n de longueur et SS**'" de profondeur

Seiches du port de Morges 22.5

Seiches du lac à Morges 264

Seiches du lac à Genève 451K)

La durée des oscillations était suffisamment proportionnelle à la grandeur du bassin dans lequel Teau 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'autre 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 seiches 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 experimeiHum crucïs, 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 Teau du port, des seiches du port 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 B""» au plus, qu'elles ne sont manifestes que lorsqu'elles viennent battre sni* une plage trùs peu inclinée.

Quant à l'origine de ces vagues de balancement du port, je les attribue à deux causes difl'érentes :

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.

b) A la vague puissante que les bateaux à vapeur refoulent devant eux, et font engouffrer 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. ^30.)

reil très sensible, le plëmyramètre^ dont Tapplication facile m'a été d'une grande utilité dans ces recherches, j'ai pu constater que la durée des seiches à Veytaux était, comme à Genève, très supérieure à celle de Morges. La durée que j'ai trouvée à ces seiches longitudinales était de 1783 secondes, soit 5(5 minutes environ. (*)

A l'aide du plémyramètre, j'ai pu, en 1873 et 1874, étudier avec plus de sûreté les seiches de Morges (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 7^ 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. (*)

Enfin, des observations simultanées faites aux deux extrémités du lac de Neuchâtel me montrèrent l'eau s'élevant à l'un des bouts du

(») F. À. Forely !!• étude sur les seiches. Bull. S. V. S. N., XIII, ,"310, Lausanne,

(*} Voici la durée que mes observations plémyramétriques m'ont 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,

(Vi secondes

de Joux,

de Morat.

de Brienz

de Walenstadt,

de Thoune,

ilir>

de NeuchAtel,

Bodan,

Léman,

Ces chiffres n'ont rien de délinitif : plusieurs d'entr'eux demandent des corrections importantes. Quelques-uns sont déjà corrigés par les observations que nous possédons aujourd'hui (voir plus bas).

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 démonti'êe (1874).

Toutes ces expériences et observations justifiaient 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 Mor-ges un limnimètre enregistreur, ou limnographe, variante des mai-égraphes de l'océan, appareil très sensible qui a fonctionné à satisfaction jusqu'en 4884, et m'a permis une étude plus précise des allures et types des seiches. J'ai reconnu sur mes tracés limnogi'aphiques de Morges l'existence d'un type normal, presque constant, de 40 minutes de durée, les seiches transver.sales du Léman, quelques types anormaux de durée ou plus forte ou plus faible que 40 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 4876 aussi, j'ai enfin obtenu ce que je réclamais depuis longtemps des mathématiciens, mes amis : les éléments d'une formule des seiches. M. le professeur K. Von der Muhl m'a indiqué une formule de Rodolphe Merian de Baie 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 :

^'yh

En 4877, 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 synchrone 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 Chillon, 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,

j'ai supposé que ces seiches de 35»"'" seraient des seiches partielles du lac, oscillant dans le bassin du gi^and lac, de Villeneuve à Yvoire. Nous verrons plus loin que cette interprétation était probablement fausse, et que ce sont des seiches binodales du lac dans son ensemble. (')

Cette même année 1877, M. Ph. Plantamour, de Genève, a établi son limnographe de Sécheron, magnifique appareil qui a donné 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 r)5'n'", seiches binodales. Ce fait important écartait toutes les difficultés suscitées par les observations 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 cherchée dans les tremblements 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. Ph. Plantamour l'occasion d'étudier le développement des seiches énormes causées par cette perturbation atmosphérique.

En 1H79 aussi, M. Ed. Sarasin, de Genève, fit construire un limnographe portatif très pratique, qu'il a successivement établi à la Tourde-Peilz, Chillon, Rolle, 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 î^5"»''" à Genève et à l'extrémité orientale du lac. L'eau mon-

(') Cependant cette interprétation a été en partie reprise par M. P. du Boys, comme nous le verrons plus loin.

SEÏCHES 61

lait simultanément dans les deux stations. C'était la preuve de la nature bmodale de ces seiches de Î35'"'".

En 1880, les ingénieurs des Ponts et Chaussées français établirent à Thonon un Jimnographe qui nous a fîxit connaître le type des seiches de cette station.

En 1880 aussi, J.-L. Soret nous a donné Texplication des courbes intéressantes données par Tinterférence sur les tracés de Genève des seiches longitudinales uninodales et binodales, ce que j\ai appelé les seiches dicroles.

Signalons encore les études, tout à fait indépendantes, faites en 1885 sur le lac George, province de Murray, Nouvelles Galles du Sud, par M. H.-C. Russell, directeur de Tobservatoire de Sidney. Les faits 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 vérification qu'ils en ont donnée 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'B^uripe, combattue par le capitaine A. Miaulis, de la marine grecque, a reçU, en 1888, la confirmation tiès autoiisée de M. 0. Krummel, l'auteur du II® volume du Ilandbuch dcr Ozeanographie.

En 1886, M. Ed. Sarasin établit son limnographe à Zurich, et étudia les seiches mal dessinées et peu accentuées de ce lac intéressant.

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 Merlan 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 Merian à une formule identique à la sienne pour roscillation de l'eau dans un bassin à fond horizontal ; puis en faisant intervenir des considéi'ations nouvelles, il a donné à cette formule la forme :

pour l'oscillation de Teau dans un bassin à fond compliqué.

Nousavons, 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 4890, Tétude scientifique du lac de Constance qui accompagnait rétablissement de la carte hydrographique de ce lac, a été complétée par Tétude des seiches. M. Ed. Sarasin a bien voulu mettre gracieusement à notre disposition son limnographe 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 Xeuchûtel, dans les stations d'Yverdon et Neuchdtel ; 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 quel parti positif on peut tirer de ce résultat presque négatif.

Cette rapide esquisse des recherches faites pendant les vingt dernières années sûr le Léman et les autres lacs était nécessaire pour que nous puissions 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.

liausanne, 1878.