Daguin, Traité de physique, t

LA GLACE

tout sur leur passage. On nomme embâcles ces accumulations de glaçons qui suivent de près Je dégel ou la débâcle proprement dite. En janvier 1880, après les froids exceptionnels de ce mois, la Seine, la Loire, la Saône virent se former des embâcles qui obstruèrent leurs lits sur une longueur considérable, et qu'on ne put détruire qu'à grands renforts de dynamite. Voici, d'après M. F. Schrader, la description de l'embâcle de

Fig. 1!8. — Embâcle de la Loire à Villebernier (environs de Saumur) en janvier 1880.

la Loire qui a menacé un mois durant la ville de Saumur : « Comme toutes les rivières françaises, la Loire s'était couverte d'un manteau de glace pendant tout le mois de décembre. Au commencement de janvier, le froid cessa brusquement, la température remonta au-dessus de zéro, et, le 7 janvier, toute la surface glacée, épaisse de 50 centimètres à peu près, se mit en mouvement, glissant vers la mer en larges banquises blanches. La Loire est généralement très large, mais rarement très profonde. Les montagnes d'où elle descend ne sont pas

assez hautes pour lui donner une provision d'eau bien constante. Quand il pleut beaucoup, elles en donnent trop; la sé-

Fi". 119. — Glaçons de l'embâcle de la Loire.

cheresse d'été, le froid d'hiver venus, elles n'en donnent plus assez. Aussi le sable poussé par les crues de chaque année se répand-il en larges bancs dans le lit du fleuve, et quand les

LA GLACE

eaux baissent, on voit de partout les nappes sablonneuses surgir à fleur d'eau, arrêter ou rider le courant. Précisément, le 7 janvier, il n'y avait pas beaucoup d'eau. En arrivant à 2 kilomètres en amont de Saumur, quelques glaçons s'arrêtèrent à la pointe de l'île Offard, qui porte un faubourg de la ville. D'autres s'échouèrent sur les bancs de sable qui encombraient le courant; puis, contre ces premiers obstacles, vint s'entasser une masse sans cesse croissante de grands glaçons, vrais rochers de cristal qui formèrent bientôt une digue continue sur toute la largeur du fleuve. Et tandis qu'à Saumur même la Loire, dégagée de glaces, coulait doucement sous les arches des ponts, une muraille blanche s'élevait d'heure en heure à quelques kilomètres plus haut, sans cesse plus compacte, plus épaisse, plus menaçante. Au bout de deux jours, le fleuve était rempli de glace sur une longueur de plus de 9 kilomètres, jusqu'en amont de l'embouchure de la Vienne. A la pointe des îles, fur les promonloires du rivage, les blocs avaient monté jusqu'à la hauteur d'un étage, se précipitant dans les prairies, glissant en avant sous la poussée de ceux qui les suivaient, écrasant les arbres, bouleversant les terres, menaçant les maisons. » Une reprise soudaine de froid souda toute cette effroyable masse et l'on put craindre qu'un nouveau dégel ne l'emportât, poussée par une crue de la Loire, entre les ponts et les quais de Saumur. On réussit à ouvrir, à l'aide de la dynamite, un canal dans cet amas; le dégel se fit lentement et la débâcle entraîna peu à peu, après un mois d'immobilité, les glaçons que la tiédeur de l'atmosphère avait heureusement ramollis et endettés.

La salure et l'agitation de l'eau de la mer sont des causes de retard pour son point de congélation, qui ne se produit d'ailleurs que dans les latitudes élevées, et à une faible dislance des côtes. Les nombreuses expéditions qui ont eu lieu dans les régions polaires, les descriptions laissées par les navigateurs et les savants qui les ont explorées, ont rendu populaire la physionomie des champs de glace, des accumulations de glaçons

ou banquises, des glaces flottantes qui forment pour ainsi dire le fond des paysages arctiques ou antarctiques pendant la

Fig. 120. — Icebergs d'un fjord groenlendais

plus grande partie de l'année. Mais il y a lieu de distinguer les

1. Les icebergs que représente la figure 120 ont été observés par le docteur i. llayes, pendant son voyage au Groenland, dans le fjord d'Aukpadlartok (vers le 73" degré de lati-

Les glaces polaires. 319

glaces polaires, sous le rapport de leur origine ou de leur mode de formation. Voici la classification qu'en donne Nordenskiold dans son récit du Voyage de la Vega autour de VAsie et de l'Europe :

« 1° Icebergs. — Les véritables icebergs atteignent parfois une hauteur de 100 mètres au-dessus de la surface de la mer, et s'enfoncent souvent de deux ou trois cents mètres au-dessous. Leur hauteur totale mesure par suite quelquefois de quatre à cinq cents mètres, et leur superficie peut atteindre plusieurs kilomètres carrés. De pareils blocs ne se détachent, dans le nord de l'océan Glacial, que des glaciers du Groenland et aussi, d'après Payer, de ceux de la Terre François-Joseph. Ils proviennent, non pas, comme quelques auteurs, Geikie, Brown et d'autres l'ont écrit et ont voulu le prouver par des dessins inexacts, de glaciers qui s'avancent dans la mer et se terminent par une tranche de glace escarpée et à cassure régulière, mais, au contraire, de glaciers très irréguliers qui, longtemps avant d'atteindre la mer, sont fractionnés en masses énormes et débouchent dans des fiords profonds.

« 2° Blocs de glace (Iceblocks) provenant des glaciers. — Ces glaçons, que l'on désigne souvent à tort sous le nom d'icebergs, s'en distinguent par leurs dimensions et par leur mode de formation. Ils ont rarement une épaisseur dépassant trente à quarante mètres, et ne s'élèvent qu'exceptionnellement d'une dizaine de mètres au-dessus de l'eau. Ils proviennent du vêlage des glaciers qui se terminent sur la mer par une tranche à pic et partout d'égale hauteur. Les blocs de glace provenant de glaciers sont très nombreux sur les côtes du Spitzberg et au nord de la Nouvelle-Zemble, mais ne se trouvent pas, ou tout au moins sont très rares, sur la côte septentrionale de l'Asie, entre le Jugor Schar et la Terre de Wrangel... Ordinairement la

tude), et le dessin que nous en donnons est la reproduction d'une épreuve photographique. « On amarra la Panthère, dit le célèbre voyageur, à un iceberg ; nous prîmes un bateau pour serpenter longuement au milieu des glaçons; nous traversâmes force endroits dangereux, entre autres une arche ouverte dans une énorme montagne de glacei »

ghice des glaciers a une couleur bleue. Elle donne en fondant une eau potable, quelquefois légèrement salée, par suite de l'embrun que les tempêtes lancent très haut sur les glaciers.

« 3° Glaçons provenant des isfot (pieds de glace) formés en hiver sur les bords des rivières ou le long de la côte. — Ils s'élèvent parfois de cinq à six mètres au-dessus de la surface de l'eau, et généralement sont formés de glace mêlée de terre.

« 4° Glace de fleuve (Flodis). — Champs de glace plats, relativement petits. Lorsqu'ils arrivent à la mer, ils sont déjà crevassés et par suite fondent très rapidement.

l'ig. J I . — (iluçons do lu piesqu'ile des Tbhuktschis.

« 5U Eay-is. — On désigne sous ce nom des champs de glace plats, qui se sont formés dans des fiords ou dans des échancrures de la côte, et qui ont été exposés à une température estivale prématurée. Le bay-is fond complètement en été et est ordinairement peu compact.

« 6° Glace de mer (Hafsis). — Glace qui s'est formée dans les mers très avancées du Nord... C'est principalement de cette glace que sont formés les champs à l'est du Groenland, au nord du Spitzberg, entre cette dernière terre et la partie septentrionale de la Nouvelle-Zemble, ainsi qu'au nord du détroit de Bering... La glace de mer est souvent empilée en grands toross

LA GLACE

(ou hummoks). Sous ce nom, on désigne des monceaux de glaçons primitivement anguleux et librement empilés les uns sur les autres, mais qui, peu à peu, se sont arrondis et soudés les uns aux autres en blocs gigantesques. Ces glaçons forment avec ceux qui proviennent des glaciers, la masse principale des grundis que l'on rencontre sur les côtes des terres polaires. L'eau résultant de la fusion de la glace de mer est légèrement

Fig. 122. — Toross formé dans le voisinage des quartiers d'hiver de la Vega.

saumâtre, mais sa salure diminue à mesure que cette glace devient plus ancienne1. »

On voit par cette nomenclature des glaces polaires que la plupart proviennent des glaciers, ou de la congélation qui se produit le long des côtes. Les fiords en fournissent aussi une notable partie. Cependant la formation de la glace à une certaine distance en pleine mer a été maintes fois constatée. Scoresby l'a observée jusqu'à 20 lieues des côtes. La surface de l'eau se recouvre d'un nombre infini de petits cristaux qui se brisent

1. A. E. Nordenskiôld, Voyage de la Vega autour de l'Asie et de l'Europe, t. I.

et s'enchevêtrent, par le fait de l'agitation des vagues ; ils finissent par se souder ensemble et à constituer une croûte qui s'épaissit avec d'autant plus de rapidité que la mer est plus calme ; en un seul jour, le champ de glace ainsi formé peut prendre 6 à 8 centimètres d'épaisseur, pour atteindre en totalité 7 à 8 mètres. Mais cet accroissement est dû en partie à la neige qui tombe à la surface du champ, qui fond en été et se congèle ensuite en hiver. Les tempêtes brisent les champs de glace, et

Fig. 125. — Fjord glacé du Groenland.

leurs fragments contigus, entraînés par les vents et les courants, vont former les packs ou banquises, que les navigateurs des mers polaires rencontrent si fréquemment sur leur route. Dans la mer de Kara, la faible salure des couches d'eau superficielles et la basse température qui règne en hiver, déterminent la production d'une épaisse couche de glace qui, bien que brisée de bonne heure, n'a point d'issue vers une mer ouverte toute l'année. Aussi l'énorme banquise, s'accumulant sur la côte orientale de la Nouvelle-Zemble, y obstrue les trois détroits qui la font communiquer avec l'Atlantique. C'est là, d'après Nor-

denskiold, l'origine du surnom de glacière donné à la mer de Kara.

g 8. LE VERGLAS.

Dans le prochain chapitre, nous achèverons ce qui nous reste à dire des glaces polaires, en traitant des glaciers. Revenons un instant dans nos climats de la zone tempérée, et disons quelques mots du verglas.

Tout le monde sait que si un dégel subit succède à un froid rigoureux et prolongé, l'élévation de température des couches d'air ne se communique que fort lentement au sol et aux objets mauvais conducteurs de la chaleur qui reposent à sa surface. Ces -objets sont encore au-dessous de 0°, quand l'air doux et humide est assez chaud pour que l'eau atmosphérique puisse tomber à l'état de pluie et de bruine. Alors, par son contact avec des corps de basse température, cette eau se congèle et les recouvre d'une mince couche de glace unie et transparente, à laquelle on donne le nom de verglas. Il est rare que cette couche séjourne longtemps sur le sol ; à moins qu'il n'y ait une reprise du froid, l'eau cède sa chaleur aux objets et le dégel continue.

Quelquefois le verglas est déterminé par la fusion de la neige sous l'influence de la chaleur du Soleil. Le rayonnement nocturne refroidit assez l'eau ainsi produite pour la congeler.

Le verglas peut encore se produire dans des conditions tout à fait différentes de celles que nous venons d'énumérer, et qui ne permettent point d'attribuer au phénomène la cause que nous venons d'indiquer, c'est-à-dire la congélation subite de l'eau par son contact avec des corps de basse température. Dans le courant de janvier 1879, on a observé en effet, en diverses régions de la France, un verglas extraordinaire qui a causé à la végétation, aux forêts, des dégâts énormes. Citons quelques faits1, tous observés aux mêmes dates des 22, 23,

1. Comptes rendus de l'Académie des sciences pour 1879, t. f.

24 janvier. D'après M. Decharme, à Angers, « l'épaisseur de la glace formée sur les arbres, sur les fils métalliques et sur tous les objets extérieurs, a atteint 2 centimètres; certaines feuilles d'arbustes étaient chargées d'un poids de glace égal à cinquante fois leur propre poids. Un grand nombre de branches d'arbres se sont brisées , lorsque le commencement du dégel est venu interrompre la continuité entre la couche de glace qu'elles portaient et celle qui couvrait les branches plus grosses. »

Une particularité importante, signalée par M. E. Nasse (à Epernay), c'est que le verglas se formait sur des corps qui ne pouvaient être à une basse température; par exemple, « on a pu observer une croûte de glace épaisse se formant progressivement sur les parapluies, sur les vêtements de personnes qui sortaient d'appartements chauffés. »

M. Godefroy, qui observa le phénomène à La Chapelle Saint- Mesmin (Loiret), en décrit ainsi les circonstances :

« Pendant trois jours consécutifs, les 22, 23 et 24 janvier 1879, la pluie n'a cessé de tomber, et cependant le thermomètre se maintenait à 2, 3 et même 4 degrés au-dessous de zéro. Le pluviomètre accusa, pour ces trois jours, 36mm,3. Une partie seulement de cette eau se congela sur les objets qu'elle atteignit dans sa chute.

« Lorsque la pluie était peu abondante, chaque gouttelette se solidifiait instantanément, même sur des objets chauds; elle affectait alors la forme de petites pastilles aplaties et irrégulières ; le phénomène était surtout remarquable sur les étoffes de laine, et était manifestement dû à ce que ces gouttelettes avaient été amenées à l'état de surfusion par leur passage au travers de l'air froid. La solidification se produisait au moment où les gouttes rencontraient les corps solides. Lorsque, au contraire, la pluie était abondante, les choses se passaient autrement : une portion de l'eau se transformait immédiatement en glace; l'autre partie roulait sur les objets et le sol, dont elle suivait les pentes naturelles ; pendant ce trajet sur des corps

froids, au sein d'une atmosphère glaciale, une nouvelle couche de glace se formait et produisait des stalactites.

« Le poids des branches recouvertes de glace augmenta de plus en plus : dès la première nuit, plusieurs furent brisées. Dans la soirée du second jour, le phénomène prit des proportions effrayantes. Toute la nuit, les craquements se succédèrent avec une rapidité toujours croissante : le lendemain matin, les branches arrachées et brisées jonchaient le sol ; des arbres entiers gisaient déracinés ; d'autres, et des plus grands, étaient fendus en deux depuis le sommet jusqu'à la base... On ne sera pas étonné de ces effets extraordinaires, si l'on a égard aux chiffres suivants. Une brindille de tilleul fut pesée : la balance accusa 60 grammes par décimètre de longueur; cette même brindille, dépouillée de la glace qui l'entourait, ne pesait que 0g',5. Une feuille de laurier portait une carapace de glace de 70 grammes. »

A Fontainebleau, M. Piébourg constata qu'une couche de glace de 2 à 3 centimètres couvrait complètement le sol. « Cette couche de glace, dit cet observateur, adhérait aux toits, s'attachait aux parois verticales des murs ; nous avons vu des perrons dont les contre-marches en étaient revêtues sur une épaisseur presque aussi grande que les marches elles-mêmes. » Comme à Saint-Mesmin, les végétaux éprouvèrent d'énormes dégâts. Dans le parc et la forêt, les effets du verglas furent désastreux. Le poids considérable de la gaine de glace qui enveloppa les branches, petites et grosses, et jusqu'aux troncs, en fit ployer et rompre un grand nombre. » Des arbres tout entiers, parmi les plus gros du parc, ont été, soit brisés avec fracas, soit courbés jusqu'à voir leurs cimes toucher la terre, soit enfin arrachés dans les endroits où le sol sablonneux était moins résistant. Nous en avons mesuré un, entre autres, qui n'avait pas moins de 2"',20 de circonférence à la base et de 57 mètres de hauteur, lequel était rompu à 4m,50 environ au-dessus du sol. » Les arbres ou arbustes à feuilles persistantes, qui avaient résisté pendant le verglas, grâce au soutien que se prêtaient

mutuellement leurs branches, furent dépouillés au moment du dégel : « la glace qui reliait entre elles les différentes têtes de rhododendrons, par exemple, ayant fondu d'abord, chaque

Fig. 124. — Le verglas du 25 janvier 1879 dans la forêt de Fontainebleau.

branche a été entraînée par le poids de la tôle, encore chargée d'une couche assez épaisse. »

Ce que nous avons surtout à retenir de ce phénomène extra-

ordinaire, ce sont les circonstances qui l'ont accompagné : une pluie continue durant plusieurs jours ; une température de l'air et par conséquent des gouttes de pluie elles-mêmes, notablement inférieures à zéro (de — 2° à — 4°); enfin le calme complet de l'atmosphère. La plupart des savants qui se sont occupés de la question, ont invoqué sur-le-champ l'état de surfusion des gouttes d'eau maintenues à l'état liquide, malgré leur basse température, par l'absence de toute agitation ; le contact des corps sur lesquels elles tombaient, déterminait la congélation instantanée. Cette explication n'était du reste point nouvelle : elle avait été donnée seize ans auparavant par un météorologiste français, M. E. Nouel, dans une note qu'insérait l'Annuaire de la Société météorologique de France pour 1863, et que ce savant résume lui-môme en ces termes : « J'ai fait voir, dit-il, que les grands verglas ne sont pas dus, comme on le croyait, à une pluie au-dessus de zéro, se gelant en partie par son contact avec des objets dont la température est inférieure à zéro, mais qu'ils prennent naissance par suite d'une pluie à plusieurs degrés au-dessous de zéro, en surfusion, tombant à travers une atmosphère au-dessous de zéro, et se congelant à la surface des objets, d'une manière continue, par l'effet de la température ambiante. »

Le verglas de janvier 1879 a présenté, comme on vient de le voir, des circonstances tout à fait exceptionnelles; mais si avec de telles proportions le phénomène est très rare, il n'était pas inconnu cependant. MM. Colladon, Vogt en ont rappelé des exemples. En février 1850, M. Boisgiraud a observé un verglas formé par de grosses gouttes de pluie tombant sur des corps dont la température était supérieure à zéro et qui déposa d'épaisses couches de glace sur les parapluies et les vêtements. Observations analogues de MM. Colladon et Vallès, en 1858, dans le département des Bouches-du-Rhône ; de M. Vogt, en janvier 1856, à Genève; de M. Collin, le 4 janvier 1879, en Floride. Dans ces divers cas, le dernier excepté, les effets du verglas furent loin d'atteindre ceux du verglas du 25 janvier.

Mais il semble tout à fait probable qu'ils sonl dus à la même cause, l'état de surfusion des gouttes de pluie.

M. deTastes1 a rappelé que « de Saussure, dans ses célèbres observations faites au col du Géant, avait constaté que les gouttelettes microscopiques d'eau liquide constituant les brouillards pouvaient résister à la congélation dans un air à une température très inférieure à zéro. » C'est la même cause qui maintient les gouttes de pluie liquides dans l'air, pourvu qu'il soit calme et que sa température ne soit pas inférieure à — 5°. M. Jamin a indiqué une condition pour que ces gouttes puissent parvenir jusqu'au sol, en conservant l'état liquide : c'est que les couches d'air soient purgées de poussières par d'abondantes et récentes chutes de neige. Dans un air agité, les gouttes, en se choquant les unes contre les autres, se solidifient comme si elles rencontraient des corpuscules, comme si elles touchaient le sol même. La réunion de ces conditions n'est point ordinaire, et cela explique pourquoi le phénomène est si rare.

1. M. de Tastes a cherché l'origine du phénomène, qu'il croit pouvoir ratlacher aux bourrasques qui traversent, du nord- ouest au sud-est, l'Europe occidentale. (V. les Comptes rendus de V Académie des sciences pour 1870, t. I.)