dans notre lac.

Je crois devoir donner encore un exemple de ce^ vibrations de la mer ; je reproduis, à la fig, 92, une partie d'un tracé du marégraphe

(Fig. 92.) — Vibrations de la mer. Marégraphe de Malte. Grandeur naturelle, S'"» par heure."

de Malte du 7 juillet 1872, qui montre d'une manière saisissante le caractère périodique régulier de ces oscillations. L'astronome royal de Londres, G.-B. Airy, qui me les communiquait, y voyait de véritables seiches, ou un mouvement de balancement établi entre la côte de Sicile et l'Afrique ('). Les dimensions ainsi limitées auraient impliqué, si cela avait été des seiches uninodales ou binodales, une durée beaucoup plus considérable que les quelque 20 minutes, durée moyenne

(') G.-B. Airy, m litt. ^4 novembre 1877.

de ces oscillations. En tous cas ce doit être des seiches multinodales, des vagues d'oscillation fixe à un grand nombre de nœuds.

Provisoirement, et jusqu'à une étude plus complète que je me permets de recommander aux physiciens-océanographes, j'assimilerai les oscillations que je viens de décrire à nos vibrations du lac, et je les ■appellerai, faute de mieux, les vibrations de la mer.