CHAPITRE IV

LA GLACE. — LA GLACE AUX POLES TERRESTRES. — BANQUISES ET CHAMPS DE GLACE. — MANIÈRE DE MET- TRE EN ÉVIDENCE LES FORMES CRISTALLINES DE LA GLACE. — LES CRISTAUX DE GIVRE SUR LES CARREAUX DE VITRE. — DIVERS EFFETS MÉCANIQUES PRODUITS PAR LA CONGÉLATION DE L'EAU. — LE PHÉNOMÈNE DU regel. — APPLICATIONS DE CE PHÉNOMÈNE. — LES GLA- CIERS DES MONTAGNES, LEUR MODE DE FORMATION ET LEURS PROPRIÉTÉS. — LA MARCHE DES GLACIERS.

On appelle glace l'eau solide formée au sein de l'eau liquide par le refroidissement de celle-ci. Beaucoup de circonstances produisent des différences sensibles dans le

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Fig. 21. — Glaces flottantes, ou banquises, dans les mers polaires du nord de l'Europe.

point de congélation de l'eau. On peut faire descendre ce liquide jusqu'à plusieurs degrés au-dessous de zéro sans qu'il se congèle. Un grand repos, l'absence de toute aspérité dans le vase qui la contient, permettent de maintenir l'eau encore liquide à plusieurs degrés au-dessous de zéro. Dans un hiver rigoureux, si aucun vent ne ride la surface de l'eau d'un lac, on voit quelquefois l'eau rester liquide jusqu'à — 10°, par suite de son repos absolu ; mais au moindre vent, à la moindre agitation du liquide, on voit l'eau se geler subitement, et la température remonte aussitôt à zéro.

Un physicien anglais, Sorby, plaçant dans un mélange réfrigérant de l'eau contenue dans des tubes capillaires (du diamètre intérieur d'un cheveu), a vu cette eau rester liquide jusqu'à — 17°, malgré l'agitation

imprimée à ces tubes. En faisant cette expérience, et laissant les tubes en repos, le physicien Despretz a maintenu l'eau liquide jusqu'à — 20°.

On connaît l'expérience de physique dans laquelle on produit de la glace par la seule évaporation de l'eau , dans le vide produit par la machine pneumatique. Berzelius a constaté, dans ce cas, que l'eau ne se solidifie qu'à — 5°. Seulement, au moment de la congélation, le thermomètre remonte à 0° Muspratt, dans son ouvrage [Chemistry] dit qu'on peut refroidir l'eau jusqu'à — 15° sans qu'elle se congèle, si l'on a soin d'éviter toute agitation du liquide, et tout contact avec un corps rugueux.

Quand l'eau est chargée de sels, quelle que soit la nature de ces sels, elle se congèle toujours au-dessous de zéro. Pour que L'eau de

la mer se congèle, il faut qu'elle descende à — 3° et qu'elle soit en complet repos. L'eau saturée de chlorure de calcium ne se solidifie qu'à — 40°.

Le terme de la congélation de l'eau est très-variable suivant les circonstances physiques; mais il faut se hâter de dire que son point de fusion est d'une fixité absolue. La glace entre en fusion à la même température, quelles que soient les circonstances extérieures : tant qu'il reste un peu de glace à fondre, sa température ne varie en aucune manière. C'est donc avec raison que les physiciens ont adopté le degré de fusion de la glace pour servir de point de départ à l'échelle thermométrique. Pour obtenir le zéro, on enfonce la boule du thermomètre dans de la glace en train de fondre, placée sur un support à claire-voie, afin que l'eau liquide provenant de cette fusion, et qui pourrait échauffer ou refroidir la glace, selon la température extérieure, puisse s'écouler à mesure qu'elle se forme. C'est ainsi que l'on obtient le zéro du thermomètre centigrade, du thermomètre Réaumur, ainsi que le 32° de celui de Fahrenheit, instrument qui est encore en usage en Angleterre et en Allemagne.

En passant de l'état liquide à l'état solide, l'eau augmente de volume. C'est là une exception extrêmement rare aux lois de la nature, car tout corps qui passe de l'état liquide à l'état solide, se rétracte. Le lecteur est prié de porter son attention sur l'augmentation du volume de l'eau au moment de sa solidification, non-seulement parce que ce phénomène constitue une dérogation à la loi physique qui veut que tout corps diminue de volume en passant de l'état liquide à l'état solide, mais encore par toutes les conséquences qui découlent de cette anomalie naturelle.

Si l'eau, en passant de l'état liquide à l'état solide, augmente de volume, la glace

doit être spécifiquement plus légère que l'eau ; elle doit surnager l'eau liquide. C'est en effet ce qui arrive. Tout le monde sait qu'un glaçon jeté dans un bassin d'eau y flotte toujours, cette eau fût-elle bouillante.

Cela n'a l'air de rien, en apparence, ce simple phénomène physique de la différence de densité entre l'eau solide et l'eau liquide, pourtant nous ne lui devons rien moins que la conservation de la vie végétale et animale dans le sein des eaux du globe entier. Quand un lac, une rivière, un cours d'eau, viennent à se geler, la glace, à mesure qu'elle se forme, monte, en raison de sa légèreté spécifique, à la surface de l'eau; elle y surnage, elle y flotte. Supposez, au contraire, que l'eau solide ait la même densité que l'eau liquide, la glace se formant dans tous les points des cours d'eau, restera dans les points mêmes où elle aura pris naissance, et tout le liquide pourra se prendre en masse. Dès lors, plantes et animaux qui vivent au sein de l'onde, seront détruits, eux et leurs générations futures. Heureusement, comme on le sait, les glaçons d'une rivière, d'un lac, d'une eau tranquille, se réunissent tous à la partie supérieure de la masse liquide, et la couche de glace recouvrant l'eau liquide compose bientôt une sorte d'écran impénétrable au froid extérieur, qui préserve de la congélation le reste de l'eau.

Il faut ajouter que, par une autre anomalie physique, sur laquelle nous aurons à nous étendre dans les pages suivantes, le maximum de densité de l'eau liquide est à + 4°I. Lorsque celte température est atteinte à la partie supérieure d'une masse liquide, les couches d'eau à 4°1 étant plus lourdes que le milieu environnant, tombent au fond ; de sorte que les couches inférieures ont toujours la température de -|- 4°1, compatible avec l'existence de la vie. Mais cette condition ne suffirait pas pour préserver les êtres qui vivent au fond des eaux, si un écran de glace flottant sur

l'eau liquide ne la défendait du froid, en l'abritant contre le rayonnement extérieur.

Dans quelle proportion l'eau solide estelle plus légère que l'eau liquide ? La densité de l'eau à -J- 4°,1 étant 1, la densité de la glace est 0,918. En passant à l'état de glace, 7 litres d'eau liquide produisent 7 litres de glace. L'expansion, par le fait de la congélation, est donc du volume de l'eau à 0°.

C'est en raison de la légèreté spécifique de l'eau solide que les mers polaires sont sillonnées de glaces flottantes, qui devien nent quelquefois de véritables montagnes voguant au gré des vents et des courants marins. Rien n'est plus imposant, plus majestueux, que ces énormes accumulations de glaces, grandes comme des cathédrales, ces banquises, comme nous les appelons, cesz'cebergs, comme les appellent les Anglais, qui parsèment de leurs masses flottantes les mers polaires arctiques ou antarctiques.

On appelle champs de glace les surfaces de glace très-étendues qui résultent de la réunion des banquises.

Les glaces flottantes sont la principale cause des dangers que présente la navigation dans les mers boréales. Les navires qui s'avancent vers le pôle nord, au delà du Spitzberg ou des côtes du Groenland, sont presque toujours arrêtés dans leur marche par les glaces qui se forment autour de leur coque, et qui les serrent dans leur terrible étau. Ils sont, en outre, exposés à être engloutis, s'ils approchent de trop près les redoutables montagnes glacées qui, en basculant et s'abattant sur eux, les écrasent de l'immensité de leur poids.

Nous représentons dans les figures 21, 22 et 23 l'aspect des glaces flottantes ou banquises, et des champs de glace.

Puisque l'eau, en se congelant par le froid, augmente de près de £ de son volume, le seul phénomène de la congélation de l'eau doit produire un grand effort mécanique sur

les corps qui lui font obstacle. Enfermez dans un tube de matière quelconque, de l'eau liquide, et, après avoir bien bouché ce tube, exposez-le à l'action d'un froid extérieur capable de congeler l'eau ; au moment où l'eau se congèlera, c'est-à-dire passera de l'état liquide à l'état solide, elle augmentera de volume. Le bouchon qui fernie ce tube étant l'obstacle à l'augmentation du volume de l'eau, ce bouchon devra être chassé par l'expansion de l'eau, au moment de son changement d'état, à moins que ce ne soient les parois du tube lui-même qui cèdent à cette expansion.

L'expérience confirme pleinement cette prévision de la théorie ; mais ce que l'on aurait pu prévoir, c'est la prodigieuse puissance mécanique avec laquelle s'accomplit l'expansion de l'eau liquide. Elle est telle qu'aucune force connue ne saurait y mettre obstacle, et que l'évaluation précise des efforts mécaniques ainsi développés est à peu près impossible.

Les faits que la science a enregistrés à cet égard sont des plus surprenants. On lit dans tous les ouvrages de physique, que les membres de l'Académie del Cimenlo, société savante de Florence qui fut célèbre au xvne siècle, du temps de Galilée, ayant renfermé de l'eau dans une sphère de cuivre, et ayant exposé cette sphère pleine d'eau et fermée par un bouchon à vis, à l'action de la gelée, virent le métal se fracturer. Mussembroeck qui, plus tard , examina cette sphère de cuivre, évalua à une force qui équivaut à 13,000 kilogrammes la force nécessaire pour la rompre.

Le physicien anglais William prit une des bombes de fonte en usage dans l'artillerie, la remplit d'eau, ferma très-solidement son orifice avec un tampon de bois, et exposa la bombe à la gelée. Au moment de la congélation de l'eau, le tampon de bois fut lancé au loin avec violence, et la glace se fit jour au dehors de l'orifice.

Fig. 22. — Champ de glace dans les mers polaires du nord de l'Europe.

La même expérience a été répétée, de nos jours, avec une sphère creuse en fer forgé, et le métal a également éclaté par la seule action de la gelée. On a évalué, dans ce dernier cas, à mille atmosphères la pression qui était nécessaire pour faire crever la bombe.

Enfermez de l'eau dans un canon de bronze, et bouchez très-exactement la lumière, ainsi que la bouche du canon ; puis abandonnez la bouche à feu ainsi remplie d'eau, à une nuit de gelée, vous trouverez, le lendemain, le canon brisé.

On fait, dans les cours de physique, cette expérience à moins de frais, en remplissant d'eau un tube en fer forgé, qui supporterait sans se rompre une pression de 50 atmosphères, fermant bien ce tube et le plaçant dans un mélange réfrigérant. Au bout de peu d'instants, c'est-à-dire au moment où l'eau se congèle, on entend un bruit qui an-

nonce la rupture du tube, et une partie de la glace sort par fa fente.

C'est un phénomène de ce genre qui produit la rupture des pierres de taille, au moment des grandes gelées, ou du moins des pierres de taille de mauvaise qualité, qui sont pénétrables à l'eau. Une pierre calcaire ou autre, qui est assez poreuse pour absorber de l'eau, se brise toujours par la gelée, parce que l'eau liquide qui s'est infiltrée à son intérieur, venant à geler par l'action du froid atmosphérique, l'eau augmente de volume dans les interstices de la pierre, et comme la pierre, par sa rigidité, s'oppose à l'expansion de la glace, elle est forcément brisée par l'effort mécanique qu'elle subit à l'intérieur.

Le proverbe qui dit : il gèle à pierre fendre, exprime donc un fait physique réel. Aussi les constructeurs de bâtisses distinguent-ils

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Fig. 23. — Un navire pris dans les glaces des mers polaires.

les pierres destinées à la maçonnerie, en pierres gélives et pierres non gélives. Les pierres non gélives ont un tissu assez serré pour ne pas laisser passer l'eau, et par conséquent ne point se briser par l'action du froid.

Ainsi s'expliquent beaucoup d'autres phénomènes dont il est bon d'être averti dans les diverses industries. Il faut savoir, par exemple, que les tuyaux de conduites en"poterie remplis d'eau et abandonnés à l'air libre, dans une nuit d'hiver, sont exposés à voler en éclats par la gelée, — que des vases de grès, de métal, de poterie fine ou grossière, remplis d'eau, bouchés, et oubliés au moment des gelées, seront nécessairement fracturés, etc. Pour se prémunir contre ces accidents, il faut vider en partie les vases de verre, carafes ou bouteilles, ainsi que les fontaines de grès ou de métal, à t. m,

l'approche des grands froids ; — placer profondément dans le sol les tuyaux de conduite des eaux, pour empêcher l'eau qu'ils contiennent de se congeler par sa participation au froid extérieur, — et entourer de substances non conductrices de la chaleur, telle que la paille, la laine, le sable ou le charbon, la partie des conduites d'eau qui doivent nécessairement rester exposées à l'extérieur. Si l'on se sert de tuyaux de plomb comme conduites d'eau, il faut préférer les tuyaux étirés à la filière à ceux que l'on fabrique par soudure, parce que les tuyaux de plomb étirés ayant l'avantage de se dilater uniformément dans tous les sens, peuvent céder sans se rompre à l'effort qui résulte de l'expansion de l'eau se gelant à leur intérieur.

Si la gelée tue les plantes, c'est parce que

l'eau qui circule dans leurs vaisseaux, augmentant le volume au moment de sa congélation, brise les frêles canaux de leur tissu, et les fait éclater. Quand le dégel arrive et que les sucs nourriciers reprennent leur cours, ils s'extravasent à travers les canaux dilacérés, et la plante meurt. De là, la recommandation vulgaire d'abriter contre le froid extrême les plantes que l'on veut conserver.

Nous disions tout à l'heure que les dissolutions salines se congèlent toujours à une température inférieure à 0°. La congélation des liqueurs salines présente un autre phénomène important. C'est que la glace qui se forme dans la dissolution d'un sel, est formée d'eau pure, et ne retient aucune trace du sel dissous. La nature nous offre un exemple de ce fait sur une grande échelle. Quand l'eau de la mer se gèle, sur les côtes des terres du pôle nord ou du pôle sud, les glaçons sont formés d'eau pure : le sel marin et les autres substances salines restent dans la portion d'eau non congelée. Nous avons dit, dans la Notice sur l'Industrie du sel, qui fait partie de ce recueil (1), qu'en Sibérie et dans quelques autres contrées du Nord on fait geler l'eau de la mer, afin de concentrer dans une plus faible quantité d'eau le sel marin que l'on veut extraire. L'eau de la mer étant exposée au froid extérieur, qui doit être de plusieurs degrés audessous de zéro, et étant en partie gelée, on en retire les glaçons, qui sont de l'eau pure; et l'eau que ces glaçons surnagent, étant très-chargée de sel marin, n'a plus besoin que d'une faible évaporation pour fournir le sel en cristaux.

On pourrait concentrer l'eau-de-vie par ce même moyen économique. En effet, quand elle est exposée à l'action d'un froid très-intense, l'eau-de-vie se gèle en partie : l'eau se transforme en glace, que l'on rejette, et la

(I) Tome 1er, pages 642-613.

portion alcoolique reste liquide et concentrée.

Nous signalons cette opération sous le point de vue théorique et non sous le point de vue pratique ; mais ce qui est réel, c'est que le vin, dans certains climats, se congèle en hiver, si l'on abandonne les tonneaux au froid extérieur. On peut obtenir, en faisant geler le vin, et le séparant de la glace qui s'y est formée et qui n'est que de l'eau pure, un vin d'un degré alcoolique tout à fait anormal.

Faraday a montré que la congélation d'un liquide peut être mise en œuvre, comme moyen, pratique d'analyse chimique, dans un laboratoire. Si une dissolution saturée de chlorure de sodium, ou d'indigo dans l'acide sulfurique, est mélangée avec cent fois son volume d'eau, et introduite dans un tube, que l'on plonge dans un mélange frigorifique, on remarque, au bout de quelques minutes, la production d'une couche de glace pure et transparente sur les parois du tube, tandis que les matières étrangères se trouvent dans la portion qui restera liquide.

La glace et la neige n'étant rien autre chose, l'une et l'autre, que de l'eau solide, on doit trouver dans la glace les mêmes formes cristallines que nous avons signalées dans la neige. En effet, la glace est composée de cristaux réguliers que l'on peut ramener à des aiguilles prismatiques accolées sous le même angle de 60 ou de 120".

Comme la neige, la glace semble n'avoir aucun aspect cristallin : on la croirait composée d'une masse unique et amorphe; mais le microscope peut, dans la glace, comme dans la neige, mettre à nu une cristallisation parfaite.

Les physiciens de nos jours ont trouvé un moyen très-élégant de mettre à nu les cristaux dont l'enchevêtrement compose un bloc de glace. Faites traverser un bloc de glace par un rayon de soleil ou de lumière

électrique, et projetez l'image de ce bloc sur un écran, le rayon lumineux, par sa chaleur, provoquera la fusion d'une partie de la glace; comme un anatomiste habile, il disséquera cette masse compacte et mettra à nu sa véritable structure intérieure.

C'est au physicien anglais J. Tyndall que l'on doit cette belle expérience. Dans son ouvrage intitulé : La chaleur, mode de mouvement (1), M. Tyndall explique ainsi la manière dont il est parvenu à rendre apparents les cristaux au sein d'un bloc de glace :

« Ce bloc de glace ne semble pas présenter plus d'intérêt et de beauté qu'un bloc de verre ; mais, pour l'esprit éclairé du savant, la glace est au verre «e qu'un oratorio de Hœndel est aux cris de la rue ou du marché. La glace est une musique, le verre est un bruit; la glace est l'ordre, le verre est la confusion. Dans le verre, les forces moléculaires ont abouti à un écheveau embrouillé, inextricable; dans la glace, elles ont su tisser une broderie régulière dont je veux vous révéler les miraculeux dessins.

« Comment m'y prendrai-je pour disséquer cette glace? Un faisceau de lumière solaire, ou, à son défaut, un faisceau de lumière électrique sera l'anatomisle habile auquel je confierai celte opéralion. J'écarte l'agent qui, dans la dernière expérience, purifiait ou dépouillait de chaleur noire faisceau 4umineux, et je lance ce faisceau directement de la lampe à travers cette plaque de glace transparente. Il mettra en pièces l'édifice de glace, en renversant exactement l'ordre de son architecture. La force cristallisante avait silencieusement et symétriquement élevé atome sur alome ; le faisceau électrique les fera tomber silencieusement et symétriquement. Je dresse cette plaque de glace en face de lalampe, etla lumiôrepasse maintenant à travers sa masse. Comparez le faisceau lumineux entrant avec le faisceau lumineux sortant de la glace ; pour l'œil, il n'y a pas de différence sensible ; l'intensité de la lumière est à peine diminuée. Il n'en est pas ainsi de la chaleur. En tant qu'agent thermique, le faisceau, avant son entrée, est bien plus puissant qu'après son émergence. Une portion du faisceau s'est arrêtée dans la glace, et celte portion est l'anatomiste que nous voulions metlre en jeu ; que failli? Je place une lentille en avant de la glace, et je projette une image agrandie de la plaque de glace sur l'écran. Observez celte image dont la

(I) 1 vol. in-18, 2e édition française, Paris, 1874, pages

aoi-ios.

beauté est encore bien loin de l'effet réel. Voici une étoile; en voilà une autre; et, à mesure que l'action continue, la glace paraît se résoudre de plus en plus en étoiles, toutes de six rayons, et ressemblant chacune à une belle (leur à six pétales. En faisant aller et venir ma lentille, je mets en vue de nouvelles étoiles; et, à mesure que l'action continue, les bords de pétales se couvrent de dentelures et dessinent sur l'écran comme des feuilles de fougères. Très-peu, probablement, des personnes ici présentes étaient initiées aux beautés cachées dans un bloc de glace ordinaire ; et pensez que la prodigue nature opère ainsi dans le monde tout entier. Chaque alome de la croûte solide qui couvre les lacs glacés du Nord a été fixé suivant cette même loi. La nature dispose ses rayons avec harmonie, et la mission de la science est de purifier assez nos organes pour que nous puissions saisir ses accords. »

La figure 25 (page 45) représente l'expérience faite par M. J. Tyndall. A travers un bloc de glace posésur un support, on fait passer un faisceau de lumière solaire au moyen d'un trou percé dans le volet d'une chambre tenue dans l'obscurité. Par sa chaleur, ce faisceau de lumière solaire provoque la fusion partielle de la glace, et en met à nu les cristaux. L'image de ces cristaux traverse une lentille de verre grossissante, et vient se projeter sur un écran, après avoir été considérablement agrandie par le jeu de la len tille, de sorte que tous les spectateurs peuvent voir l'image agrandie de ces cristaux.

La tendance remarquable de l'eau à prendre une forme cristalline nous est révélée par le phénomène, bien connu, du dépôt de givre qui s'opère sur les carreaux de vitre, par les grands froids. Quand la température à l'extérieur est à quelques degrés au- dessous de zéro, et qu'il existe de la vapeur d'eau à l'intérieur d'un appartement, on voit se produire sur les vitres de magnifiques arborisations : c'est l'eau qui cristallise sous nos yeux.

Le carreau de vitre, exposé au froid du dehors par sa face extérieure, provoque la condensation, à l'état liquide, contre sa face extérieure, de la vapeur d'eau contenue dans l'appartement. De l'état liquide l'eau passe

Fig. 24. — Givre cristallisé sur un carreau de vitre,

peu à peu, par la continuation du froid, à l'état solide. Grâce à ce passage tranquille et lent à l'état solide, elle cristallise, comme le font la plupart des corps passant tranquillement de l'état liquide à l'état solide.

Le givre qui se dépose contre les vitres, n'est donc que de l'eau cristallisée. Ses formes varient à l'infini, mais le plus souvent ils figurent des feuilles de fougères ou un rayonnement de branches capricieusement inclinées (fig. 24). Mais ne vous y trompez pas, la géométrie de la nature se retrouve au fond de cette apparence de fantaisie ; toutes ces gracieuses arabesques obéissent à des lois rigoureuses. Mesurez chacun des angles formés par l'insertion des différentes aiguilles de glace sur leur axe, et vous trouverez toujours l'angle de 60°, qui caractérise la cristallisation de l'eau, celle de la neige comme celle de la glace. Toutes

ces figures géométriques que la main d'un invisible et divin graveur semble avoir tracées sur le verre, dérivent, avec une exactitude mathématique, du prisme hexagonal.

Ces aiguilles prismatiques forment des étoiles à six branches, et l'angle de leur insertion est toujours de 60 ou de 120°.

Nous passons à un autre phénomène particulier à la glace, phénomène dont la connaissance ne date que de nos jours, et qui sert à expliquer plusieurs faits naturels : nous voulons parler du regel de la glace, découvert par Faraday et étudié par J. Tyndall.

On appelle regel, ou regélation, la propriété que présente la glace de se souder à elle-même, quand on met en contact deux de ses surfaces récemment fondues. Il y a, comme nous allons le voir, dans cet effet

curieux, quelque chose d'analogue à ce que présente le caoutchouc, dont deux surfaces fraîchement coupées et fortement pressées l'une contre l'autre, adhèrent entre elles, de manière à ne former qu'un seul tout.

Prenez deux fragments de glace, et appliquez-les, pendant quelques secondes, l'un contre l'autre, les surfaces en contact ne tarderont pas à se réunir, et vous obtiendrez un seul bloc parfaitement homogène.

Que s'est-il passé ? Les particules extérieures d'un morceau de glace se fondent, par l'action de la température extérieure, avant que les particules du centre ne puissent entrer en fusion. Quand on met en contact deux morceaux de glace à zéro, les deux surfaces en contact entrent en fusion ; mais l'eau provenant de cette fusion ne peut s'écouler, puisque les deux surfaces se touchent. L'eau de fusion se congèle, et

réunit l'un à l'autre les deux blocs, qui n'en forment plus qu'un. C'est cette solidification nouvelle que les physiciens modernes appellent regel, ou rcgélation.

La glace peut subir le phénomène de la regélation même au sein de l'eau chaude. Prenez deux fragments de glace et plongezles dans de l'eau aussi chaude que la main puisse la supporter, comprimez-les l'un contre l'autre, pendant quelques secondes, et, malgré la chaleur, ces deux fragments se souderont, et vous ne retirerez de l'eau qu'un seul bloc.

On peut, en se servant d'un glaçon comme d'un aimant, retirer un à un tous les autres glaçons que l'on aura jetés dans une cuvette ; les morceaux se soudant par le simple contact d'un autre glaçon. On peut former de cette manière, enquelques instants, une véritable chaîne. M. Tyndall raconte ce quisuit :

« Un jour chaud d'été, dit M. Tyndall, je suis entré dans une boutique du Strand; des fragments de glace étaient exposés dans un bassin sur la fenêtre, et, avec la permission du marchand, prenant à la main et tenant suspendu le morceau le plus ^levé, je m'en suis servi pour entraîner tous les autres morceaux hors du plat. Quoique le thermomètre, en ce moment, marquât 30°, les morceaux de glace s'étaient soudés à leurs points de jonction. »

C'est le phénomène du regel qui explique •que la glace, quoique n'ayant aucune élasticité, peut cependant prendre toutes les formes que l'on désire. Foulée avec force dans un moule, la glace se brise en morceaux comme du verre; mais aussitôt, les fragments séparés subissent le regel, c'està-dire que, grâce à leur eau de fusion, ils se soudent et prennent la forme du moule.

Comprimez successivement de la glace dans une série de moules de plus en plus courbes, et vous obtiendrez un anneau de glace, et même, si vous le voulez, un nœud. Dans chaque moule la glace se brise, mais, à peine brisée, elle se regèle, et donne une nouvelle masse homogène de la forme du nouveau inouïe. On peut arriver à produire ainsi toutes les surfaces courbes.

11 faut ajouter que la neige présente, comme la glace, le phénomène du regel.

C'est même sur ce principe que repose la confection des boules de neige dures et compactes que les écoliers obtiennent en pressant fortement la neige entre leurs mains.

Jetez des glaçons obtenus de cette manière dans une cuvette d'eau chaude, vous les verrez se rapprocher et se souder ensemble, malgré la chaleur de l'eau.

Si l'on comprime fortement une grosse boule de neige dans un moule sphérique, au moyen de la presse hydraulique, on obtient une sphère de glace dure, transparente, et semblable, par son aspect, à une sphère de cristal.

Prenez un moule métallique figurant une coupe, et comprimez fortement dans ce

moule une boule de neige, la neige se regèlera, et donnera une coupe de glace, qui ressemblera entièrement à une coupe de verre. Et comme la glace ainsi obtenue fond difficilement, vous pourrez boire toute une soirée dans cette coupe moulée avec de la neige. 11 ne serait pas plus difficile de faire un dîner complet avec un service de table, composé d'assiettes de verre, de flacons et de tasses en neige moulée.

Comme la glace comprimée ne fond que très-lentement, une coupe de glace de ce genre résiste, pendant toute une soirée, à la température d'une chambre bien chauffée.

Cela tient à ce que la petite couche d'eau fondue à l'extérieur, empêche le reste de la glace de se réchauffer.

Le regel de la glace ou de la neige explique la dureté que prennent ces deux substances, sous la pression du pied. La neige, étant comprimée par la pression du pied, subit le phénomène du regel, se soude à elle-même et compose une surface unie, ferme et solide.

Ceci explique la rigidité extraordinaire des ponts de neige, que l'on voit suspendus, dans les Alpes, au -dessus des anfractuosités et des crevasses des glaciers. Les guides de la Suisse fabriquent des ponts très-solides, en marchant avec précaution sur la neige amoncelée au bord d'un ravin. Par la pression du pied ils déterminent le regel de la neige, qui prend une dureté et une rigidité capables de supporter de grands poids. Plus on marche ensuite sur ces ponts, plus on en augmente la solidité.

Aux personnes qui s'étonneraient de cette résistance à la fusion de la glace comprimée, résistance qui fait que l'on peut fabriquer des verres ou des services de table en glace regelée, et construire des ponts d'une résistance à toute épreuve, nous raconterions l'histoire du fameux palais de glace de Saint-Pétersbourg.

Pendant l'hiver de l'année 1740, on bâtit, dans cette ville, une maison avec

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des glaçons retirés de la Newa, fortement comprimés. Ces glaçons furent taillés de manière à servir de pierres de maçonnerie. Lamaison de glace de 1740 se maintint debout pendant plusieurs années, et traversa, par conséquent, plusieurs étés. Le czar y donna des fêtes et des bals, auxquels toute I la cour fut conviée. Il régnait une chaleur étouffante dans ces salons, composés de glaçons retirés du fleuve, et pourtant ses matériaux ne fondaient pas. Les lumières scintillaient au dehors, à travers l'épaisseur des parois transparentes. Les vitres de glace de S l'édifice se couvraient de givre, mais te- I naient bon. Ainsi que nous l'avons expli- \ que, les murs se couvraient seulement d'une I couche d'humidité, et cette légère couche d'eau, protégeait toute leur épaisseur contre la chaleur du dedans.

La maison de glace avait 16™, 88 de longueur, 5m,l9 de largeur et 6m, 49 de hauteur ; le poids du comble et des parties supérieures fut parfaitement supporté par le pied de l'édifice. Devant le bâtiment, on plaça six canons de glace, avec leurs affûts de glace, et on tira ces canons à boulet. Chaque pièce perça, à soixante pas, une planche de S centimètres d'épaisseur. Les canons avaient un décimètre d'épaisseur; ils étaient chargés avec un quarteron de poudre. Aucune de ces bouches à feu d'un nouveau genre n'éclata pendant le tir.

On aurait peine à croire à un tel prodige, si les recueils scientifiques du temps n'avaient pris soin d'en conserver le souvenir.

Voilà, chers lecteurs, si je ne me trompe, de quoi justifier le titre du présent ouvrage. La maison de glace de Saint-Pétersbourg est certes une merveille de la science, ou de l'industrie, comme on voudra!

En ce qui concerne les carreaux de vitre composés de glace, on peut rappeler que les Lapons ferment les fenêtres de leurs huttes, avec une lame de glace de faible épaisseur. Cette vitre en eau glacée ne fond jamais, à

cause de la température extérieure, qui est toujours, en hiver, de plusieurs degrés audessous de zéro.

La connaissance des propriétés de la neige et de la glace va nous permettre d'expliquer la formation des glaciers, cette véritable merveille de la nature, que l'industrie a su, d'ailleurs, s'approprier, puisque journellement les glaciers du nord de l'Europe et de l'Amérique, fournissent au commerce d'énormes provisions de glace, que les vaisseaux vont disséminer chez les habitants des régions chaudes des deux mondes.

Qu'est-ce qu'un glaôier? Un glacier est une masse énorme d'eau congelée, une espèce de fleuve de glace, qui, placé dansla région des neiges perpétuelles, ne fond jamais, ou du moins ne fond que par sa base située dans la vallée, et qui se renouvelle sans cesse par son sommet, situé à l'altitude extrême de la montagne.

Les glaciers ont existé de tout temps, cela va sans dire. Par conséquent, à toutes les époques, les hommes ont pu contempler cet admirable et imposant phénomène de la nature. Les glaciers qui remplissent les anfractuosités des hautes montagnes des Alpes ou celles de l'Asie et de l'Amérique, ont été, pendant une longue série de siècles, parcourus par les indigènes et les voyageurs. Et pourtant on dirait qu'on n'a appris que d'hier leur existence. Ce n'est guère, en effet, que. depuis l'année 1840 environ, que la science s'est occupée des glaciers. Mais, comme pour prendre leur revanche d'une si longue abstention, les savants contemporains ont exécuté sur ce sujet, un ensemble énorme de travaux, d'études et d'observations. Des flots d'encre ont été versés, des milliers d'expériences ont été faites, à l'occasion de ce phénomène, qui a été étudié jusque dans ses derniers détails.

Les connaissances qui sont résultées decette grande quantité de travaux, sont d'ail-

leurs fort simples ; on peut les résumer en peu de mots.

Nous disions plus haut que les glaciers sont des fleuves de glace. C'est pourtant la neige qui leur donne naissance. Comment donc expliquer cette transformation dans

Fig. 2G. — J. Tyndall.

l'état physique de l'eau? Voici la théorie aujourd'hui professée à cet égard.

Pendant la longue saison des froids, il tombe, au sommet des montagnes qui occupent la région .des neiges éternelles, de grandes quantités de neige. Ces neiges, soit que leur poids les entraîne le longdès pentes, soit que le vent les chasse, s'accumulent dans les dépressions ou les gorges qui résultent de l'accolement de deux ou de plusieurs pics. Elles composent des masses énormes dans ces espèces de cirques, aux parois escarpées. Les neiges se tassent peu à peu dans le fond des cirques de montagnes, car leur masse augmente sans

cesse, soit par des chutes quotidiennes de neige nouvelle, soit par les avalanches. Arrive l'été. Alors, et parla chaleur solaire, la température s'élevant, même à ces hauteurs, à plusieurs degrés au-dessus de zéro, la neige se ramollit et fond en partie. L'eau provenant de la fusion de la neige, s'infiltre dans les couches de la neige restée solide ; cette eau se gèle pendant la nuit, au sein de la neige, et le tout se change en une masse granuleuse, composée de petits glaçons, qui n'adhèrent pas entre eux.

C'est le froid de la nuit qui provoque la congélation, à l'intérieur de la neige, de l'eau liquide qui, pendant le jour, s'est infiltrée dans sa masse. 11 résulte de là que pendant les deux mois d'été dont jouissent les Alper, il y a, chaque jour, fusion d'une couche superficielle de neige par la chaleur solaire, et, chaque nuit, regel par le froid de l'eau liquide formée pendant la chaleur du jour. A la fin de l'été, toutes les neiges de l'hiver se sont transformées en une réunion de petits glaçons sans adhérence.

Les physiciens suisses ont créé un nom particulier pour expliquer cet état de la neige des glaciers : ils l'appellent le névé. Composé, à la base, de glaçons assez volumineux, le névé est assez fin dans le voisinage des neiges éternelles.

Au retour de l'hiver, quand la gelée est continue, tous les petits glaçons du névé se soudent, c'est-à-dire subissent le phénomène du regel, dont nous avons parlé dans ce chapitre. Le poids des neiges nouvelles est sans doute la cause qui détermine l'adhérence de ces glaçons. Ce qui est certain, c'est que pendant l'hiver tous les glaçons se soudent, et que le névé finit par se transformer en une véritable glace, qui est d'abord huileuse et remplie de cavités, mais qui devient ensuite transparente, avec une teinte légèrement bleuâtre, qui surpasse en beauté tout ce que l'imagination peut rêver.

Sans être grand voyageur, j'ai vu dans

T. III

ma vie quelques beaux spectacles naturels ; mais je dois convenir que rien n'égale ce que j'ai eu sous les yeux lorsque, en longeant le bas du glacier des Bossons, dans la vallée de Chamonix, j'apercevais, en levant les yeux, cet immense dépôt de glace, d'une épaisseur de 5 à 6 mètres, aussi transparente que le cristal de roche, et dont la teinte verte était d'une incomparable pureté.

La mer de glace que nous représentons ici (fig. 27) est le plus grand, sinon le plus beau glacier dé la vallée de Chamonix.

Nous l'avons choisi de préférence, parce qu'il est plus souvent visité parles touristes que les autres glaciers de la même vallée ; mais il faut dire que ce glacier imposant, il est vrai, par sa masse et ses proportions, est composé d'une glace terne, qui n'a pas la pureté de couleur et la transparence qui sont propres à d'autres glaciers voisins, tels que celui de Bois ou celui des Bossons.

Une des belles découvertes de la science, en ce qui concerne les glaciers, se rapporte au mouvement que l'on a reconnu dans ces énormes masses. Un glacier n'est immobile qu'en apparence : en réalité, il se déplace continuellement. Ces fleuves gelés sont des fleuves qui marchent. Ils cheminent lentement sans doute, mais ils descendent le long des pentes de la montagne qui forme leur bassin incliné.

Le phénomène du regel explique la descente du glacier. La glace n'est point plastique, comme la cire ou le plomb, mais, par la compression, elle se brise et se regèle, ce qui lui permet de se mouler dans les défilés ou anfractuosités qu'elle rencontre, et de se déplacer ainsi, poussée par son propre poids. La partie inférieure d'un glacier est située dans une vallée dont la température est, pendant l'été, à 18 ou 20 degrés. Dès lors, cette extrémité inférieure fond, et, à mesure qu'elle se résout en eau liquidera partie supérieure du même glacier descend lentement, et vient remplacer la partie fondue.

DE L'EAU. m

Pendant les étés chauds et pluvieux, les glaciers descendent assez vite. Ceux du massif du Mont-Blanc avancèrent tellement de 1846 à 1 85S, que les habitants du village des Bossons délibérèrent pour savoir s'ils n'abandonneraient pas leurs demeures. A l'inverse, par des hivers froids et secs, les glaciers reculent. C'est ce qui arriva au même glacier des Bossons, qui, après 1855, recula de plus de 300 mètres.

Ces mouvements de progression ou de recul ne peuvent s'accomplir sans amener de grandes perturbations et dislocations dans la masse du glacier. De là résultent des. fractures effroyables, qui vont quelquefois d'un bout à l'autre du glacier, et des dislocations partielles, qui donnent naissance à ce que l'on nomme les crevasses et les fentes des glaciers.

Les fentes ou les crevasses s'accompagnent souvent, quand elles se produisent, d'un bruit terrible. L'œil sonde avec effroi la profondeur de ces abîmes. Dans l'été, quand le touriste qui parcourt les Alpes, vient admirer les glaciers, les crevasses ne sont guère qu'un objet de curiosité, mais dans l'hiver, quand la neige récemment tombée , ou les tourbillons poussés par le vent, dissimulent aux regards ces larges solutions de continuité, elles constituent un danger redoutable. Malheur au voyageur imprudent qui vient à poser le pied sur les ponts de neiges qui couvrent une crevasse, avant que la neige ait acquis une solidité suffisante. Les victimes des glaciers ne se comptent plus !