LES VARIATIONS DU VENT

Le vent est un phénomène essentiellement variable.

Rien n'est moins constant que le vent, tant en direction qu'en force ; cette inconstance est devenue un symbole, et la girouette, qui manifeste cette inconstance, est devenue Temblême de la non-fixité en matière d'opinions.

Le vent subit de véritables pulsations^ des rafales y comme on dit couramment. Il peut, en quelques secondes, passer d'une vitesse nulle à une vitesse considérable, telle que 90 ou 100 kilomètres à l'heure : telle est, parfois, la rapidité de sa variation avec le temps.

Dans Tespace, cette variation est tout aussi caractéristique. Quelques mètres de distance entre deux stations suffisent pour qu'on y recueille, relativement aux éléments du vent, des données absolument différentes. Par exemple on a constaté que deux anémomètres absolument identiques, placés à 3 mètres de distance l'un de l'autre, donnaient des indications qui étaient, au même moment, comme les nombres 3 et 5 ; parfois l'un d'entre eux indiquait un accroissement dans la vitesse du vent, alors que son voisin en accusait une diminution.

Il est donc d'une importance absolue de connaître la loi de variation du vent à mesure qu'on s'élève dans l'atmosphère. C'est là pour les navigateurs de l'air, une question capitale.

Le vent augmente avec la hauteur.

Quand on fait une excursion, non pas même en aéronef, mais une

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ascension de montagne ou même de tour élevée ou de clochers, on est frappé d'une chose : alors qu'au bas de la hauteur on ne recevait qu'une impression de vent modéré, dès qu'on arrive au sommet, une sensation de courant d*air violent vous prend au visage.

Ce n'est pas une imagination : c'est une réalité. Le vent a une vitesse plus grande à une certaine hauteur qu'au niveau du sol, et c'est une indication à laquelle les aéronavigateurs doivent accorder la plus grande attention, lors de leur départ pour un voyage à travers l'atmosphère. Il peut souffler à terre un vent modéré, et se rencontrer une brise dangereuse à des hauteurs plus considérables.

Grâce à l'audacieuse et admirable construction de la tour de 3oo mètres, conçue et réalisée par M. Eiffel, nous avons maintenant des documents précis sur les variations du vent dans les couches comprises entre le sol et l'altitude de 3oo mètres, documents d'autant plus précis que le sommet de la tour, dominant nettement toutes les saillies de terrain environnantes, constitue vraiment un observatoire météorologique isolé au milieu de l'atmosphère. Nos aviateurs et nos aéronautes parisiens devront donc toujours se faire donner, par téléphone, les indications météorologiques du sommet de la tour Eiffel avant d'entreprendre la moindre course : c'est le conseil de la sagesse.

Les expériences poursuivies pendant des années à la tour Eiffel ont donné des résultats remarquables, autant qu'importants : en voici les principaux.

Tout d'abord, et d'une façon générale, la vitesse du vent augmente rapidement à mesure qu'on s'élèt^e au-dessus du soL Si, par exemple, nous prenons le cas de Paris et que nous cherchions, par des calculs de moyenne, la vitesse moyenne du vent pendant toute l'année, au niveau des toitures, ce qui représente à peu près 20 à 22 mètres au-dessus du sol, nous trouvons pour valeur de cette vitesse moyenne annuelhy un peu plus de 2 mètres par seconde. Si nous faisons les mêmes calculs pour les observations faites au sommet de la tour Eiffel (3oo" d'altitude au-dessus du sol), nous trouvons que Ibl vitesse moyenne annuelle du vent y dépasse 8^^,50 à la seconde, c'est-à-dire qu'elle est quatre fois plus considérable qu'au niveau des maisons. Toutes les observations, dans tous les observatoires (( d'altitude » de tous les pays, ont fourni des résultats analogues,

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mais ceux que nous devons à M. Eiffel sont plus frappants pour nous à cause de leur caractère d'utilisation immédiate.

A quoi est dû ce ralentissement de la vitesse du vent au contact de la surface même de la terre? Au « frottement » de ses molécules contre les aspérités qui hérissent le sol que nous foulons. Ce frottement constitue un a freinage » qui s'applique aux courants d'air atmosphériques, et quand le freinage disparaît, ce qui a lieu quand on est loin du sol, le courant d'air cessant d'éprouver un retard, reprend sa vitesse normale, qui est toujours plus grande qu'au contact de la terre.

Les aspérités à la surface des continents sont nombreuses : maisons, arbres, rochers, montagnes, etc. Le vent, en général^ y sera donc moins fort qu'au-dessus des surfaces d'eau, telles que la mer ou les grands lacs, où les aspérités des vagues sont insignifiantes par rapport h l'étendue de ces vastes plaines liquides : de là, cette impression de « brise » que l'on a presque toujours en arrivant au voisinage de la mer. Les mesures exactes du vent, dans les observatoires situés au bord de la mer, confirment d'une façon rigoureuse ce résultat : le vent qui vient du large est toujours, d'après ses moyennes de vitesse, plus fort que celui qui vient de l'intérieur des terres.

L'observation des nuages, celle des ballons-sondes, permettent d'étudier ces résultats. L'accroissement de vitesse du vent va en augmentant avec l'altitude, sans lui être proportionnel. Il paraît que l'accroissement de vitesse, très net entre le sol et 5oo mètres d'altitude, va en diminuant, tout en étant cependant marqué. L'observation continue des cirrusy nuages de grande altitude,a permis de conclure qu'à la hauteur de lo.ooo mètres, la vitesse ordinaire du vent atteignait environ cent kilomètres à l'heure (3o mètres par seconde).

Ces variations de vitesse du vent avec l'altitude doivent être étudiées de très près par les aéronautes qui forment des projets de voyages aériens transocéaniques. Ainsi dans l'Atlantique, entre les Canaries et l'Amérique, les « vents alizés » soufflent régulièrement, avec une vitesse moyenne de 7 à 8 mètres par seconde (environ 28 kilomètres à l'heure); mais cette vitesse est celle observée parles navires, à la surface de la mer. Plus haut, par exemple à 200 ou 3oo mètres, hauteur à laquelle il conviendrait de maintenir un dirigeable pour un voyage transocéanique, la vitesse est

VARIATIONS DU VENT AU COURS D'UNE MÊME PÉRIODE, ii5

beaucoup plus considérable. Sera-t-elle, comme à la tour Eiffel, 8 fois plus grande qu'à la surface de la mer? Non, probablement, car le frottement des masses d^air contre les aspérités relativement faibles des vagues, n'est pas aussi grand que celui qui s'exerce sur la part des aspérités, bien plus importantes, de la surface continentale. Cependant, on peut, sans témérité, affirmer que la vitesse de Talizé, à 3oo mètres de hauteur, est au moins le double de ce qu'elle est à la surface de la mer, c'est-à-dire, au moins 55 à 60 kilomètres à l'heure. C'est donc avec une vitesse de cet ordre qu'auraient à compter les pilotes des dirigeables qui seraient envoyés pour tenter ces audacieux voyages, soit qu'ils aient à l'utiliser, soit qu'ils aient à la combattre.

Variations du vent au cours d'une même période. Variations diurnes

de vitesse; variations annuelles.

Les observatoires météorologiques ont pu, d'après leurs observations, déduire la loi de variation de la vitesse du vent suivant les différentes heures de la journée. Cette loi est simple; elle consiste en ceci : dans nos climats, il y a tous les jours en moyenne, un maximum et un minimum de la vitesse du vent. Le maximum a lieu un peu après nûdi, à l'heure de la température maximum de l'air, et le minimum a lieu dans le milieu de la nuit, après minuit. Une conséquence pratique à retenir pour les essais d'aéroplanes que l'on fait sur les aérodromes : le vent est donc plus faible un peu avant le coucher du soleil et c'est à ce moment-là qu'on a le plus de chance de pouvoir « sortir d dans de bonnes conditions^ même s'il ventait ferme à midi.

Au dernier concours militaire de Reims, en particulier, on pouvait quotidiennement vérifier le fait.

La variation totale de la vitesse, c'est-à-dire la différence entre la vitesse maxima et la vitesse minima du vent pendant une même journée est, en général, pendant l'été, le double de ce qu'elle est en hiver. Ce sont là les variations observées près de la surface du sol.

Dans les couches plus élevées de l'atmosphère, les phénomènes sont tout autre. Voici les résultats de l'observatoire Eiffel.

Tout d'abord, l'ordre de variation est inverse de celui qu'on observe à la surface du sol : c'est le minimum de vitesse qui se produit vers le

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milieu du jour et non le maximum, qui a lieu, lui, pendant la nuit. En outre, récart entre les vitesses maximum et minimum d'un même jour, plus grand en été qu'en hiver, comme à la surface du sol, est presque le double de celui-ci : il atteint près de 3 mètres par seconde à la Tour Eiffel, alors qu'il ne dépasse guère i°',6o à Paris, au niveau du sol.

Au cours, non plus d'une même journée mais d'une même année, la vitesse moyenne du vent est toujours plus grande en hiver qu'en été, surtout à une certaine hauteur au-dessus du sol. Ici encore, nous devons à M. Eiffel d'importants résultats : au sommet de sa tour, la vitesse moyenne du vent atteint près de dix mètres par seconde pendant Thiper et à peine huit mètres pendant l'été. Au niveau des maisons de Paris, cette vitesse moyenne est environ deux mètres et demi l'hiver et deux mètres l'été. En tous cas, la différence est très nette : le vent souffle généralement plus fort l'hiver que l'été.

Variations accidentelles du vent. Remous, vagues.

Le vent, avons-nous dit, est en général un mouvement horizontal des remous gazeux de l'atmosphère. C'est à ce point de vue que nous ferons son étude générale dans les pages qui vont suivre. Mais il est des cas où des courants d'air accidentels et locaux se produisent, suivant des directions verticales ou obliques : ces courants d'air, gênants pour les appareils aérostatiques proprement dits, ballons et dirigeables, peuvent devenir pour les aéroplanes de redoutables dangers, en les prenant « par en dessous », en les mettant dans des positions différentes de celles que comportent leurs conditions d'équilibre, en un mot, en les faisant a chavirer ».

Ces mouvements peuvent être de deux sortes : des « remous » locaux ou des « mouvements ondulatoires » auxquels participe toute une couche de l'atmosphère.

Les remous, verticaux ou obliques, très sensibles souvent au voisinage du sol, peuvent avoir deux causes différentes : ils peuvent avoir une origine thermique ou une origine mécanique. Voyons d'abord les premiers.

Quand un point déterminé de la surface du sol se trouve, par la nature de son terrain, par son exposition spéciale, nettement plus échauffé que les points voisins, une ascension d'air chaud, « un mouvement deconvection » se produit en cet endroit, mouvement qui occasionne une sorte de