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La pression de cette couche peut se trouver par une formule tout à fait élémentaire. Sa valeur inconnue, en vertu de la loi de Mariotte, doit satisfaire à l'équation

Si, au lieu d'un gaz d'éclairage (exceptionnellement bon), l'on avait du gaz hydrogène pur enlevant 1200* T au niveau de la mer, la valeur de x serait donnée par la résolution de l'équation du premier degré

Les deux valeurs de x seraient donc proportionnelles àjc^et à t-î^ ou, en simplifiant, à a et à =■

oUU IïUU Z A.

Si au lieu d'être de 10" 1 le diamètre du ballon était de 20 m , le poids de l'enveloppe serait quadruple, ainsi que celui du filet ; supposons que l'on a doublé la charge, le poids du matériel montant serait quadruplé, mais le volume serait octuplé, de sorte que le poids que chaque mètre cube de gaz aurait a supporter dans la couche d'équilibre serait deux fois moindre. Comme ces raisonnements sont visiblement indépendants de la valeur particulière donnée aux nombres, on peut dire que la pression régnant dans la couche d'équilibre est proportion-

nelle au poids matériel montant et inversement proportionnelle à la force ascensionnelle du gaz ainsi qu'au diamètre du ballon.

Les formules auxquelles nous arrivons sont au fond les mêmes que celles que M. le commandant Renard a établies dans un Mémoire fort intéressant publié en 1892 dans les Comptes rendus de l'Académie des Sciences, mais nous pensons qu'il est préférable de les présenter sous cette forme tout à fait élémentaire. Nous éclairerons en outre leurs usages par des exemples numériques très simples.

Plus cette couche aura une densité moindre, plus le ballon s'éloignera de la surface de la Terre, et plus l'intérêt dea expériences augmentera. En effet, tout est encore inconnu dans ces hautes régions : la température de l'air, la direction des vents, l'état électrique, et même la composition de l'atmosphère . 11 est vrai, on sait que la température est très basse, on suppose que la composition de l'air est la même qu'à la surface de la Terre, on admet qu'il règne des vents très violents dont la direction est toujours à peu près d'Ouest en Est, c'est-à-dire parallèle au sens du mouvement diurne de la Terre ; on enseigne que l'électricité de l'air va en augmentant de potentiel et qu'elle est toujours négative, on fait l'hypothèse qu'il n'y a plus de vapeur d'eau, on pense que la constante delà radiation solaire possède une valeur prodigieuse, que celle de la Lune

t complètement nulle, etc., etc., mais toutes ces pothèses n'ont aucune valeur absolue, aucun ndement réellement scientifique. Biot (') se deuide même si la loi de décroissance de la pres- >n avec l'altitude s'applique àces régions élevées nt l'exploration est indispensable à la constîtion de la Météorologie rationnelle, et dans leselles s'effectue en quelque sorte la fusion des .estions astronomiques et des questions météologiques.

Si l'on examine la formule empirique à laquelle us sommes arrivés pour déterminer la valeur Sorique de la couche limite, on voit que la force censionnelle du gaz ne peut dépasser 1200*', lis que l'on peut disposer en apparence de deux :ments, le poids du matériel montant et le yon du ballon; toutefois ces deux éléments, au u d'être indépendants, sont en réalité fonction n de l'autre.

Plus le rayon du ballon est grand, plus il faut e l'enveloppe qui le constitue soit résistante. . effet, Henry Giffard a démontré que les lois i régissent la construction des chaudières spliémes s'appliquent aux constructions aérostati- .es. Toutes choses égales d'ailleurs, l'épaisseur me étoffe doit être proportionnelle au rayon,

1 ) Astronomie physique, t. I.

de sorte que la surface variant comme le carré de cette quantité, le poids de l'enveloppe varie comme le cube, c'est-à-dire de la même manière que la force ascensionnelle. Si les aéronautes forains trouvent intérêt à grossir les ballons qu'ils fabriquent avec les étoffes du commerce, c'est uniquement parce qu'ils n'ont pas à leur disposition ces étoffes ultra-légères qui suffiraient pour les petits cubes, pour lesquels le calicot le plus commun possède forcément une résistance infiniment trop grande.

Cette vérité est surtout essentielle lorsqu'il s'agit des ballons-sondes qui sont exposés à supporter de grands efforts mais qui en même temps doivent être très légers. Il faut que l'enveloppe ait une résistance déterminée par le volume, et l'art du constructeur est de la donner suffisante, sans surcharger l'aérostat d'un poids inutile qui arrête son essor.

L'excellente qualité des étoffes que M.Besançon est parvenu à se procurer et la préparation qu'il leur fait subir pour réaliser une imperméabilité absolue sans altérer leur résistance primitive, est une des causes des succès que les ballonssondes français ont obtenus jusqu'ici dans les expériences internationales. Ces ballons sont fabriqués avec un tissu de soie très serré, qui ne pèse que 30*' le mètre carré, c'est-à-dire qui est

presque aussi léger que le papier du Japon que l'on avait employé dans les premières expériences ; de plus il jouit de la propriété d'opposer une résistance très grande à la déchirure. Un mètre linéaire supportera une traction de 600' ,( à SOO* 8 sans rompre.

Mais il ne suffit, pas que ce tissu soit peu pesant et très résistant, il faut encore qu'il soit complètement imperméable au gaz, même au gaz hydrogène. C'est une condition qu'on ne peut remplir que par l'application d'un grand nombre de couches avec des soins particuliers. En effet, si l'on ne prend pas de précautions spéciales, l'étoffe sera attaquée par l'action de l'oxygène de l'air, elle subira une sorte de combustion lente, sa solidité sera altérée à tel point qu'elle n'offrira pas une consistance supérieure à celle de l'amadou. Le danger est d'autant plus difficile à éviter que le nombre des couches appliquées successivement est très grand. On en jugera par un chiffre. Le poids de ce tissu qui, vierge, est de 30**, ne s'élève pas à moins d'une centaine par une série de vernissages successifs. On peut donc dire sans exagération qu'un aèrophile bien construit doit être une bulle de vernis consolidé par un réseau de fils de soie servant de charpente.

Si les ballons-sondes de Berlin se sont déchirés à plusieurs reprises, deux fois notamment devant

l'empereur d'Allemagne, on doit attribuer cet accident principalement à ce que les physiciens de Berlin emploient dans la construction de leurs ballons-sondes une étoffe caoutchoutée dont la résistance a été trouvée très insuffisante. Les expériences faites par M. Andrée, lorsqu'il étudiait les tissus destinés à la fabrication de son ballon polaire, ont mis ce fait en évidence de façon telle qu'il a rejeté toutes les soies allemandes, dont en outre l'imperméabilité était aussi médiocre que la résistance. MM. Von Hergesell et Mœdebeck, qui emploient à Strasbourg des étoffes vernissées pour la construction de leurs ballons-sondes n'ont jamais éprouvé de déchirure au départ. Le seul accident qui leur soit arrivé estune rupture de câble.

M. Assmann a, déplus, l'habitude de ne pas gonfler complètement son ballon-sonde, de sorte que l'étoffe est assujettie à de brusques efforts lorsque le ballon est lancé dans l'atmosphère. Au contraire, M. Besançon a soin de fabriquer une enveloppe qui s'applique exactement sur le filet et de la remplir complètement de gaz; de sorte qu'elle s'appuie bien sur les mailles.

Ces précautions sont très nécessaires; en effet, la pression de l'air est tellement grande que le ballon-sonde se creuse à la partie supérieure, de manière que son volume diminue dans une proportion notable (voir fig. 5).

Il résulte de ce mode de lancement que le gaz se précipite avec violence par l'orifice et que la force ascensionnelle diminue d'une fanon très rapide.

Le capitaine Mœdebeck a publié dans le Prometheus du 3 mars 1897 un excellent article sur les ascensions du 14 novembre, où se trouve le Tableau des vitesses constatées par les diagrammes des trois ballons-sondes.

aprci le iiép»rt .

Berlin.

On voit que la vitesse décroît très rapidement, et que le danger qui en résulte ne dure pas longtemps, mais au départ la pression de l'air est immense. On a donc songé à la diminuer avec un sac de délestage. Cette opération n'est pas sans difficultés, mais dans l'ascension du 13 mai, le capitaine Eovanko s'en est servi d'une façon très heureuse. Il a même imaginé un procédé fort simple et très curieux pour le débarrasser du sac. Cet

objet est retenu par un ressort, qui se déclenche de lui-même lorsque, par suite de la disparition du lest, le poids en est devenu trop faible.

M. Besançon avait pensé à donner à son Aèrophile une forme allongée analogue à celle d'un obus. Mais les calculs auxquelsil s'est livré lui ont appris que cette disposition n'offrirait en réalité aucun avantage. Elle aurait, en outre, l'inconvénient de favoriser le mouvement giratoire du grand axe de . l'ellipsoïde de révolution et d'augmenter les mouvements du ballon contre lesquels il est indispensable de se prémunir. Si le ballon-sonde a été lancé sans précaution comme un ballon ordinaire, les mouvements giratoires acquièrent immédiatement une intensité alarmante. !

On les diminue d'une façon très remarquable, en employant le procédé que nous avons indiqué et qui a été légèrement modifié à Strasbourg. Mais, aussitôt qu'on détruit la forme sphèrique, ces mouvements augmentent d'une façon peu rassurante. On s'en est aperçu lors de l'expérience du 16 février, où VAérophUe II avait reçu un léger accroissement de volume obtenu à l'aide de l'addition d'une bande équatoriale de 1™ de hauteur.

Un moyen d'une certaine efficacité pour lutter contre la rapide vidange du gaz et conserver plus longtemps la force ascensionnelle est de diminuer

l'orifice de sortie, et de le pourvoir d'une manche d'une certaine longueur. On crée ainsi une pression intérieure qui peut atteindre un chiffre con-

Fig. 16.

Photographie du panier pa'asofeil dans lequel on place lea enregistreurs. L'instrument est garni d'un rouleau vertical de papier argenté faisant cheminée. Ce papier a été enlevé pour que le mode de suspension des appareils puisse être aperçu.

sidèrable et qui fait équilibre à celle qui est produite par la résistance de l'air.

La forme sphérique est évidemment très commode pour que l'aérostat résiste à la tension du gaz qui le remplit. Mais il faut s'arranger pour Fig. 17.

Photographie d'un Aèrophile prise au moment où l'on va retirer le cordage accessoire et le laisser suspendu par te cable de retenue.

que le ballon-sonde ne fasse point explosion par un surcroît de charge intérieure à la suite d'un débit insuffisant, comme il est arrivé à l'aéronaute

belge Toulet dans une ascension où il a péri avec deux voyageurs.

Disposition des enregistreurs français et de leur suspension élastique.

Nous estimons que le procédé le plus simple et

le plus efficace serait de pourvoir le ballon-sonde d'une soupape à l'appendice. Le pression sous laquelle s'ouvrirait cette soupape devrait être réglée de manière à rester toujours bien inférieure à celle qui produirait l'explosion du ballon. Ce-

Fig. t9.

Procédé de lancement du ballon-sonde employé à Strasbourg.

lui-ci serait du reste consolidé par un filet qui l'envelopperait d'une façon complète.

Chaque fois que le gaz fuserait, il le ferait avec force et donnerait une impulsion au ballon dont il augmenterait la force vive. Quant au ballon qui voyagerait ainsi sous pression, il garderait sa forme d'une façon absolue et n'offrirait aucune

de ces dépressions et de ces déformations irrégu-

lieras qui augmentent dans une proportion prodigieuse les frottements sur l'air.

L'ascension serait â la fois plus calme et plus rapide, et, tout en ne compromettant pas l'expérience, on conserverait au gaz une pression suffisante pour maintenir la forme géométrique.

Actuellement la vitesse de départ peut être considérée comme étant le principal facteur de l'altitude à laquelle on arrive à la fin de l'ascension.

En effet, si nous comparons les vitesses initiales calculées par le capitaine Mœdebeck, et les altitudes finales constatées dans l'expérience du 1 4 novembre, nous arrivons aux résultats suivants :

.ILMSBOt:^.

Altitudes

messes

L'altitude extrême varie donc à peu près dans le. rapport des vitesses initiales.

L'altitude de 13800 1 " a été corrigée par le docteur Hergesell, qui a appliqué au ballon français le calcul du second lermede la formulede Laplace

destinée à évaluer les altitudes à l'aide des près sions atmosphériques.

Cette formule célèbre est exposée avec tous les détails désirables dans le tome IV de la Mécanique céleste. Elle a été développée par Mathieu, préparée pour les calculs usuels, et elle est publiée chaque année dans l'Annuaire du Bureau des Longitudes.

Le premier terme a été employé à dresser une Table dont se servent les aéronautes pour Jeurs calculs de hauteur, ainsi que les opticiens pour graver les chiffres sur les cadrans des anéroïdes. Les chiffres ont été obtenus en supposant que la température de l'air soit uniforme à 0°, que la pression soit constante à 760°"" au niveau de la mer, et que l'air soit absolument sec. Dans ces circonstances idéales, les calculs reposent sur

traduction analytique de la loi de Mariotte. La détermination de la hauteur s est une opération que l'on nomme intégration et qui suppose essentiellement que l'on connaisse la hauteur correspondante à une pression donnée. Cette détermination a été faite au commencement du siècle par le baron Ramond, qui a observé pendant longtemps le baromètre dans les Pyrénées, à une altitude de 2700™.

A la suite des travaux de ce célèbre physicien, lesquels ont été exposés dans un Ouvrage étendu, le premier terme a reçu la forme

z = 18336 x!og|.

H. est la pression normale au niveau de la mer, 760°™, soit l lg par centimètre carré.

h est la pression à un niveau différent.

h est toujours plus grand que H lorsque l'on descend dans les mines, et plus petit lorsque l'on exécute une ascension aérostatique.

Si t = 10, c'est-à-dire si la pression de la

couche où parvient le ballon-sonde est de 76"™ de mercure, s = 18336". Par une coïncidence digne d'être notée, ce nombre' est précisément celui qui résulte du travail du baron Ramond.

C'est ce coefficient qui a été modifié dans ces derniers temps et porté à 18400. Il serait fort intéressant de le déterminer à la suite d'observations prises au-dessus de 10000°, par exemple à 14000™.

Le second terme de la formule préparée par l'astronome Mathieu est appelé le terme de la température. Il est ainsi constitué 2 a

t' est la température à la station supérieure et 1 la température à la station inférieure.

Dans les expériences des ballons-sondes t' est toujours négatif, de sorte que la correction est toujours soustractive ; o est la valeur approchée de l'altitude .

On discute actuellement sur la véritable valeur de la température de l'air à la station supérieure, et l'on se demande si la température n'est point en erreur de plusieurs degrés dont chacun donnerait lieu à une différence de 20 m pour une altitude de 10000 01 et de 30° pour une altitude de 15 000°. On ne peut donc raisonnablement espérer une exactitude bien grande dans la mesure des hauteurs, tant que la détermination des températures n'aura pas été obtenue d'une façon sérieuse.

La correction relative à l'affaiblissement de la gravité ne possède aucune importance eu égard à la petitesse de la fraction du rayon de la Terre que représente l'altitude de la couche limite. Une hauteur de 36"" qui supposerait une densité de 7°"° à 8""" seulement pour la couche limite, ne ferait varier g que d'environ un ou deux millièmes de sa valeur à la surface de la Terre.

Il en est de même de la correction, en apparence plus importante, qui provient de l'état hygrométrique de l'air. Cette correction est utile et même indispensable pour le calcul des altitudes,

lorsque l'on reste au-dessous des sommets des montagnes d'Europe. Mais l'air est tellement sec dans les hautes régions, qu'il est inutile de se préoccuper de cette circonstance. Toute l'eau qui s'y rencontre est sous forme de poussière glacée, qui ne contribue nullement au ressort de l'air.

En résumé, sans tenir compte de toutes ces quantités accessoires, et comme première approximation, on peut dire que la pression de la couche limite est représentée par un nombre de centimètres de mercure inversement proportionnel à la force ascensionnelle du gaz et au diamètre du ballon, mais proportionnel au poids de l'enveloppe par mètre superficiel.

On voit donc qu'il est possible de compenser jusqu'à un certain point la mauvaise qualité du gaz par la perfection de l'enveloppe. Bien entendu, on comprend sous ce chef non seulement le vernis, mais encore le filet, c'est-à-dire tout ce qui contribue à maintenir le gaz dans l'intérieur de la sphère aérostatique. C'est ce que les aéronautes français sont parvenus à faire jusqu'ici.

On a publié, il y a quelques années, à l'origine des travaux de M.Besançon, des calculs dans lesquels on cherchait à établir a priori qu'il y avait des altitudes que les ballons-sondes ne pouvaient franchir. Ces calculs n'ont aucune importance pratique et ne reposent que sur une inter-

prétation abusive de foi-mules abstraites, n'ayant point pour fondement une pratique suffisamment étendue.

On connaît des vernis beaucoup plus légers que ceux dont on fait usage jusqu'ici, mais ils ont l'inconvénient d'attaquer la fibre de soie. 11 y aurait donc lieu de voir si l'on ne pourrait employer des étoffes en fils métalliques dont la flexibilité serait suffisante, de résistance égale ou supérieure à celle de la soie, exigeant un vernis moins pesant et qui n'exercerait aucune action de nature à altérer leur résistance.

Toutes ces études sont inutiles, en apparence, si l'on se borne à construire des ballons météorologiques de basse région, c'est-à-dire allant de 4000" à 5000". Mais ces appareils, qui deviendront vulgaires dans les observatoires météorologiques, bénéficieront des progrés accomplis dans le lancement des aérophiles de haute région, ainsi que dans leur construction et dans celle des enregistreurs dont ils sont chargés.

Il y a, du reste, un élément capital dont ces théoriciens ont négligé de tenir compte, dans le calcul de leurs colonnes d'Hercule atmosphériques. Cet élément, c'est la valeur de la radiation solaire, dont personne ne pouvait deviner l'importance, quoique l'on sache depuis longtemps que le gaz ou l'air atmosphérique renfermé dans un bal-

Ion prenne une température de beaucoup supérieure à celle de l'air ambiant. On se rappelait que cet effet est si puissant qu'on a vu un aérostat rempli simplement d'air atmosphérique s'enlever de lui-même et emporter un enfant accroché à la soupape, comme l'aurait fait une montgolfière. Mais on n'était point préparé à apprendre que la différence de température entre l'air ambiant et le gaz confiné dans l'intérieur de l'aérostat pourra dépasser, peut-être, celle qui sépare la température de l'eau bouillante et de la glace fondante.

C'est ce qui fait que pour s'éloigner le plus possible de la surface des mers, il faut exécuter les ascensions au milieu de la journée, gn s'arrangeant pour que le ballon-sonde arrive à sa culmination vers midi.

Le calcul suivant montrera, du reste, l'étendue des variations d'altitudes que l'on peut obtenir avec le même ballon, suivant les circonstances atmosphériques qui ont présidé au lancer.

Le poids de l"" d'air au niveau de la mer est de

I,292x 1 + U)0ua6( ><760*

t étant la température et h la hauteur barométrique.

Si l'on suppose I = -H 30°, h = 740, le poids du

mètre cube devient dans une ascension exécutée en été par un temps orageux

Si l'on suppose au- contraire ( = — 20", h = 780, le poids du mètre cube d'air augmente lorsque l'on opère en hiver par beau temps et uu froid vif.

La force ascensionnelle du gaz subit les mêmes alternatives. Supposons que la densité du gaz soit de 0,300, elle sera de 0,700 du'poids de l'air, ce qui représente en été 794" par mètre cube et en hiver 0,987. Le gain est donc de 143,5 pour un ballon de 500°".

Comme le gaz est recueilli sur l'eau, on peut admettre que chaque mètre cube contient environ 30'" de vapeur d'eau dont la densité est double de celle du gaz qu'elle remplace. La force ascensionnelle de l'été peut être réduite à 784*', c'est-à-dire de 10«'par suite de cette circonstance; quant à celle de l'hiver, il n'y a pas à la diminuer de ce chef, le gaz étant très sensiblement sec dans les conditions indiquées.

Si l'on suppose que le ballon-sonde ait un volume de 500 mc et pèse 50'*, l'ascension aura Heu

jusqu'à une couche où la force ascensionnelle du gaz soit de 1 00"', ce qui suppose une pression de 4-S+ en été et de {$ en hiver de ce qu'elle est à la surface de la Terre.

Par conséquent, en né prenant que le premier

«rme de la formule dt

titude obtenue sera :

En été, 18336 x log 7,84 = 18336 x 0,89432; En hiver, 18 336 x log 9,87 = 18336 x 0,99432.

La différence des altitudes est donc de 1 883 m .

Pour que le calcul fût exact, il faudrait tenir compte de l'effet de montgolfière, ce qu'il n'est pas possible de faire dans l'état d'ignorance où nous nous trouvons actuellement sur la constitution de la haute atmosphère. En effet, si les ballonssondes s'élèvent au-dessus de la région des cirrus, et s'il n'y a pas des nuages d'une autre nature dans le voisinage des frontières du vide planétaire, s'il n'y a pas une liquéfaction de l'air, quelque circonstance inconnue dont nous ne soupçonnons pas même la nature, les rayons solaires agissent sur les ballons-sondes avec une énergie croissante à mesure que l'air qui les supporte se raréfie. Dans ces conditions un nouvel élément surgit, c'est la valeur linéaire du rayon vecteur du Soleil, qui est de 151 au solstice d'été et de 146

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seulement au solstice d'hiver, de sorte que sa valeur calorifique varie comme (151)' : (146)*, soit en nombre rond de 21 à 23'

Afin d'atteindre la couche limite la moins dense possible, on serait donc conduit à tenter au solstice d'hiver des ascensions de ballons-sondes dans l'hémisphère austral. Celte condition n'a rien qui paraisse difficile à remplir puisqu'il y a maintenant dans celte partie du globe des États, comme la République Argentine, possédant de grands observatoires, et des plaines immenses se prêtant admirablement aux expériences de ballons-sondes.

Dans les limites des expériences exécutées par les ballons-sondes français, l'intervention de la chaleur solaire a déjà produit des effets assez considérables pour que cette circonstance ait été notée par MM. Hermite et Besançon, dans les expériences dont nous avons présenté le Tableau. Il n'est pas sans intérêt d'examiner ce que l'on peut raisonnablement attendre de cette ressource.

Supposons, ce qui n'a rien d'exagéré, que la différence de température entre l'air ambiant et le gaz des ballons ait été de 60° C. à la cote de 108™ de mercure, et que le ballon-sonde ait été gonflé avec du gaz d'éclairage à 770*' de force ascensionnelle à 0° et à 760 m "au niveau de la mer. La force ascensionnelle du mètre cube de gaz sera de Ml*' à cette altitude, mais le coefficient de dilatation du

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gaz étant de 0,0036 par degré, les 60° C. l'allégeront dans le rapport de 1210 à 1000, la force ascensionnelle du gaz chaud serait donc devenue 135«\ Si le ballon était rempli d'hydrogène pur a 1 100« r de force ascensionnelle, et que l'aérostat fût parvenu à la pression de \ , cet hydrogène pur n'aurait qu'une force ascensionnelle de 157 gr s'il n'avait pas subi l'influence de la dilatation solaire. Si l'ascension avait lieu pendant la nuit, il n'aurait qu'une force bien peu supérieure à celle du gaz d'éclairage chauffé par le soleil.

Il résulte de ces observations et de ces calculs que, pouratteindre czeteris parîôwsuneculmination maxima, il faut opérer en plein jour.

En effet, supposons que le soleil agisse sur le gaz hydrogène pur à la pression de ^, il augmentera la force ascensionnelle dans le rapport de 121(1 à 1000.

De 157 elle passera donc par le fait de réchauffement à 180. Si l'on suppose que le cube, la charge et l'étoffe soient combinés pour que la force ascensionnelle du gaz d'éclairage suffise pour amener l'aérostat à une aussi grande hauteur, la pression de v pourra être diminuée dans le rapport de

ts- . elle sera donc réduite à jnëT: = 0,125. loU i£<yj

L'altitude, qui était 18336 Iog7 = 13473, devient 18350 (log 1000 — log 125) = 15805". Le bal-

Ion aura donc monté du fait de l'insolation de 2332", dans des régions où l'air est déjà excessivement rare et où le moindre surcroît d'altitude ne s'obtient que d'une façon très pénible.

Il semble donc utile d'accélérer l'effet de montgolfière et de l'augmenter en teignant le ballon en noir, ce qui augmente prodigieusement l'effet thermique dans certaines circonstances. La constatation de ce fait intéressant a failli me coûter la vie lors d'une ascension que j'ai exécutée aux arènes de la rue Monge, dans les derniers temps de l'Empire. J'ai consacré à ce récit un Chapitre assez curieux du Siège de Paris vu à vol d'oiseau.

Supposons que l'on soit arrivé à mener, sans dilatation, le ballon à l'altitude 18 336™ avec la pression — ■&, et qu'à celte altitude on ait un excès thermique de 100° C. , lapression de la couche limite pourra être réduite de ce fait dans le rapport

dei00°àl360,elledeviendradonc ^~ = 0,07.

La hauteur atteinte sera

18 336 x (2— Iog7)— 21200.

L'altitude gagnée par la chaleur du soleil sera de plus de 3000- .

Ces considérations, que j'ai développées à différentes reprises dans plusieurs publications, ont frappé les officiers russes qui font partie du Co-

mité international; ils ont commandé à Paris un ballon-sonde de couleur noire (').

Mais par compensation, pendant la nuit, on aura la température de l'air, sans autre erreur que celle provenant de la paresse des thermomètres, élément susceptible de déterminations précises, comme nous le verrons plus bas.

Les ascensions nocturnes dans lesquelles on se proposera surtout d'étudier exactement la température doivent être exécutées en été, principalement à cause du peu de longueur de la période d'obscurité, qui permet facilement au ballon de rester en l'air jusqu'au retour de la lumière. Dans ce genre de voyages aériens, on n'a naturellement pas besoin de garnir l'aérostat d'un panier parasoleil, bénéfice quin'est point à dédaigner. En effet, dans la zone où l'hydrogène est réduit au ^ de sa densité normale, il faut près de 12 mt pour supporter le poids de l k «!

Mais il y a une limite où l'on ne peut plus augmenter le volume d'un ballon-sonde sans augmenter le poids de l'enveloppe dans la même proportion que la force ascensionnelle totale ! Alors

(') l/aéronaule chargé de la construction s'est borné à donner à l'aérostat une teinte brune avec du noir d'aniline. Dans notre ascension de 1870 le ballon avait été teint en bleu de Prusse, que l'hydrogène sulfuré contenu dans le gaz avait changé en sulfure de fer.

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Appareil Cailletct pour la prise d'air dans les hautes régions atmosphériques.

Coupe verticale.

A, rénervoir vide d'air. — F, tube conjonetif. — E, robinet. — boite en bols renfermant a eau de cristallisation.

on eBt arrivé aux colonnes d'Hercule de I'aéroslation en hauteur.

Jusqu'ici les ballons-sondes français sont les seuls qui aient emporté des appareils à prise d'air {fig. 21). C'est ce qui rend fort intéressant le succès obtenu dans l'ascension du 18 février dernier.

C'est à l'aide du secteur S (fig. 21 bis) agissant

sur le pignon b que le robinet E s'ouvre et se ferme après être resté ouvert pendant un certain temps. Ce temps est déterminé par la durée de la rotation du secteur engrenant sur le pignon.

La lumière du robinet, construit et rodé avec le

plus grand soin, n'est point perpendiculaire à l'axe de rotation, mais creusée obliquement dans le boisseau. Cette disposition, très efficace, est empruntée aux appareils destinés à renfermer un gaz liquéfié. Tout le mécanisme est placé dans une caisse contenant de l'acétate de soude fondu dans son eau de cristallisation. Ce procédé est employé afin d'empêcher la congélation des matières lubrifiantes. La boîte et son contenu deviendraient inutiles si l'on obtenait la lubrification avec des substances incongelables, ou mieux si l'on opérait à sec, ce qui paraît possible.

L'emploi de cet appareil exige une série de précautions. Le vide doit être aussi parfait que dans les tubes à lumière cathodique, afin d'éviter que le résidu d'air emporté de terre ne se mélange à l'air emprisonné dans la haute atmosphère, et dont le volume ramené à la surface du sol est toujours assez minime. Les 7'" qui remplissaient le réservoir de l'appareil Cailletet n'en donnaient pas un seul dans le laboratoire de M. Mûntz. Ilfâut que tous les tubes aient été stérilisés et débarrassés des poussières si l'on veut procéder à l'analyse micrographique. Enfin il est indispensable que l'on s'assure que l'oxygène capté n'exerce aucune action soit sur la substance du réservoir, soit sur celle des matières qui s'y trouvent accidentellement placées. En elle-même l'analyse de

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l'air est une opération très longue et très minutieuse, mais elle est susceptible d'être exécutée avec toute la précision désirable dans des laboratoires outillés comme celai de l'Institut agronomique, où l'on est parvenu à déterminer exactement la quantité d'argon. Mais il faut que, comme la femme de César, l'appareil à prise d'air ne puisse pas même être soupçonné, pour que les résultats soient admis. En effet, beaucoup de savants sont persuadés, a priori, que l'air ne peut offrir aucune différence de composition, à quelque hauteur qu'on le puise. Us attribuent aux courants aériens le pouvoir d'effectuer un parfait mélange.

D'après le vœu exprimé par M. Bouquet de la Grye, président du Comité de Paris, la vérification de la loi de Laplace aura lieu à l'aide de clichés photographiques pris avec des objectifs à long foyer dont l'axe sera rendu vertical à l'aide d'une suspension à la Cardan. M. Cailletet a été chargé de combiner un appareil de ce genre, avec M. Gaumont, directeur du Comptoir général de la Photographie.

Les appareils sont construits d'après le principe du cinématographe et des combinaisons nouvelles permettant de photographier également les instruments météorologiques.

Les vues que l'on rapportera ainsi des hautes régions donnerout des renseignements très eu-

rieux sur la vue de la Terre ou la forme des nuages qui empêcheront de l'apercevoir.

On aura des images de notre globe, nous montrant réellement la manière dont les astronomes de Vénus doivent l'apercevoir s'ils possèdent des lunettes astronomiques d'un pouvoir suffisant. Os clichés nous donneront une idée des déformations subies par les objets que nous apercevons nous-mêmes a la surface de la planète Mars. En effet, nous savons, parles recherches de M. Janssen, qu'il y a dans l'atmosphère de ce corps céleste delà vapeur d'eau et, par conséquent, des nuages plus ou moins analogues aux nôtres.

Quel que soit le résultat de la vérification des hauteurs barométriques, il n'empêchera pas la loi deLaplace d'être suffisante pour quelesaltitudesdétermînées en l'employant puissent être combinées aveclesindicationsdudromographedeM.Hermite.

L'instrument est disposé de telle manière que le déplacement nécessaire pour suivre la variation d'altitude produit un mouvement correspondant d'une plume à encre rouge enregistrant une courbe sur le cylindre chronographique. Le mouvement autour de l'axe nécessité par le changement d'azimut se communique à un train d'engrenage et fait progresser une plume à encre noire traçant ses indications sur le même cylindre {fi9- 22)-

Fig. 22. — Coupe verticale du dromographe, appareil pour enregistrer les observations géodésiques.

i, aie de l'appareil. — B, mouvement d'horlogerie.— H, cylindre de l 'enregistrement. — *, style da l'enregistrement des azimuts. — V, style de l'enregistrement des allitudes. — V, V, vis ca-

pour 1er registre ment cies azimut».

L'appareil i

11 observation dans l'ascension

Fig. 53.

Résultats obtenus avec VAérophile dans l'ascension du 5 août 1896 en comparant les résultats de l'observation faite à l'usine de la Yillette avec les diagrammes barométriques.

du 5 août 1896 a produit des résultats très suffi-

sanls pour se rendre compte de la marche du ballon-sonde pendant tout le temps qu'il est resté visible [fig. 23).

Tous les triangles rectangles ont pu être résolus graphiquement en employant la hauteur métrique tabulaire fournie par l'enregistreur de VAérophile. Si le dromographe avait été placé au sommet de la tour Eiffel, on aurait certainement pu observer le ballon-sonde jusqu'à la descente.

Nous allons montrer, par un exemple choisi dans l'histoire des ascensions du 14 novembre, un fait saillant, qui prouve combien il est intéressant de viser les ballons pendant le plus long temps possible, en se plaçant avec une bonne lunette sur un point aussi élevé que la dernière plate-forme de la tour Eiffel.

Notre fig. 24 représente deux courbes tracées par les enregistreurs des ballons allemands. La petite appartient au Cirrus, de M. Assmann, et la grande au Strassburg, de M. Hergesell.

L'inspection de la courbe de Berlin montre que le ballon n'a pas fait explosion, comme le bruit en avait couru. S'il n'est point resté un temps appréciable au sommet de sa trajectoire, c'est probablementparce que l'étoffe caoutchoutée n'était pas imperméable. Racornie et fissurée par le froid, elle ne tenait point l'hydrogène.

Le 'ballon de Strasbourg, dont l'imperméabilité

était suffisante, a plané pendant quelques instants; mais, avant d'arriver au sommet de sa trajectoire, il avait éprouvé un accident. Il est probable qu'il avait traversé un nuage qui flottait à 4000™ ou 5000"' de la Terre, et qui avait une certaine épais-

FUt. M.

Courbes barométriques des ballons-sondes allemands

dans l'expérience du 14 novembre 1896-

La grande courbe est celle du Strassburg et la petite

celle du Cirrus de Berlin.

seur. C'est à cette mauvaise rencontre que l'on peut attribuer les trois ondulations qui se retrouvent dans la branche descendante aussi bien que dans la branche ascendante. Du reste, le thermomètre a donné à ce moment des résultats parfaitement inexplicables sans cette circonstance,

car la température s'est brusquement élevée de — 30" à 0" {jig. 25).

Pour être complètement fixé à cet égard, il faudrait avoir suivi le ballon pendant tout le temps de l'ascension, ce que Ton peut faire facilement quand le ciel est à peu près pur.

Flg. 55.

du Strasaburg.

Si aucun choc extraordinaire ne s'est produit, on doit attribuer purement et simplement la présence de ce trait vertical à un arrêt de l'horloge. Le diagramme ne s'étant pas déplacé pendant quelques minutes, les variations de la température se sont inscrites suivant la même ordonnée. Elles ont donc paru avoir lieu en un temps nul, c'est-à-dire instantanément.

C'est ce qui fait qu'il est prudent de joindre toujours aux enregistreurs des instruments simples,

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donnant des indications restreintes, mais dune

marche sûre comme les thermomètres à minima

photographiques, dont MM. Hermite et Besançon

Fig. 56.

Thermomètre à minimum, épreuve négative. La partie du papier sensibilisé, protégée constamment par le mercure, reste en blanc. Dans le reste de l'échelle, les graduations marquées en noir sur le verre restent visibles.

ont fait usage dans leurs premières ascensions, ainsi que l'avons rapporté. Comme on le voit par le

dessin ci-contre {fig. 26), le poids de ces appareils ingénieux étant pour ainsi dire nul, il n'y a aucune raison pour ne pas les employer dans chaque ascension internationale, concurremment avec les appareils enregistreurs que nous avons décrits et dont le poids est beaucoup plus considérable, quoi qu'ils soient tous fort légers.

En résumé, les opérations aérostatiques exécutées par MM. Hermite et Besançon depuis qu'ils opèrent avec de grands ballons sont au nombre de dix, dont nous avons résumé les principaux résultats dans un Tableau synoptique (p. 88-89) faisant suite à celui dans lequel les premières expériences ont été résumées.

Si la détermination de la température à l'ombre offre un intérêt croissant, ce n'est pas, à proprement parler, celle de l'air de plus en plus rare, c'est celle du milieu planétaire dont on s'approche de plus en plus que l'on s'efforce de deviner.

Dans ces hautes régions il y a un autre élément également capital et que l'on ne peut déterminer que d'une façon tout à fait imparfaite sans l'usage des ballons, c'est la constante solaire, c'està-dire la quantité de chaleur que produisent les rayons solaires sur un objet qu'ils frappent directement.

La solution de ce problème a été confiée à M. Violle, professeur de Physique au Conserva-

Tableau des expériences exécutées dans les

MA.TCKB

totai.

du départ

leoKloppe.

Daodruohe.

2 barolhermograpb.es el un distributeur.

Midi ».

Baudruche

fiarothermo ext., thermo graphe Intérieur.

il* mat.

Baudruche.

Barothermo , the rmograpbe, baromètre miui-

tographique, un appareil a prise il air.

Il» 30 mat.

Baudruche.

Barothermographe, appareil k prise d'air.

Soie spéciale.

Barothermo est., thermographe intérieur.

11* 45 mat.

Soie spéciale .

Un baro thermographe.

2* 6 mat.

Soie spéciale.

1 barothermogr. à priée mographe intérieur.

10* 1! mat.

Sole spéciale.

Un barolhermographe térieur.

bï.b'li

3' 33 mat.

Baudruche

Appareil à prise d'air, thermographe.

& soir.

Sole spéciale

Un barothermo h ygro-

4» 35 soir.

itrlgue pkr congélation

div.Gocwle i

, ballons «n Baie spéciale dits « Aerophlles ■

IMterriisage.

Tissage.

su

ai

eu mètre' P. seconde.

ter'!

Ch suivras, pr.

Joigny (Yonne)

7 L il soir.

SE

Graffenhausen 1 Forêt-Noire |.

4 k 32 soir.

SE

5* sa

Chaintreaux.

I* 15 soir.

SE

2,ÏS

Niergoiea, près Cambrai.

3* â soir.

NE

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H , Il

Niedermiebach iPruSseRhén.)

4* 31 soir.

NE

Grajde.p. DinantlBelglque)

7" 29 mat.

NE

Méharlcourt (Cbaulnes).

Midi 3i s.