LES 9ALL0NS-S0NDES

et directeur du Bureau central d' Alsace-Lorraine. MM. Assmann et Berson, deux des principaux fonctionnaires de l'Institut météorologique de Berlin, le D' Mœnnichs, de Strasbourg, M. le lieutenant Hinteroïser, représentant du Ministère delà Guerre de TAutriche-Hongrie, M. Fievez, délégué des Sociétés astronomiques de Belgique et de Hollande, M. Cailletet, membre de Tlnstitut, M. Teisserenc de Bort, directeur de TObservatoire météorologique de Trappes, délégué du Bureau central de France, M. Erk, directeur du service météorologique bavarois, M. Schmidt, directeur du service météorologique du Wurtemberg, M. Tachini, représentant le service météorologique italien, M. Rotch, directeur de TObservatoire météorologique deBlue- Hill (Massachusetts), M. le général Rykatcheff, directeur de l'Observatoire météorologique central de Russie, M. le commandant Kovanko, directeur du service aérostatique militaire russe, le capitaine Mœdebeck, directeur des Mittheilungen, le D" Rubel, assistant de M. le D"^ Hergesell dans la direction du service météorologique d'Alsace-Lorraine, des physiciens distingués et des aéronautes expérimentés y ont pris part. Des lettres d'adhésion ont été reçues de l'Observatoire maritime de Hambourg, du directeur du service météorologique de la Grande-Bretagne, etc.

Les résolutions adoptées unanimement ont été

suivies dans une ascension internationale exécutée avec grand soin et sur une échelle inconnue jusqu'à ce jour. Cette expérience capitale a confirmé la plupart des mesures recommandées, qui n'offrent du reste aucune différence notable avec celles que nous avons indiquées dans la première partie de cet Ouvrage. Elles ont suggéré un certain nombre de remarques qui les rectifient ou les complètent. On voit maintenant d'une manière nette la direction dans laquelle doivent converger les efforts des nations modernes, pour étendre réellement le domaine de la Physique instrumentale dans des régions où Thomme ne saurait pénétrer lui-même.

Le 8 juin dernier une véritable flotte aéronautique a été mobilisée dans les principales villes d'Europe.

Il a été lancé de Paris, Bruxelles, Berlin, Varsovie, Saint-Pétersbourg, Strasbourg, Munich et Vienne, vingt-quatre ballons, dont quinze montés par un, deux ou trois aéronautes, et neuf chargés seulement des appareils enregistreurs. Les ballons montés se sont élevés à des hauteurs variables jusqu'à 5500°», et les ballons-sondes jusqu'à 15000"". Les températures minima observées ont varié

depuis quelques degrés au-dessus de zéro jusqu'à 64° au-dessous. Toutes les opérations aéronautiques ont réussi de la façon la plus remarquable, sauf l'enlèvetnent d'un ballon monté et celui d'un ballon-sonde, probablement par suite du peu d'habitude des opérateurs qui prenaient part pour la première fois aux expériences.

A l'Allemagne, la France et la Russie, sont venues se joindre l'Autriche et la Belgique. L'Italie avait fait des promesses qui ne paraissent pas avoir été suivies d'exécution, mais qui n'en doivent pas moins être enregistrées comme l'indice d'une coopération certaine dans l'avenir.

En rendant compte des résultats do la journée du 8 juin, le Tiines, dont l'opinion possède une grande importance, surtout en pareille matière, exprime le regret que l'Angleterre n'ait pas pris à ces intéressantes explorations la part que sa position insulaire ne lui interdit pas de réclamer.

En effet, la surface de la Grande-Bretagne est assez étendue pour que des ascensions en hauteur puissent être exécutées sans avoir à redouter une descente en mer (*). D'autre part, les résultats de l'expérience du 8 juin ont vérifié d'une façon

{ ' ) En faisant partir les ballons-sondes d'un des ports de la côte orientale de l'Angleterre, on est certain qu' ils atterriront assez à l'est du méridien du point de départ pour échapper aux vagues de la mer du Nord. "*

brillante la conclusion que nous avions tirée des premières ascensions. Il n'est plus permis de douter qu'il existe toujours dans la haute atmosphère un courant ouest provenant de la rotation de la Terre, et faisant sentir son influence d'une façon d'autant plus accentuée qu'on s'éloigne davantage du niveau des mers.

Mais, pour rencontrer ce vent d'origine astronomique, il faut s'élever à une hauteur beaucoup plus grande que dans les ascensions ordinaires. En effet, à 5500", M. Berson a trouvé encore un courant rapide qui l'a emporté de Berlin dans la direction de l'Est où a eu lieu son atterrissage. Il semble qu'en fixant à 10000"* les limites, fort accessibles pour des ballons-sondes, de la zone qu'il faut atteindre à chaque expérience, on ne doive s'exposer à aucun mécompte.

La Commission de Strasbourg avait émis le désir que les directeurs des services météorologiques organisassent dans toutes les stations des lectures supplémentaires les jours d'expériences internationales. M. Pernter, directeur du réseau autrichien, a fait exécuter pendant toute la journée des lectures horaires dans les divers postes de son réseau. On pourra donc suivre, par des interpolations, la marche de la température au pied de la verticale de six ballons montés, trois partis de Vienne, deux de Munich et un de Strasbourg.

lis LES BALL0NS-S0NDB8.

Les États-Unis d'Amérique, qui avaient affecté de préférer les cerfs-volants aux ballons captifs pour les observations météorologiques, et qui avaient fait exécuter quelques ascensions dans le but d'enlever par ce procédé d'imprudents voyageurs à un très petit nombre de mètres, ont été obligés de reconnaître assez piteusement à quel point ils avaient eu tort de négliger les ascensions captives qui leur avaient rendu des services importants lors de la guerre de Sécession. Ayant besoin de vigies aériennes pour venir à bout du siège de Santiago, ils ont fait venir d'Europe, à grands frais, deux ballons captifs semblables à ceux de Meudon, dont le gréement a été complété dans la baie de New- York, à l'île du Gouverneur. Le Signal Corps a commencé l'organisation d'un service aérostatique, qui ne sera pas licencié à la suite de la guerre hispano-américaine, et que l'on mettra probablement au service de la Science, comme en Allemagne. Il en résulte que la coopération d'un peuple ordinairement pratique est moins éloignée qu'on ne le suppose. Malgré son engouement pour des appareils intéressants, mais qui ne peuvent jouer qu'un rôle secondaire à la paix comme à la guerre, il se joindra forcément aux ascensions internationales futures.

Dans la station de Strasbourg, on a laissé en ascension, pendant vingt-quatre heures consécu-

lives, le ballon-cerf-volant construit sous la dirtv> tion de MM. Hergesell et Mœdebeck, qui avait déjà fonctionné sous les yeux de la Conférence et qui a permis de recueillir des particularités fort inti^ Fessantes. En effet, aux enregistreurs de la naooUo on en avait joint d'autres placés à terre, pour la tension du cable, Tazimut du ballon, et Tauglo avoo rhorizon de la tangente à la corde au point do retenue. On a fait pour la première fois usage d'un véritable observatoire aérostatique donnant d'une façon continue les indications météorologiques ;\ une altitude de 600'» à 700"».

Après avoir tracé un tableau rapide de Textension que les expériences de ballons-sondes paraissent à la veille de recevoir à rélranger, nous avons pensé qu'il serait surtout utile de montrer dans quel sens leur installation et leur manœuvre doivent être perfectionnées dans des expériences nationales pendant le temps qui nous sépare de TExposition de 1900.

En effet, c'est à cette époque prochaine, où le Comité international se réunira de nouveau, que seront adoptés d'une façon en quelque sorte définitive les procédés que l'on emploiera pour assurer la connaissance complète des phénomènes phy

siques et chimiques dont la haute atmosphère est le théâtre.

L'initiative de MM. Hermite et Besançon s'est produite à une époque favorable, où l'étude de l'altitude, de la vitesse et de la forme des nuages avait commencé à familiariser les météorologistes avec les recherches exécutées dans le milieu de l'océan aérien. Une fois la météorologie dynamique fondée, il était évident que les savants qui cultivent Cette branche importante des connaissances humaines seraient frappés du nombre de renseignements que des aérostats d'un volume parfois aussi réduit que celui des petits ballons réclames seraient susceptibles de leur rendre.

Nous avons été plus charmé que surpris lorsque nous avons appris que dans leur réunion du mois d'avril les directeurs des Observatoires météorologiques français avaient décidé que des aérostats feraient partie du matériel des stations d'observation. L'heureuse intervention de M. Teisserenc de Bort, qui a donné à l'expérience du 8 juin son véritable caractère en multipliant tout à fait à l'improviste le nombre des ballons-sondes, doit être considérée comme une première application d'une résolution importante dont tout le mérite doit être attribue à M. Mascart, président du Bureau central, et à M. Bouquet de la Gryè, président de la Commission météorologique du Comité

français d'aérostation scientifique. Ne pourrionsnous point être légitimement taxé d'ingratitude si nous ne saisissions cette occasion pour exprimer publiquement la satisfaction dont nous sommes pénétré en voyant que, grâce au succès des expériences exécutées avec les ballons-sondes, l'aérostation va tirer un parti surprenant de la connaissance des phénomènes atmosphériques dont elle facilite si merveilleusement l'étude.

Nous avons la conviction intime que le progrès qui en résultera dans la connaissance des mouvements de l'atmosphère permettra de prévoir le régime des vents assez de jours à l'avance pour appliquer la prévision du temps à la direction naturelle des aérostats. On ne saurait imaginer un mode plus efficace de faire de la navigation aérienne le plus charmant et le plus commode de tous les moyens de transport.

Si c'est une utopie, elle a au moins le mérite d'être plus originale et plus séduisante que celles que tant d'auteurs ont proposées jusqu'ici lorsqu'ils ont peuplé les airs d'aéronefs imaginaires.

M. Henry Boucher, le dernier ministre de l'Industrie et du Commerce, nous ayant fait l'honneur de nous nommer membre du Comité d'organisation des Congrès qui se tiendront à Paris à l'occasion de l'Exposition de 1900, notre intention est d'appeler l'attention de nos confrères sur la possibilité

122 LES BA.LLONS-SONDES

d'ajouter ce mode de locomotion à tous ceux dont nous avons été dotés dans ces derniers temps. Nous sommes persuadé, comme le disait devant nous S. A. I. le prince de Hohenlohe, vice-roi d'Alsace-Lorraine, que Tart aérien est de tous celui qui lend le plus efficacement à rapprocher les différentes nations de la terre. Mais, remettant à plus tard le soin de développer ces grandes vues, nous nous bornerons pour le moment à indiquer sommairement les conséquences techniques des dernières expériences et des récentes discussions relativement à l'emploi et au perfectionnement des ballons-sondes.

En 1782, lors de la première ascension d'un ballon libre, des astronomes se sont placés sur différents édifices publics et ont pris des mesures d'angles au moyen desquelles on a déterminé avec beaucoup d'exactitude la trajectoire du mobile aérien, et son altitude à différents moments de son parcours.

Dans les premières expériences de ballonssondes, M. Hermite a employé son dromographe a mesurer les altitudes et les azimuts; l'Institut géodésique de Berlin a pris des mesures analogues

LA CONFÉRENCE DE STBASnOURO. \i^

dans une des ascensions de 1897. Mais on poui dire qu'à Paris seulement il est possible d'exécuter ces visées d'une façon continue, systématique, grâce au nombre considérable d'établissonienls astronomiques créés successivement dans la capitale et dans ses environs, tant par le Gouvernonient que par des particuliers amis des Sciences. Non seulement les observatoires isolés sont très nombreux, mais il existe deux bases élendues, pourvues à chaque extrémité d'une station munie d'un théodolite et reliée par téléphone à la station correspondante.

Une de ces bases a été établie dans les environs de Trappes par M. Teisserenc de Bort, qui en fait journellement usage pour ses études sur les nuages. Une autre a été établie dans le niônie but par M. Joseph Jaubert, directeur des Services météorologiques de la ville de Paris. Une de ses extrémités est un pilier placé dans l'intérieur du parc de Montsouris, et l'autre la plate-forme de la tour Saint-Jacques.

Paris possède en outre, depuis plus de dix ans, ce monument exceptionnel qui se nomme la Tour Eiffel, et qui ne sera pas longtemps isolé. En effet, il est probable que lors de l'Exposition universelle on pourra placer des théodolites sur le clocher de Féglise du Sacré-Cœur, de sorte que la seconde plate-forme aura alors sa station correspondante.

L'observatoire de Juvisy, que M. Flammarion a rendu célèbre, l'Observatoire de Paris, celui des Sociétés savantes, l'observatoire Gruby, à Montmartre, forment un réseau à travers les mailles duquel aucun ballon ne peut passer sans être suivi pendant une partie considérable de sa trajectoire.

Les calculs relatifs à la hauteur au-dessus du plan horizontal contenant les deux extrémités de la base sont excessivement simples. En effet, l'observation avec chaque théodolite donne la hauteur au-dessus de l'horizon et l'azimut. La détermination des éléments du triangle plan dont la projection du ballon occupe le sommet et dont le côté opposé est la base est très simple en vertu de la proportion

sinA sinB sinC b b c

en y joignant l'équation de condition

Az= 180^ — B — C.

La résolution de deux triangles rectangles donne la hauteur ka et les rayons vecteurs de la projection du ballon, dont on peut ainsi suivre toutes les variations de vitesse et de direction. On connaît donc de la façon la plus exacte la superposition des couches d'air traversées par l'aérostat.

Déjà même on peut employer la plus haute plate-forme de la tour, si Ton suppose que la loi de Laplace donne la hauteur vraie du ballon avec une exactitude suffisante en introduisant les corrections relatives à la température. En effet, l'azimut du ballon est donné immédiatement par la visée sur le cercle horizontal du théodolite, le triangle rectangle dans lequel on observe la hauteur au-dessus de Thorizon est connu si l'on suppose la hauteur déterminée par l'ordonnée de l'enregistreur correspondant à l'instant de la visée. H et 0? le rayon vecteur inconnu sont liés

par l'équation - =z: tang a, qui se résout immé-

diatement avec une Table de logarithmes.

Comme du haut de la Tour Eiffel on peut suivre un ballon pendant plus de 200'''" si l'air est transparent, il est utile d'introduire un autre élément qui est la rondeur de la Terre, mais la solution de ce problème nous entraînerait beaucoup trop loin, et nous nous bornons à renvoyer pour sa solution aux ouvrages de Géodésie. Il faudrait aussi tenir compte de la réfraction atmosphérique qui jouerait un grand rôle lorsque, par suite de l'éloignement, le ballon s'approcherait de l'horizon.

Ces recherches seraient surtout intéressantes si le ballon était pourvu d'un enregistreur photographique du système Cailletet, permettant de se

rendre compte de la situation exacte de la verticale du ballon au moment où s'exécutent les visées géodésiques. Dans ce cas l'on pourrait vérifier non seulement la loi de Laplace mais celle des réfractions astronomiques. Un élément important, la vitesse de rotation du ballon, peut être également déterminé en valeur absolue et en sens, si Ton peint l'aérostat en deux couleurs différentes très distinctes, ou si Ton attache à son équateur un pavillon de dimensions suffisantes.

Chaque incident du voyage aérien, la rencontre de nuages, de pluie, de neige ou de grêle, le changement de direction de couches d'air, Tinterposition d'une nuée venant cacher le Soleil, etc., etc., produit une trace plus ou moins apparente sur l'allure des diagrammes. On comprend donc l'importance d'observations qui, dans des circonstances atmosphériques favorables, guideront les physiciens dans la lecture des courbes pendant un temps très long. Ainsi, en nous postant, comme nous recommandons de le faire, sur la dernière plate-forme de la Tour Eiffel, nous sommes parvenu à suivre le ballon le Figaro, monté par Jovis, jusqu'à la frontière franco-allemande.

La nuit les ballons-sondes peuvent être illuminés par de vigoureuses lampes qui serviront de délesteurs progressifs en même temps que de fanaux, et qui ne seront pas susceptibles d'être éteintes,

même par le manque d'oxygène dans Tair ambiant, si Ton prend certaines précautions que nous indiquerons lorsqu'il sera nécessaire.

C'est ainsi qu'en accumulant tous les moyens d'observations dont on dispose, on arrivera à écrire l'histoire d'une ascension de ballon-sonde d'une façon peut-être plus exacte que si l'on occupait un siège dans la nacelle.

Dans l'expérience du 8 juin, le grand ballonsonde français a encore une fois obtenu le record des altitudes, quoiqu'il ne fût chargé que de gaz d'éclairage, et que MM. Hermite et Besançon aient renoncé à le remplir d'hydrogène pur. Mais ces deux physiciens-aéronautes se sont bien rendu compte de la nécessité de diminuer dans une proportion considérable le volume des aérostats employés, surtout lorsqu'on les réserve à un service courant. C'est dans ce but qu'ils ont construit un aérostat de 40"**^ qui, rempli de gaz d'éclairage, dépasse la moyenne des ascensions célèbres, et qui, rempli d'hydrogène pur et lancé suivant les règles, pourrait lutter avec leur grand aérostat pour l'étude de la haute atmosphère.

En effet, si l'on représente par P le poids du matériel montant, par R son rayon, par /*ce poids

en grammes de la force ascensionnelle du mètre cube, par =~r la pression, la couche d'équilibre de Taérostat sera donnée par l'équation

Si l'on suppose deux ballons de même construction et de même rayon, le seul élément variable sera le produit pf.

On aura donc finalement l'équation

pf = p'f\

mais /*= 750, si le ballon est rempli de gaz d'éclairage, et, d'un autre côté, f'-- 1200, s'il est rempli d'hydrogène pur.

Si l'on admet la loi de Laplace comme exacte jusqu'aux limites de l'expérience, l'altitude Z est donnée par l'équation

18336 X log5.

H = 760, h est exprimé en millimètres de mercure.

Soit Za l'altitude obtenue avec l'hydrogène pur, Tiff l'altitude obtenue avec le gaz d'éclairage, on aura par ce qui précède

LA nO.NFÉnENCE DK STRASBOURG. M'.l

Par conséquent

(1) Z,. :Z^::log5x i,6:log".

Pour A = 76, log2 = i.

Le rapport ~ = log 1,6 = 1,20.

On pourrait déterminer facilement une Table des hauteurs correspondantes pour les différentes

valeurs de la fraclion —• Mais nous allons nous

borner à indiquer quelques autres exemples.

Supposons T-~2, soit h = 380""".

Z^ : Z^ :: log3,2 : log2 :: 0,50515 : 0,30103 = 1,67,

En conséquence, la fraction de l'altitude gagnée par la substitution du gaz hydrogène va en diminuant, comme nous l'avons indiqué plus haut, pendant que la valeur absolue de ce surcroît de hauteur augmente, mais il n'est pas inutile de constater qu'elle varie très peu. Ainsi, en passant de ^ à^ de pression, elle ne monte que de 3600"" à 4000'".

Si nous supposons que h = 7"'", 6, que y = 100, la proportion précédente ( 1 ) deviendra

Zn : Z^ :: loglGO : 2 ff^^lli ^ i, 10206.

Comme Zg = 18366 x 2= . . ., c'est-à-dire est seulement double de la valeur de Z^ pour la pression de 0,76, on voit que la valeur absolue de la surélévation due à la moindre densité du gaz est presque la môme pour une énorme dépression.

Ce sont ces considérations analytiques qui, présentées d'une autre manière par M. le colonel Charles Renard, lui ont fait dire qu'il y avait dans la haute atmosphère comme des plafonds d'acier que les ballons-sondes ne pouvaient franchir.

Toutefois, nous nous garderons de croire qu'un calcul conduira à la détermination exacte des altitudes maxima que l'on peut atteindre :

1** Parce que rien ne nous dit que nos procédés de calcul peuvent être utilisés dans des conditions physiques ayant trop peu de rapport avec celles de l'établissement des formules;

2° Parce que nous négligeons l'influence inconnue de la chaleur solaire sua* le gaz de l'enveloppe ;

3° Parce que nous ignorons si l'état électrique de l'aérostat n'influe pas sur son altitude finale ;

4° Parce qu'à de très hautes altitudes on peut imprimer au ballon des impulsions mécaniques par un procédé dont nous parlerons plus loin et qui a été suggéré par les discussions qui ont eu lieu à l'occasion du Congrès de Strasbourg;

5° Parce que nous ne savons pas quelle est, en réalité, la constitution physique des gaz qui constituent la haute atmosphère.

Toutes ces raisons concourent à augmenter l'intérêt des observations visuelles et du calcul direct des altitudes à Taide de triangulations géodésiques. Il semble donc que les lancers d'aérophiles doivent surtout avoir lieu dans des jours favorables plutôt qu'à des échéances déterminées par le Comité international.

Le peu d'importance relative de Pemploi du gaz hydrogène pour augmenter l'altitude à partir d'un certain point est un fait dont il ne faut pas exagérer la valeur, car ce gaz est au contraire très utile pour atteindre sûrement et économiquement un niveau quelconque, auquel on est arrivé avec le gaz carboné. Nous croyons donc indispensable de faire remarquer que l'on peut démontrer cet autre principe en calculant le rapport des rayons des ballons qui sont nécessaires pour atteindre la même altitude avec les deux gaz. Supposons que l'enveloppe ait la môme épaisseur dans les deux cas et faisons abstraction de la charge, qui est toujours une fraction assez faible de la force ascensionnelle.

L'équation d'équilibre dans l'atmosphère, en négligeant également la force vive, l'effet de la chaleur solaire, etc., etc., est pour le gaz d'éclai-

rage

, , hizr^ 750 X n

En effet, comme nous l'avons fait remarquer plus haut, la force ascensionnelle est réduite dans le rapport inverse de n à 760, n étant le nombre de centimètres de mercure représentant la pression ambiante à l'altitude atteinte.

Pour le gaz hydrogène, Téquatiori devient

, ,, /i7rr'M200xn 4 TU r* z= •

Il est facile de voir que l'on aura la proportion

Si, avec l'hydrogène, il suffit de 1000"*^ pour atteindre un certain niveau, il en faudra environ 6000°''' avec le gaz d'éclairage pour arriver à la même couche.

Si l'emploi du gaz hydrogène est d'un médiocre secours pour gagner des altitudes beaucoup plus élevées, il permet, en revanche, d'augmenter considérablement le poids des mécanismes et des appareils que Ton peut emporter dans la haute atmosphère, comme l'appareil photographique de M. Cailletet et la prise d'air du môme auteur. Pour se faire une idée de l'importance des ressources que fournit à ce point de vue le gaz hydrogène,

prenons pour exemple le grand aérophile français du cube de 460™^ La force ascensionnelle brute du mètre cube d'hydrogène étant de 1200«"', et celle du gaz d'éclairage de 750«% la différence est de SSO»"* par mètre cube = 300''^ en nombres ronds au départ; mais à l'altitude correspondant à 11 8"" atteinte dans la journée du 8 juin, la différence est

réduite dans la proportion de 7m • Le surcroît de

poids que l'on peut emporter, si l'on veut parvenir à

cette altitude, n'est plus que de — ^tttj — = 80''«

en nombres ronds. Si l'on comptait parvenir à l'altitude correspondante à la pression de 76""™, T-augmentation de poids ne serait que de 30''».

C'est toujours un gain considérable, mais la diminution rapide delà valeur que Ton peut donner à la surcharge montre avec quel soin il faut alléger les mécanismes, si Ton veut augmenter la distance verticale où l'on veut les faire agir.

D'après les communications faites par M. Suring dans les Comptes rendus de l'Académie des Sciences de Saint-Pétersbourg, et comme nous l'avons indiqué nous-même, il ne parait pas logique d'at-

tribuer une importance notable à la connaissance des altitudes auxquelles les températures sont constatées, il est beaucoup plus simple de chercher à déterminer la fonction empirique = 9 (tt), TU étant la pression exprimée en millimètres de mercure. Cependant, on ne peut s'empêcher de rechercher la fonction tc = t}^ (ô), ce qui ne suppose plus que la mesure exacte de ô et de w, c'est-à-dire des valeurs déterminées directement par le thermographe.

Dans ce cas, on suppose que la masse des molécules de gaz qui séparent le thermomètre du vide planétaire est mesurée parle nombre de millimètres de mercure qu'indique le baromètre.

C'est une hypothèse qui parait légitime, et même nécessaire, à moins d'admettre que sous Tinfluence de l'excessif abaissement de la température il se produit des phénomènes dont nous ignorons la nature, et qu'une partie plus ou moins considérable du poids de l'air soit supprimée par les courants énergiques qui régnent à ces immenses hauteurs. .On peut encore admettre qu'il existe une condensation à la surface de l'atmosphère, condensation accompagnée d'actions électriques d'une nature inconnue, surtout s'il arrive que le milieu atmosphérique soit liquéfié ou solidifié pat le froid intense auquel il est soumis?

Il y aurait en ce moment peu d'intérêt à énu-

LA CONFÉRENCE DE STRASBOURG. 13 j

mérer les hypothèses plus ou moins sérieuses que Ton peut faire, que Ton est même astreint à faire en présence des nombreuses découvertes auxquelles nous avons fait allusion plus haut. Mais le baromètre et le thermomètre ne sont pas les seuls instruments que le physicien ait mis en réquisition dans ces études. L'actinomètre enregistreur de M. VioUe a été emporté avec succès à une altitude de plus de 15000°» et a donné des courbes parfaitement régulières, indiquant un écart de plus de 50* centigrades entre la température à l'ombre et celle au soleil.

Les nombres fournis par l'actinométrie ont une valeur infiniment plus grande mais sont beaucoup plus difficiles à interpréter que ceux qui résultent de l'enregistrement thermométrique. En effet, leur détermination suppose l'équilibre entre deux forces, réchauffement solaire et le refroidissement par rayonnement dans les cas où la température est stationnaire. Elle doit tenir compte de la masse en eau du thermomètre. Elle nécessite l'intervention des parties les plus abstraites du calcul des fonctions et l'usage des formules imaginées par Fourier. Mais elle permet d'étudier les lois qui régissent l'absorption de la chaleur solaire par les couches gazeuses que les rayons ont encore à traverser avant de frapper la boule noircie qu'ils échauffent. Dans un milieu dépourvu de nuages

et parfaitement transparent, les diverses déterminations calorifiques peuvent être considérées comme autant de sondes permettant de mesurer la masse de la matière rencontrée par les divers rayons solaires, et de voir dans quelle proportion elle varie avec la hauteur de l'astre au-dessus de l'horizon. Ces échanges thermiques ont lieu à travers un air dont la température doit être détermi-

née avec la plus grande exactitude possible par le thermomètre.

Mais l'exactitude des nombres recueillis par cet instrument a été à différentes reprises l'objet des doutes les plus graves. Non seulement on Ta accusé de donner des renseignements inexacts à cause de sa masse propre, mais on a également fait remarquer que l'agitation de l'air qui l'entoure est nécessaire pour que sa température se communique au tube thermométrique.

De ce côté, les expériences ont été l'objet de discussions et d'études qui ont déjà donné des résultats remarquables que nous allons résumer.

La Commission internationale a émis un avis unanime en faveur de l'emploi des cerfs-volants qui éprouvent, comme chacun le sait, des embardées et des secousses continuelles beaucoup plus graves que les agitations produites dans les premiers moments de l'ascension d'un ballon-sonde détalant avec une vitesse considérable. Cependant,

par une contradiction singulière, elle a décidé que toutes les ascensions internationales auraient lieu avec des ballons-sondes surchargés d'un sac de délestage.

La Commission française n'a point partagé cette opinion. Elle a autorisé MM. Hermite et Besançon à lancer leur aérostat par le procédé qui leur avait si bien réussi jusqu'alors. Aussi ont-ils obtenu encore une fois le record des altitudes. Tandis que le ballon de Strasbourg ne s'élevait qu'à 10000"*, et celui de Pétersbourg à 9000™, le leur parvenait à 15000". Cependant, compris autrement, le délestage est destiné à jouer certainement un rôle important dans les ascensions futures.

Ainsi que MM. Hermite et Besançon Tout proposé dans leur Mémoire à la Conférence de Strasbourg, il est possible d'ajouter au ballon-sonde un sac de sable qui ne se détachera automatiquement que lorsque l'aérostat sera parvenu aune hauteur déjà très grande, voisine de son maximum.

A cette altitude l'cfTet sera d'autant plus considérable que la masse du ballon, y compris le gaz qu'il contient, est diminuée fortement, et que la fluidité de l'air est très grande à cause de la faiblesse de sa densité. Si les effets de la ventilation sont indispensables pour que le thermomètre donne des indications exactes de la température de l'air, on le vérifiera en constatant sur le dia-

138 LES DALLONS-SONDES.

gramme du thermographe un abaissement rapide au moment où un poids notable sera abandonné à lui-même dans l'espace.

Plusieurs procédés ont été proposés pour détacher le lest lorsque le ballon-sonde a réellement pénétré dans les hautes régions de Tair. Nous ne pouvons les discuter en ce moment, mais nous sommes en mesure d'affirmer que ce problème est d'une solution fort simple et fort sûre, et que les expériences faites à moindre hauteur n'auraient réellement pour but que de choisir la méthode la plus propice entre plusieurs qui paraissent également infaillibles, mais qu'on ne peut adopter à la légère sans s'être livré à des études préliminaires en dehors des ascensions internationales.

M. Teisserenc de Bort propose de réaliser la ventilation directe à l'aide d'un appareil dont la construction a été confiée à M. Richard. Un instrument ne pesant que 4''« renferme, non seulement le barothermomètre enregistreur, mais un tourne-broche qui, pour mettre en mouvement le ventilateur, dispose d'une somme d'énergie égale à 1200kilogrammètres. Le poids moteur, de i^^, est attaché à l'extrémité d'un fil d'acier long de 1200"" !

Lorsque M. Teisserenc de Bort a annoncé à Strasbourg le projet de cette construction extraordinaire, nous avons protesté. Mais nous l'avons

VU exécuter avec tant d*élégance et de précision, que, malgré nous, nous avons pris confiance!

Cette belle machine montrera, nous l'espérons, que les expérimentateurs auront à leur disposition une force motrice fort énergique que l'on pourra utiliser, si l'agitation de l'air est reconnue comme superflue, à puiser de l'air au milieu de l'atmosphère, à le comprimer dans un récipient afin d'étudier ses propriétés chimiques, problème dont on ne soupçonnait pas encore l'importance lors de la convocation du Congrès de Strasbourg. En effet, on ne connaissait que l'argon et l'on ignorait l'existence du crypton et des compagnons plus ou moins hypothétiques dont l'emploi du spectroscope a signalé la présence.

La combustion d'un lest brillant dans un air raréfié donnerait une source de chaleur que Ton pourrait employer à la production d'effets mécaniques.

M. Richard a construit, suivant les indications deM.Teisserenc de Bort, un thermographe à lames, basé sur la dilatation linéaire de différents métaux d'après un système imaginé il y a trente ans par un physicien italien nommé Tremeschini.

Cet appareil délicat possède l'immense avantage de se mettre immédiatement en équilibre de température avec le milieu dans lequel on le plonge, on peut admettre qu'en l'adoptant on n'a

plus à se préoccuper de l'hystérésis. La surface de contact avec l'air est deux fois plus grande qu'avec les anciens appareils dont la sensibilité était déjà si remarquable, et leur masse est dix fois moindre.

M. Richard n'a pas pour cela abandonné le tube dont il a fait si bon usage. Mais il a changé sa position, et l'a placé en dehors de la cage protectrice. Le mouvement est imprimé à la plume par unebielle. Le lube thermométrique estdonc plongé directement dans le milieu aérien, de sorte que l'influence du mouvement vertical du ballon se fait sentir d'une façon directe.

On n'avait pensé à aucune de ces combinaisons dans les enregistreurs employés dans les ascensions en ballon monté qui vont définitivement supplanter les lectures directes. Même dans les ascensions montées le principe de la ventilation sera appliqué à des instruments automatiques.

La construction par M. Linde, de Munich, d'un appareil produisant de grandes quantités d'air liquide a facilité extraordinairement la création de' chambres de froid et de vide, dans lesquelles on pourra reproduire artificiellement les courbes rapportées par les ballons-sondes, et soumettre les barothermographes à des expériences dans lesquelles les basses températures constatées jusqu'ici dans la haute atmosphère seront largement

dépassées. Un des vœux exprimés par la Conférence de Strasbourg pourra être réalisé avec une précision, une exactitude et une facilité qu'il n'était pas possible d'atteindre au mois de mars. A l'aide de l'appareil établi par M. d'Arsonval dans le laboratoire de Physique de la rue Gay-Lussac, on soumettra tous les enregistreurs des ballonssondes à des températures inférieures à celles qu'ils sont exposés à rencontrer dans la pins haute atmosphère.

Les appareils de photographie automatique imaginés par M. Gaillctet ont été emportés dans l'aérophile du 8 juin et ont donné des résultats encore imparfaits, mais qui confirment d'une façon tout à fait remarquable les nombres recueillis par les actinomètres de M. Violle. Comme le ciel était fort nuageux, il n'a pas été possible de ramener une épreuve photographique de la Terre. Malheureusement les nues étaient éclairées d'une façon si vigoureuse que les épreuves négatives sont presque noires, mais sur ces clichés, inutiles au point de vue du paysage, on a pu retrouver les indications de la colonne barométrique.

Elles concordent d'une façon remarquable avec les résultats de l'enregistrement mécanique. De plus, l'intensité de l'action photogénique est un indice précieux de l'active énergie du rayonnement solaire. Cette expérience montre donc qu'il

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y aurait lieu de se préoccuper de graduer cette action en organisant un instrument spécial, lequel aurait naturellement les mêmes inconvénients que les appareils analogues avec lesquels on essayé de mesurer l'intensité de la lumière, à la surface de la Terre. Toutefois ces recherches n'offriraient aucune difficulté qui leur serait spéciale et pourraient sans doute être ajoutés à celle que Ton a tentées jusqu'ici.

Les discussions qui ont eu lieu à Strasbourg ont de plus constaté un fait capital. On n'est point obligé d'adoucir le jeu des mécanismes avec des graisses et des huiles susceptibles de -se geler. Il suffit de s'arranger de manière à ce que le jeu des axes ne soit pas gêné par le changement de position des platines, à la suite du refroidissement énergique auquel les instruments sont soumis. Il en résulte que l'on peut compter sur des horloges construites avec précision, pour faire exécuter pendant l'ascension une foule de mouvements, comme le déclenchement d'une masse se détachant avec un parachute.

L'examen des courbes rapportées à la surface de la Terre fournit immédiatement une foule de documents susceptibles d'être contrôlés, et auxquels on était loin de penser lors des premières expériences.

Le diagramme thermométrique de l'ascension

du 8 juin offre dans une grande étendue une horizontalité à peu près parfaite,'et qui correspond très bien à l'horizontalité du diagramme barométrique , Les larges ondulations des deux diagrammes concordent égalementet s'expliquent parfaitement les unes par les autres. Mais on remarque de plus de petites vibrations thermométriques, qui ne paraissent avoir laissé aucune trace dans la courbe barométrique, ce qui paraît absurde. En effet, il n'est guère possible d'admettre que la température s'accroisse ou baisse de quelques degrés sans que le ballon descende ou s'élève d'une quantité correspondante.

On serait porté à considérer que les indications sont fausses si l'on n'avait remarqué que le ressort thermométrique n'est pas placé dans l'axe du panier parasoleil. Il en résulte qu'il se trouve plus ou moins loin de la paroi sur laquelle agit le soleil suivant que le ballon tourne dans un sens ou dans l'autre. Ces vibrations indiquent donc le nombre et la vitesse des rotations de l'aérostat. Ce genre d'indications est susceptible d'être contrôlé par un observateur placé au sommet de la Tour Eilfel, ainsi que nous avons conseillé de le faire.

Cette observation semble démontrer de plus que le procédé employé pour obtenir la température de l'air à l'ombre n'est pas sufQsant, et que l'action calorifique du soleil n'est point complètement pa-

ralysée par l'intervention du panier parasoleil.

Mais l'étude de l'influence de la rotation semble un moven de déterminer la valeur de la correction rendue nécessaire par la présence au-dessus de l'horizon d'un astre doué de propriétés d'une énergie si prodigieuse.

Le caractère particulier et saillant des ascensions exécutées à Paris dans la journée du 8 juin a été le grand nombre de ballons-sondes qui ont été lancés successivement avec des forces ascensionnelles différentes, de manière à parcourir les airs avec des vitesses variables.

D'une façon tout à fait inattendue et inespérée, le savant directeur de l'Observatoire de Trappes a mis en pratique la méthode que MM. Hermite et Besançon avaient recommandée à la Conférence de Strasbourg. Il l'a même fait d'une manière fort ingénieuse. Au lieu d'employer, comme on l'avait indiqué, des ballons de différents diamètres/cet habile physicien a lancé des ballons de même diamètre, mais qui ont été chargés de poids différents.

En effet, le mouvement ascendant est donné par l'équation.

dans laquelle la valeur de g' est celle de la^force ascensionnelle, m un coefficient numérique dépendant delà densité de l'air et égal à a r',r étant

le ravon du ballon v étant la vitesse. La valeur de m varie de la môme manière dans toutes les expériences. Si l'on suppose que l'on puisse appliquei' dans ce cas la formule intégrale sans tenir compte ni de la diminution de densité de l'air, ni du volume du gaz sortant par l'appendice, on aura dans tous les cas pour déterminer la vitesse aune époque quelconque l'expression

Mais, indépendamment de toute considération théorique, les vitesses réelles seront mesurées sur les diagrammes et comparées à la marche des températures dans des conditions physiques déterminées par les observations de terre.

Loin de nous la pensée de diminuer l'importance des observations que l'on peut faire à bord des ballons montés lorsqu'ils sont dirigés par des observateurs aussi soigneux et aussi bien exercés que ceux qui ont pris part à l'ascension du 8 juin ; mais il nous semble qu'en dehors des innombrables observations de toute nature qu'ils peuvent faire, leur rôle se réduit principalement à s'assurer que les enregistreurs sont bien placés dans des conditions physiques qui ne troublent point leurs indications et qu'ils fonctionnent d'une façon i^\ 13