THÉORIE DES TROMBES

188. De cet ensemble d'observations et de faits donnés par l'expérience , nous pouvons maintenant déduire l'enchaînement des causes et des effets qui concourent aux phénomènes complexes des Trombes.

i* Tous les phénomènes constans , qui concourent à la formation des Trombes , sont des résultats directs de YEleeiricité. Ces résultats directs , immédiats , sans lesquels le météore n'existerait pas , produisent eux-mêmes des phénomènes secondaires qui accompagnent presque toujours les phénomènes primitifs. Ces phénomènes secondaires varient suivant le lieu où se forme le météore, sui« vant l'espace et Tétat préalable de l'atmosphère.

2<> Les phénomènes constans des trombes sont » ou des effets ressortant de V Electricité statique, ou des effets ressortant de VEleotrioité dynamique ; le plus souvent des uns et des autres à la fois.

d"" Les effets statiques de l'électricité sont manifestés par l'attraction des corps chargés d'une électricité différente , développée directement ou par influence ; ou bien par la répulsion des corps possédant une électricité semblable.

4* L'attraction d'un nuage électrique est manifestée par la précipitation de Tair vers ce nuage , ce qui produit des courans marchant de l'extérieur à Tintérieur, et partant do

BUR LIS nOMBIS. 180

tous les points de la circonférence ambiante ; elle se manifeste par la précipitation Tcrs lui de la vapeur d*eaa , de Teau liquide , des corps légers ou pesans , libres ou attachés , qu^elle enlève ou arrache , selon la puissance de sa tension.

ô« Au dessus des mers , on suit la marche de cette puissance attractive du nuage par le bouillonnement des eaux , par les masses de vapeur qui s*en élèvent et suivent le nuage au milieu du calme des eaux. Sur la terre, la marche de Taitraclion d'un nuage trombicpie se montre par le sou* lèvement et Tentralnement de tous les corps légers ^ des terres meubles et même des corps pesans et solidement attachés. Il en résulte une perturbation locale ^ très limitée , au milieu du repos des campagnes environnantes. L'attraction d*un nuage se manifeste encore par une accélération prodigieuse de Tévaporaiion des eaux , par l'abaissement de la température qui en résulte secondairement^ par Tinfluence des pointes^ etc., etc. On retrouve les analogues de ces faits dans nos expériences des chapitres 8 , 9 , 10, i\ pt n.

ô"" La répulsion est manifestée par les courans d'air qui proviennent du nuage électrique et qui ne se font sentir que dans son voisinage. Au-delà d'un rayon très-limité , le calme plat y règne souvent Ces doubles courans , allant vers le corps ou en revenant , reçoivent de nombreuses modifications des localités , soit à cause des accidens de terrain , soit à cause des diverses sortes de roches plus on moins conductrices, soit enfin par Thumidiié on la sécheresse des couches de terre.

7<> La répulsion se manifeste encore par le cône rentrant de la mer, au centre même des vapeurs qui forment le bosquet et que nous avons reproduit au chapitre 11 ; par la déviation dans la marche de certains groupes de nuages qui se rencontrent, ou par celle du sommet inférieur des

i90 OBSERVATIONS IT RBCHUÇHIS BXPÉRIVRHTALI8

trombes s passant près des corps chargés de la ioaéme élec* tricité ( S 339 ) » et enfin par le jeu dea no&gea paralntes le long des Irombes. (SS i78 5 383.) . 8* L'isoleiAent des nuages électriqma , et ooniSqaettlment la tension qu'ils peuvent acquérir, est en râttdtt du oarré de leur éloigneméot du 90I ^ efi rftiftoii dC la diminution de la pression et en raison de rabaissemëflt de là température. La première cause permet aux iiudgfes de prendre une tension dont nous ne pouvons avoir qu'une idée imparfaite ; les deux autres viennent favori^r cette grande tension par une moindre quantité de molécules d*eaii dans un espace donné. (Gbap. 13.)

9<> La tension électrique des nuages j dérelopt>aiit pnt influence de Télectricité contraire sut* le sol en regard , provoque une attraction entre eux ; les nuages , obéissant à cette force , s'approchent de la terre d'une quantité dé« pendante de la force attractive qui les abaisse, et de leur légèreté spécifique qui les relève. Tout nuage électrique est conséquemment maintenu à une hauteur moindre que ne le comporte sa légèreté spécifique.

10° Lorsque la tension des nuages est très-graiide , lorsqu'elle est la somme de celles des particules isolées et non le produit d'une quantité libre à la surface^ l'attraction puissante .qui en résulte abaisse ces nuages Vefs la terre et les met en communication par la portion de nue la plus avancée. Cette portion de nue prolongée jusqu'au sol , sert alors de conducteur et offre une tore à Técoulement de Télectricité des nuages. C'est eette portidn de nue descendante que Ton nomme Trombe.

li*' Lorsque l'attraction éloignée du nuslge et du sol ne suflit pas pour vaincre la légèreté spécifique du nuage , une cause secondaire peut y suppléer et compléter le phénomène. Il suffit qu'à ce moment il se présente dans la région supérieure un autre groupe de nuages chargé de la

BUR LI& TROMBIS. i9i

mêjfne électricité que celle du groupe inférieur ; leur ré^ pulsion réciproque ^'oute ce qui manquait au nuage inférieur pour vaincre la plus grande pesanteur de l'air ; il descend alors et forme , comme dans le cas précédent , une Trombe ou conducteur intermittent d'électricité.

12® La forme des trombes varie comme les causes qui concourent à les produire. Si la trombe n'est que le nuage même descendant vers la terre , sans modifications , elle aura les mêmes élémens que lui; elle sera comme celle de Chatenay un amas de petits groupes de nuages, tenant par une large base à la nue supérieure et se terminant en pointe vers le sol. Ses bords seront déchiquetés et mobiles, et rien ne les distingue d'un nuage ordinaire, que leur position entre le groupe supérieur et le sol.

i3<^ Mais si l'atmosphère électrique qui environne le cône s^accrott , la répulsion du dehors en dedans augmentera en proportion , et conséquemment les particules vésiculaires seront plus condensée (1) , les lambeaux de vapeurs dis-

(1) Depuis rimpression du iS« chapitre , j'ai fait une expérience qui démontre oomplétement Finflaence de l'électricité extérieure d*an Duage fur celle des vésicules iptérieures et la condensation qui en résulte. *

Je suspends et j^sole un entonnoir en verre dont le tube d'écoulement est assez^fîn. Une tige de cuivre met en communication le liquide contenu dans l'entonnoir avec le èonducteur d*une machine électrique. On peut ainsi laisser Tean s'écouler naturellement ou la fàfre écouler ious rinfloenee de l'èttetricité. Dans ce dernier casf , elle tombe en pluie pltts ou moins fine^ suivant la charge électrique qu'on lui donne. Si Ton place alors un tube en cuivre , haut de 5 à iO centimètres et 4*oB diamètre à peu près égal , un peu an dessous dn tnbe d'éconle^ ment, et si on le charge de la même électricité que celle de l'eau , cette dernière ne se dhrise pln^, elle reste en un seul filet; si l'eaNi tombante était projetée en gouttes, elle les rapproche et les réunit églNètnent en fllets. Eiffin si on reçoit le liquide dans une sphéré de verre recouverte d'étain , dans ta paroi de laquelle on a ménagé deux

i&2 OBSERVATIONS BT RBCHBUGHBS tEXPlRlMBllf ALBg

paraîtront , et le cAne deviendra pins net et sa forme mieut limitée. Si la tension extérieure devient pins poissante encore y la condensation pourra s'accroître jusqu'à former an tube d'eau transparent dans la partie inférieure , au milieu duquel on voit monter quelquefois des vapeurs.

14® Ces cônes plus ou moins condensés , rayonnant une quantité prodigieuse d^électricité , ont bientôt satdy*é Tair interposé entre eux et la terre , ainsi que le sol en regard ; repoussés par ces parties surchargées de la même électricité > ils fuient vers celles qui leur présentent une électricité différente ou ayant une moindre tension : quelquefois encore , ces cônes bien définis se divisent en diverses branches , se réunissent ensuite pour se redeviser encore , selon la conductibilité des lieux voisins , ou la force des répulsions intérieures.

16® Tous les corps placés à la surface de la terre sous le nuage trombique, servent de qpnducteurs en raison de leur propre conductibilité de leur forme , de leur étendue et de leur proximité du sol. Les corps chargés de Télectricité contraire sont attirés et soulevés ^vers la trombe, si leur poids ne s'y oppose pas : pendant la progression leur électricité s'étant neutralisée en partie , la pesanteur l'emporte , ils retombent sur la terre où ils reprennent leur première tension électrique ; ils remontent de nouveau vers la nue et ainsi de suite formant au dessous du cône un amas nuageux.

16® Si les corps sont attachés à la terre , comme sont les arbres, par de nombreuses communications, ils se chargent

petites fenêtres , on Toit l'ean s'éparpiller en pluie tant que la sphère est maintenue à Tétat naturel ; mais si on Tisole et si Ton charge peu à peu ceUe sphère de la même éleclricité , on voit la pluie se rapprocher et ne former bientôt qu'un Qlel bien limité. Je. reYiendrai sur ce sujet lorsque je traiterai de la formation des nnes.

SUR LE8 TROMBES. i93

iBStantanéineDt d*une immense quantité -d'électricité : la terre elie-méme, celle qui en recouvre le pied> partageant cette tension électrique , a perdu sa résistance inerte ; elle se trouve plus légère et moins cohérente; les arbres sont arrachés et transportés au loin. G*e$t ainsi qu'on voit des corps f n'oflrant aucune prise au vent, être cependant sou* levés; on a vu les carreaux d*un plancher, ou les dalles d'une église ou d'une plate-forme, être lancés en l'air tandis que les corps voisins beaucoup plus légers n'ont éprouvé aucun dommage : c'est que dans les localités ou la conductibilité est bonne , la tension s'y développe instantanément au maximun de puissance et soulève les corps qui font l'extrémité de ce conducteur. C'est aussi, enraison de ces circonstances , qu'on voit un choix dans Tarrachement ou le déplacement des objets ; comme sont les trous faits dans des murs. C'est aussi cette attraction et cette ré* pulsion électrique qui transportent les corps et renversent les murs contre la marobe du météore.

17° Les nuages étant formés de corpuscules distincts , Técoulement électrique ne s'y fait pas silencieusement comme dans les conducteurs métalliques. Toutes les fois donc qu'une décharge extérieure rompt l'égalité des réactions , l'équilibration nouvelle qui a eu lieuse fait au moyen d'une multitude de décharges particulières qui produisent des bruits fort divers, selon qu'elles ont lieu entre les vésicules aqueuses ou entre des petits groupes de vapeurs (1).

iS^ Si l'isolement des particules de vapeur est faible , si chacune d'elles ne peut conserver qu'une faible tension , c'est à la périphérie que la plus grande partie de l'électricité'libre est coërcée ; aussitôt que le nuage s'est abaissé

(i) Nous reviendrons sur cet effet lorsctoe nous traiterons des orages et de la persistance du tonnerre.

194 OBSERVATIONS BT BBGHBBCHBS BXPÊRIMBRTALB8

de quelque peu , des décharges en masse ont lieu ; c'est la foudre qui tombe, c^est le tonnerre qui se fait entendre : fa tension diminue , et le nuage se relève.

19^ Il résulte de ce qui précède/qne le tonnerre cesse de se faire entendre , dans ces groupes de nuages , aussitôt qu'unà tiOndnctlbilité suflisante est établie entre le sol et eux , et qu'il ne recommence que lorsque le conducteur a ét^ îompu par une cause quelconque ou rendu insuffisant. Conséquemment , une Trom^^estun orage armé d*un con* ducteur imparfait , qui produit des effets de courans et des effets de tension , comme on les reproduit en fermant une forte pile par un mauvais conducteur. Le tonnerre accomps|[nadt les trombes ne se rencontre que dans celles terminées par un conducteur trop imparfait, soit que la légèreté spécifique du nuage laisse un vide entre le sommet inférieur et Veau dé la mer ; soit que ce conducteur infé-» rieur ne isoit formé que d'objets secs et mauvais conducteurs, comme cela se rencontre souvent sur la terre.

20* Le groupement en nuages des vapeurs transparentes peut reproduire dans des circonstances favorables les phé- Mmènes de pluie ^ d'orage , de trombes que présentent le plus ordinairement les nuages opaques. Les nuages invisibles contiennent toute la vapeur, toute l'électricité qu'on retrouve lorsqu'une circonstance extérieure les transforme en vapeurs visibles. Les exemples que nous avons cités chapitres 14 et lô suffisent pour prouver Texistence de cet état particulier des vapeurs et lÀ réproduction des phénomènes météorologiques des vapeurs visibles.

Si* Le bruit qui accompagne les trombes variera avec là conductibilité des substances ; il sera plus fort , plus explosif, lorsque l'extrémité des trombes traversera les campagnes arides , à cause des poussières , des terres meubles qui termineront inférieurement le conducteur; il perdra de son intensité au dessus des eaux et principa*

SUR LES TROMBES. i9S

lement en passant sur la mer, en raison de la meilleure conductibilité des particules aqueuses et de leur égale distribution.

22<» La marche de Tair dans son attraction et dans sa répulsion , serait toujours en ligne droite , si des causes secondaires ne venaient troubler sa progression régulière. Mais la rencontre des courans contraires et d'inégale force, Finégale résistance des zones voisines, celle des corps placés dans le voisinage ou de leur influence à distance, permet rarement que l'effet simple et direct se maintienne long-temps; de même que Teau s'écoulant d'un entonnoir, sollicitée en ligne droite par la dépression du centre, finit par prendre un mouvement de giration à cause des inégales résistances que chacun des courans partiels éprouve dans sa progression ; de même le mouvement direct imprimé à Tair et dévié de sa route par toutes les causes secondaires , se résout en un mouvement giratoire plus ou moins prononcé. Le même météore peut offrir » à divers instans , des exemples d'un mouvement direct , puis d*un mouvement plus ou moins altéré jusqu'à cette résultante giratoire qui a le plus frappé les observateurs. Le mouvement giratoire n'a pas toujours son axe vertical ; la plupart des nuages parasites tournent sur un axe horizontal.

23<» Le mouvement giratoire n'est pas seulement produit par la déviation du mouvement direct primitif, par les résistances extérieures, il peut l'être encore par le retour des mêmes molécules d'air qui ont échangé leurs électricitél^ avec les molécules des couches voisines qui s'approchent, comme le démontrent nos expériences. (Chap. 10.)

24* L'action de ces rayonnemens électriques ou de ces attractions à dislance sur l'eau, donne aussi des résultats curieux et qu'on retrouve dans la nature. Si le corps est régulier , ou s'il agit à une distance telle que le rayonne-* ment éi^oitique Be puisse se faire suffisamment, il en nattra

196 OBSERVATIONS BT RBCUEROHBS BXPÉRlMBNTALKft

une atM*action du liquide qui est chargé par influence d'une électricité contraire; Teau s'élève en bouton conique et s'abaisse aussitôt que la déchar(;e a lieu. Si au contraire le corps électrisé se termine en une pointe propice au rayonnement électrique, si par ce moyen Tair interposé et Teau reçoivent une quantité considérable d'électricité , il s'établit dans l'eau un phénomène analogue à celui observé dans l'air : les couches superficielles, chargées de la même Slectricité que l'air qui les touche , sont repoussées et se repoussent les unes les autres ; ces molécules fuyant de tous les côtés, il se fait une dépression au dessous qui est bientôt remplie par les couches inférieures, qui sont elles* mêmes électrisées aussitôt et repoussées à leur tour ; il en naît des courans directs qui se résolvent bientôt en un mouvement giratoire , comme ceux que nous avons observés dans les vapeurs ou dans l'air. (Ghap. il.)

25"» L'attraction dçs molécules d'eau comme corps légers, chargées d'électricité contraire , facilite considérablement l'évaporation. Si cette attraction est suffisante pour enlever des masses d'eau, si elle dépasse par sa puissance tout ce que l'évaporation successive d'un espace donné peut lui fournir de vapeurs neutralisantes, c'est la masse d'eau ellemême qui obéira, et non les seules surfaces successives du liquide qui se sépareront sous forme de vapeur. Dans ce cas les masses d'eau sont enlevées comme des corps limités, comme sont les arbres , les tuiles ou les charpentes des maisons.

26*^ L'écoulement d'une quantité donnée d'électricité à travers un liquide, ne parait pas affecter les animaux qui y vivent , à moins que cet écoulement n'en élève beaucoup la température. Mais si, au lieu de produire un courant par l'écoulement de cette électricité à travers le liquide, on fait une décharge au dessus, la plupart des animaux que le liquide contient seront tués, si la décharge a été considéra-

ble, et ils le seront alors par un choc en retour. Aussi remarque- t-on que, dans les ca& où les poissons d'un étang ont été tués , c*est qu'il y a eu décharge électrique à distance , et non simple propagation électrique. (§§ 149, 178 et 341.)

27<> Les effets dynamiques se retrouvent dans ces météores aussi bien que les effets statiques. Ainsi , si les corps attachés au sol sont armés de pointes et sont conducteurs, ils rayonnent vers le nuage une électricité contraire. Cette électricité est plus ou moins abondante, selon la conductibilité du corps et son contact avec un sol conducteur; si le contact est étendu, si le corps est passable conducteur, comme sont les plantes humides, il en résultera uu courant suffisant pour élever la température des portions les p^us résistantes, au point d en vaporiser toute la sève. C'est ce qu^on voit lorsqu'on fait servir une plante comme conducteur, c'est ce qu'on retrouve dans les relaiims détaillées des trombes , où il est dit que les feuilles des piaules ont été desséchées, crispées, grillées sur leurs b irds.

28** L'écoulement électrique provoqué par le rayonnement des pointes est toujours trop limité pour produire des effets plus intenses que ceux du dessèchement des feuilles et du grillage de l/eurs bords ; mais lorsque les nuages sont assez abaissés pour former un bon conducteur, que ce conducteur se met en communication avec les arbres , que ceux-ci forment les conducteurs terrestres de l'énorme quantité d'électricité qu'il y a dans les nuages , leur température s'élève alors considérablement. Dans les portions resserrées, la sève s* y vaporise toute à la fuis ; la puissance de sa tension étant plus grande que celle de la résistance des tissus , l'arbre s'ouvre instantanément ; il se clive par les endroits qui offrent le moins de résistance : les chênes, les ormes, les hêtres en milliers de lattes , les autres arbres en éclats plus ou moins allongés. Le bois des premiers

198 OBSEKTÂTIONS ET REGHERGBBS BXPÉRIMENTÂLB&

se trouve desséché dans ces portions, toute Thumidité en t disparu; Tarbre ayant perdu une grande partie de sa force de cohésion dans ces parties, il est rompu avec une cassure nette du côté opposé à sa chute.

29*^ Les bourrasques de vent, produits immédiats des attractions et des répulsions électriques, viennent ajouter leur puissance matérielle à celle de rjélectricité. Lorsque, par une brusque attraction , des masses d'air sont entraînées rapidement de la circonférence au centre , leur marche se résout très-souvent en un mouvement de giratioQ qui rend leur force plus dévastatrice. Mais, quelle que soit leur énergie, leur action est limitée dans une circonscription assez restreinte ; ce qui indique surabondamment que cette puissante perturbation est toute locale , et qu'elle ne reçoit ni ne pousse au loin les vents violens qui raccompagnent. (§§252, 309, etc.)

SO"" Lorsque le rayonnement électrique a lieu entre des nuages chargés d'électricités différentes , et tenus à dis-^ tance par leur légèreté spécifique , une portion des vapeurs visibles ou vésiculaires des nuages subit une nouvelle évaporation et reprend Tétat de vapeurs transparentes; cette nouvelle évaporation abaisse la température des vapeurs voisines qui peut descendre au dessous de zéro. A cet état de refroidissement , ces vapeurs se cristallisent en flocons neigeux qui agissent comme des corps légers aussitôt leur formation. La portion ainsi transformée en neige , chargée de rhumidité et de Télectricité du nuage inférieur, est attirée par le nuage supérieur vers lequel chaque flocon, en s'élevant , rayonne son électricité avec une partie de rhumidité qui s'évapore ; le reste de l'humidité , refroidi par cette évaporation, se gèle comme liquide autour du globule neigeux et l'enveloppe d'une croûte glacée. La tension du flocon étant diminuée par ce rayonnement, il retombe 4%ns la nuage inférieur, où il reprend une coucbe buipide

et sa teosion première d*électrici(é. Attiré de nouveau , il remonte vers le nuage supérieur, ou il perd encore et son électricité et une partie de son humidité , au pro6t du re» froidissement du reste du liquide , qui est , i son tour, congelé et augmente la couche glacée du globule déjà for* mé , et ainsi de suite.

31* £a tension électrique du nuage supérieur, en mémt temps qu'elle facilite révaporation du liquide qui mouilla le globule neigeux ou le globule déjà recouvert de glace , attire aussi le liquide qui le recouvre vers la portion qui regarde le nuage ; il en résulte que, lors de la congélation, ta croule glacée présente une saillie sur cette portion du globule , saillie qui peut s'açcroUre par les congélations successives, et qu'on remarque sur presque tous les gréions.

32^ Si cette éminence ou épme de glace , devient trop pesante , si d'autres attraciions se font sentir ou font tourner le glaçon , d autres saillies se formeront et varieront comme les circonstances dans lesquelles les gréions se trouveront.

33** Cet échange électrique entre les nuages opposés par l'intermédiaire de cette multitude de petits corps , ne se fait pas par un écoulement latent, comme dans des conducteurs métalliques , mais par une série prodigieuse de décharges plus ou moins puissantes, dont chacune est accompagnée de Téclat sonore spécial à ce phénomène. C'est de leur ensemble que résulte le bruit éclatant et tumultueux qui précède la chute de la grêle , et non de Tentrechoquement des gréions qui ne pourrait produire qu'un bruit insignifiant et sourd à cause de leur peu de sonorité et de leur faible résistance.

Il est probablement superflu de faire remarquer que cette théorie de la grêle rectifie et complète celle de Yolta. Premièrement, parce que c'est dans l'expérience même, dans les échanges électriques que nous avons trouvé la

300 OBSERV. ET RBCHBRGff. fiXPÂRlMfNT. SUR LES TROMBBS.

cause du refroidissement local des vapeurs et non de toute la masse par une vive insolation , comme le supposait ce grand homme ; supposition inadmissible , puisque , d*une part , rinsolation échauffe le reste du liquide au lieu de le refroidir, et [que de Tautre part , le nuage gelé n'aurait pas présenté Thumidité nécessaire à l'encroûtement successif des glaçons. Secondement , parce que nous expliquons la production des aspérités dont Volta n'a pas tenu compte.

DEUXlÈftlE PARTIE.

RELATIONS DES TROMBES DE MER , DE TERRE ET DE MÉ- TÉORES IGNÉS j SUIVIES DES OPINIONS THÉORIQUES DE QUARANTE-CINQ AUTEURS.