CHAPITRE II La densité et la compnessibiJilé de l'eau de mer

La présence, dans l'eau de mer, d'une certaiae quaalité de Eels dissous a uua conséquence des plus importantes : à égalité de volume, toutes choses égales d'ailleurs, l'eau de mer sera plus lourde que l'eau doue*. En un mot, elle sera plus dense. La densité de l'eau des Océans, d'après cela, doit croître en même temps que la salinité.

On connaît la définition « usuelle » de la densité relative d'un corps A par rapport à un corps B: celte dersité est le rapport enlre le poids d'un Tolume déterminé du corps A et le poids d'un égal volume du corps B, dans les mÉmes conditions extérieures.

Dans la pratique, on prend pour m corps B ■ l'eau, à la température de -{- 4", qui est celle de son masimum de densité. Nous définirons donc la densité d'une eau de mer, à une température f, comme le « rapport entre le poids d'un volume déterminé de cette eau à une température f, et le poids d'un égal volume d'ead distillée, cette dernière étant prise à la température de + 4°.

Les conditions les plus simples seront obtenues si l'on prend l'eau de mer à la température de zéro, car son maximum do densité, comme nous le verrons plus loin, n'a lieu qu'à une température inférieure à zéro. C'est cette convention qui tend à ilre universellement adoptée en océanograpliie, et elle nous conduit alors à la définition suivante :

LA DENSITÉ ET LA COMPBESSIBILITE DE l'eAU DE MER 35

On appelle densité usuelle de Veau de mer le rapport entre le poids d*un certain volume de cette eau de mer, prise à zéro degré, et le poids d'un égal volume d'eau distillée prise à la température de + 4*.

La densité ainsi définie est représentée généralement par le symbole S%; si Ton prend comme type une eau de mer de salinité moyenne 35 millièmes, sa densité définie comme Ton vient de le faire, sera S%= 1,02812. On écrit souvent cette densité en abrégé, en supprimant l'unité et le zéro qui suit la virgule, ces chiffres étant communs à toutes les densités^ d'eau de mer. On n'écrit les décimales qu'à partir de IsC^econde, comme un nombre entier de millièmes^ et l'on suppirime l'indice 4, puisqu'on suppose toujours l'eau de mef" rapportée à l'eau distillée à 4°. La densité ci-dessus s'écrira donc plus simplement (To= 28,12. Cette définition de la densité est celle de la densité normale. Elle n'est malheureusement pas adoptée par tous les océanographes. Beaucoup de travaux expriment la densité en considérant l'eau de mer et Teau distillée, toutes deux ^ la température de 17*,5 (correspondant à 14^ Réaumur). Une telle densité se représente par le symbole Sî];!. Des tables, calculées d'avance, permettent de convertir la densité ainsi déterminée en densité normale, et d'éviter les calculs que nécessiterait cette conversion.

Pour déterminer la densité d'une eau de mer, il faut déterminer le poids d'un volume déterminé d'eau de mer à zéro, puis le poids d'un égal volume d'eau distillée à 4- ^'"^ ^6 quotient de ces deux poids donnera la densité cherchée. Pour réaliser cette double opération, deux méthodes sont employées. L'une, très exacte, qui nécessite l'emploi de la balance de précision, est réservée aux travaux de laboratoire: c'est la méthode du flacon, consistant à remplir successivement d'eau de mer et

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d'eau douce, à 2éro^ an ûacon terminé par un tube très fin, et à le peser dans les deux cas, en tenant compte de la poussée de Tair ei de la température extérieure.

Dans les expéditions océanographiques, Tusage d'une balaoee de précision est impraficabte à bord d'un navire agité par les vagues. On emploie alors la seconde méthode, basée sur le principe d'Archimède: celle des aréomètres : On sait ce qu'est un aréomètre; c'^est un flotteur de Terre formé d'un gros réservoir lesté, surmonté d'un ti^e fin gradué en parties d'égal volume. Son poids étant constant, il s'enfonce dans Feau de mer placée dans une éprouvette de verre^ jusqu'à une corlaine division de sa tige : cetaTeui dire que son poids est égal à celui du volume d'eau de mer déplacé par Tinstrument jusqu'à la division à laquelle il affleure. On répète la même opération dans Teau distillée, te qui fait eonnaître un nouveau volume. On a ea soin de noter chaque fois la température du liquide dans lequel flotte l'aréomètre : à l'aide de tables, on ramène ainsi les poussées à la valeur qn'eUes auraient respectivement à zéro et à 4 degrés. On calcule, de la sorte, la densité cherchée.

Cette seconde méthode est applicable à bord d'un navire. Gomme nous le verrons en étudiant les vagues, la pesanteur « apparente » d'un objet à bord d'un navire oscillant sur une mer houleuse, varie suivant la position du navire et la phase de son mouvement. Mais dans le cas d'un aéromètre « flottant » dans un bain liquide installé lui-même sur le navire considéré, les accélérations des molécules du liquide placé dans Téprouvette sont les menées que celles de rinstrument, et la poussée hydrostatique subit, comme direction et comme inten-* site, les mêmes variations que le poids apparent* L'aréomètre reste donc normal k la surface libre du liquide de l'éprouvette et conserve la même immersion qu^au repos, à la condition, toutefois, que les mouvements du navire soient assez lents pour que la masse du liqmde