ET DE LA

CIRCULATION ATIOSPHÉRIOUE DANS L'ATLANUQUE NOP

Le travail, dont j'ai l'honneur de présenter aujourd'hui les premiers résultats à la Société météorologique de France, est un travail de météorologie nautique.

Ce travail est considérable, puisqu'il représente environ 20,000 journées d'adjudants, de seconds maîtres, de quartiers-maîtres et de timoniers brevetés.

Son but principal, est l'étude du Régime des vents sur la surface des mers.

Je l'ai entrepris à un double point de vue : — comme oflBcier de marine, je me proposais de donner à mes camarades des cartes de vents, d'abord trimestrielles, ensuite mensuelles, plus complètes que toutes celles qui existent en Europe ; — coname météorologiste, je me proposais d'étudier les grandes lois de la circulation de l'atmosphère.

(1) Extrait de VAnnuaire météorologique de France^ t. XXIV.

C'est à ce double point de vue que je demanderai à la Société la permission de lui présenter aujourd'hui ce mémoire, qui, tout naturellement alors, se trouvera divisé en deux parties distinctes :

1' Dans la première, j'exposerai comment je suis arrivé à construire les Nouvelles cartes météorologiques françaises que le dépôt de la marine publie en ce moment, et dont quelques-unes sont déjà répandues, depuis quelques semaines, à bord de tous les bâtiments de la flotte.

2" Dans la seconde, j'aborderai le côté théorique, et prenant comme exemple l'Atlantique Nord, le seul bassin dont les cartes soient encore publiées, je montrerai comment ces cartes conduisent à des conclusions importantes sur la grande question de la circulation atmosphérique.

Mais avant de commencer, qu'il me soit permis de rendre ici un faible hommage à la mémoire de l'Amiral-ministre Rigault de Genouilly. C'est à sa volonté que je dois d'avoir accompU ma tâche. L'illustre amiral, en quelques mots, dès le début, me fit savoir, par l'intermédiaire de son chef d'état-major, les grandes lignes que j'aurais à suivre. Or, c'est ma conviction, basée sur douze années d'étude et huit ans d'expérience de toutes ces questions, que l'idée fondamentale de l'amiral Rigault de Genouilly, suivie jusqu'au bout, rendra la météorologie nautique aussi florissante en France, qu'elle l'est à Utrecht et à Londres.

Je dois aussi beaucoup à MM. les ministres vice-amiraux Pothuau et de Dompierre d'Hornoy. L'amiral Pothuau me donna, sur ma demande, l'ordre de continuer le travail que j'avais entrepris avant la guerre ; et c'est par ordre de l'amiral de ppmpierre d'Hornoy que mes premières cartes furent gravées au Dépôt de la marine.

Enfin, M. le vice-amiral Jurien de la Gravière, au mois de septembre dernier, a bien voulu présenter mes Cartes trimestrielles à l'Académie des sciences.

Je n'ai donc point, comme on le voit, manqué d'encouragements. Ils me sont venus à la fois de mes collègues de la marine, de mes chefs directs, et même des sommités de la science. Puissent de tels encouragements m'être continués, car ils doublent mes forces, et m'aideront puissamment à arriver au but que je me suis proposé d'atteindre.

Des nouvelles cartes météorologiques que publie en ce moment

le Dépôt des cartes et plans de la marine.

I. — Lorsqu'on janvier 1869 j'écrivis à l'amiral Rigault de Genouilly (1) pour lui demander de reprendre en entier, avec les documents français, tout le travail de Maury sur le Régime des ventSy je ne me proposais pas seulement de vérifier cette partie de l'œuvre du célèbre météorologiste américain, mais encore de la compléter. Maury n'avait en effet étudié que la loi de la direction des vents, or j'entreprenais d'étudier non seulement la loi de la direction^ mais encore la loi de Vintensité et la loi de la succession des vents.

Il va sans dire que la Météorologie nautique ne peut avoir la prétention de prédire à un bâtiment quelle est à coup sûr la direction du vent qu'il rencontrera en tel point déterminé du globe, quelle sera l'intensité de ce vent, et quel autre vent lui succédera. La Météorologie Nautique n'est point une science de prédiction ainsi comprise. Il passera sans doute encore longtemps avant qu'elle puisse écrire une équation quelconque entre

(1) M. le yice-amiral Paris, membre de Plnstitut, était alors Directeur général du Dépôt des cartes et plans de la marine.

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les éléments dont elle dispose et les inconnues. La météorologie nautique, qui est une science à son début, en est à la forme de probabilité; c'est sous cette forme qu'elle existe et qu'elle afiBrme en quelque sorte sa puissante valeur. Car, s'il est impossible de dire à coup sûr à un bâtiment quelle direction^ quelle intensité et quelle succession de vents il doit rencontrer, au moins pourra-ton bientôt lui affirmer (et le mot n'est pas trop fort, je le prouverai tout à l'heure) : 1* qu'en tel endroit il y a tant de chance de vents de N., N.-N.-E., N.-E., E.-N.-E., etc. (c'est la loi de la direction)] 2* que s'il souffle en cet endroit du vent d'E., d'O., de N. ou de n'importe quelle direction, il y a tant de chance ' pour que ce vent soit vent frais, forte brise, jolie brise, petite brise ou légère brise (c'est la loi de Vintensité) ; 3* et qu'enfin après un vent de telle direction, E. par exemple, il y a tant de chance de vents de N., S., 0... (c'est la loi de la succession).

Or, toutes ces données sont précieuses au point de vue pratique et au point de vue théorique.

C'est sous cette forme de probabilité que Maury avait donné la loi de la direction ; c'est aussi sous cette forme, bien entendu, que je me proposais de trouver les trois lois cherchées, que j'appellerai désormais :

La loi de la direction probable,

La loi de l'intensité probable,

La loi de la succession probable.

Pour trouver ces trois lois, que fallait-il faire? Suivre la méthode qu'avait suivie Maury ; c'est-à-dirè fouiller dans des milliers de journaux de bord et en extraire les lois cherchées.

De cette façon, le journal de bord devenait l'élément du travail. Et la première question, qui vient alors naturellement à l'esprit, est celle de savoir la valeur météorologique de cet élément, c'est-à-dire la valeur des observations qu'il contient.

C'est cette question que je vais d'abord examiner, mais en quelques mots ; car on conçoit qu'il m'est impossible de con-

il »IS 50CTXL1£6 CASTES MÉTÊOEOIjOGIQCES

signer ici toutes les réflexioas que peut su^érer un si long travail.

II. — Il existe en France, dans nos cinq ports militaires, environ 45000 journaux de bord, datés de 1800 jusqu'à nos jours. C'est toute une montagne de papier, qui contient des trésors précieux pour un chercheur. Certes, tous ces journaux ne sont pas également bien tenus. Aussi ai-je dû en laisser im bon nombre de côté. J'en ai choisi 20 000, les meilleurs, et ils m'ont donné des résultats tels, que je crois pouvoir affirmer ici que ces 20 000 journaux sont en moyenne de beaucoup préférable à ceux dont s'est servi Maury.

Si l'on fait abstraction des observations barométriques, thermométriques, hygrométriques, etc., pour ne considérer que les observations de vents, les seules dont il est ici question, on peut, au point de vue météorologique, diviser toutes les observations contenues dans les journaux de bord en trois catégories :

1'* catégorie : Observations faites pendant que le bâtiment navigue à la voile seulement. (Dans cette catégorie entrent évidemment tous les journaux des bâtiments à voiles, et aussi les journaux des bâtiments mixtes au moment où ceux-ci naviguent souloniont à la voile.)

2* catégorie : Observations faites pendant que le bâtiment navigue voilo et vapeur avec ses voiles carrées.

IV catégorie : Observations faites à la vapeur seule, ou quand lo navire no porto (pio ses voiles latines.

Do ces trois i*atogorios la dernière est, on le conçoit, de beaucoup la moins bonne, à cause des modifications apparentes que la vitesse du Mtiniout introduit dans la direction et Vintensiti du vont» Mais la seconde catégorie donne certainement une approximation plus grande que colle qu\)n pourrait présumer au pivituorabonl, Onanl î^ la pivmioiv, les observations qu'elle conlionl sont nou-soulomonl exoollontos, uKiis encore il me semble

ET DE LA CIRCULATION ATMOSPHÉRIQUE DE l'ATLANTIQUE NORD. 45

qu'on peut affirmer, qu'au point de vue de la grande question de la circulation générale de F atmosphère^ aucune observation faite à terre ne vaut celles inscrites sur les journaux de bord des bâtiments à voiles. Car, en effet, toute observation de vent à terre, considérée comme faisant partie, au moment où elle est prise, de la circulation générale, est presque toujours entachée d'erreur, et quelquefois d'une erreur énorme, ainsi que le prouvent les cartes synoptiques. A terre, on possède, il est vrai, les moyens d'observer le vent à quelques degrés près, mais le vent observé peut, par rapport à la circulation générale, être dévié de 40 ou 60 degrés, et même en certains cas peut être modifié cap pour cap ; et cela à cause des collines, des vallées, des montagnes, de leur orientation, etc. En mer, il n'existe pas d'instrument capable de donner au degré près la direction du vent ; mais le vent qui souffle appartient bien sans aucune modification à la circulation générale des couches inférieures de l'atmosphère. Et c'est pourquoi j 'ai cette conviction, qu'aujourd'hui le meilleur élément de toute recherche relative à la circulation générale de l'atmosphère sur la surface du globe entier, est encore le journal de bord d'un bâtiment à voiles.

Or, il convient de remarquer que les 20 000 journaux de bord dont j'ai parlé plus haut appartiennent à des bâtiments naviguant entre 1800 et 1870, et que le Napoléon date de 1850 ; ce qui fait que parmi les journaux dépouillés il s'en trouve un nombre considérable appartenant à des bâtiments à voiles. La grande majorité des observations recueillies, peut-être les 9/10*^*, appartient à des bâtiments portant leurs voiles carrées. Et, du reste, il est facile de distinguer sur les feuilles de dépouillement toute observation faite à la vapeur seule avec ou sans les voiles latines, car ces observations portent alors en regard le cap et la vitesse du bâtiment, c'est-à-dire les deux éléments capables de donner une idée à peu près exacte de l'erreur possible d'appréciation.

J'ajouterai que, pour éliminer encore certaines chances d'er-

reur, les hommes du dépouillement avaient l'ordre formel de regarder comme nulle toute observation faite par un bâtiment mouillé sur la côte, à 5, 10, 15 milles au large, peu importe. Je me défiais des brises de terre et de mer, brises purement locales, et qui n'ont rien à voir avec la circulation générale de l'atmosphère.

Ainsi, toutes les précautions furent prises pour que les observations pussent conduire à de bons résultats ; il ne restait plus qu'à bien diriger les opérations qui devaient aboutir à la construction des nouvelles cartes.

III. — Tout travail de météorologie nautique exige en général trois opérations successives :

La première est une opération préliminaire, qui consiste à diviser la surface du globe qu'on étudie en un certain nombre de carrés de 1, 2, 3, 5 ou même 10 degrés de côté par deux séries de lignes, les unes parallèles à l'équateur, les autres à un méridien pris pour origine. Cette division faite, on se propose de trouver ce qu'est la loi cherchée dans chacun des carrés (précédents.

La deuxième opération est celle du dépouillement des journaux : on accumule autant de journaux de bord que possible, et l'on en extrait toutes les observations qu'ils contiennent sur la loi cherchée ; puis, ces observations sont classés dans les carrés auxquels elles appartiennent, par mois ou par trimestre.

Prenons comme exemple la loi de la direction des vents, et supposons qu^on ait obtenu ainsi 1 250 observations pour le trimestre d'été dans le carré compris entre 25-30 degrés longitude ouest et i5'-20 degrés latitude nord; ces 1250 observations se divisant de la façon suivante :

50 observations de N. 3 observations de S.

A première vue ce tableau pennet tout de suite de conclure que, dans le carré considéré, les vents dépendant de la partie 0. sont excessivement rares, tandis qu'au contraire les vents dépendant de la partie E. et surtout du N.-E. sont très-fréquents, etc. Cependant, au lieu de laisser ainsi sous forme de tableau les observations accumulées, on préfère (et c'est ce qui constitue la troisième et dernière opération) les mettre en évidence par ime représentation graphique. Ainsi, par exemple, pour lé carré cidessus, on trace ordinairement, à partir du centre de ce carré, des flèches dans les directions des seize rhumbs des vents N., N.-N.-E., N.-E., E.-N.-E., etc.; à ces flèches on donne des longueurs proportionnelles aux nombres 90, 350, 525, 200, 50, 35, etc. ; puis on réunit toutes les 'extrémités des flèches par une courbe, qui est la courbe de la direction des vents pour le carré con-^ sidéré. Il est évident qu'une telle courbe parle beaucoup plus aux yeux que ne le fait le tableau des observations qu'elle remplace*

Les trois opérations précédentes constituent par leur ensemble la méthode employée en météorologie nautique pour arriver à la connaissance d*une loi quelconque. Cette méthode, appelée sou^ vent la méthode statistique ou la méthode des moyennes ^ — et à laquelle certains esprits accordent beaucoup moins de confiance qu'elle n'en mérite, tandis que d'autres, comme Maury, lui demandent quelquefois beaucoup plus qu'elle ne peut donner j -^ est celle qu'on suit à Utrecht et à Londres ; c'est aussi celle que j'ai suivie. Elle est très-simple à exposer comme on le voit ; mais, elle est beaucoup moins facile dans la pratique j à cause des cen-

48 DES 50CTELLES CARTES HÉTÉOftOLOGIQrES

laines de mille et même des millions d'observations qu^elle force à manier.

IV. — J avais à adapter la méthode précédente à la recherche simultanée des trois lois de la direction, de rintensité et de la succession des vents.

La grosse affaire fut le dépouillement des 20 000 journaux, besogne ingrate s'il en fut, fastidieuse à Texcès, pour laquelle douze hommes furent mis à ma disposition, et qui dura près de trois ans. Ces douze honmies étaient renouvelés de temps en temps; delà les difficultés nouvelles, auxquelles venaient s'ajouter les difficultés administratives, car on ne pouvait après tout m accorder sans contrôle les hommes et les choses dont j'avais besoin.

Ce qu'il faut d'énergie pour mener à bout une pareille besogne, ceux-là seuls le sauront qui en entreprendront de semblables.

Pour donner une idée de la quantité de papier qu'il a fallu remuer, je dirai dès maintenant qu'au bout de trois ans je possédais dans les feuilles de dépouillement, rien que pour l'Atlantique nord :

239 896 observations de direction.

239 896 observations d'intensité.

200 000 observations de succession.

Voici maintenant, et en quelques mots, comment ce dépouillomont fut fait dans chaque port par les adjudants, les secondsmaîtres, les quartiers-maîtres et les timoniers brevetés qui avaient été mis sous mes ordres :

1" opération. — Les journaux furent Sabord classés par bAti^ mejits^ les bâtiments par ordre alphabétique^ et ensuite chaque journal fut numéroté. Ce numéro a une .grande importance^ car il permet^ aujourdhui encore^ la vérification immédiate dune quelconque des observations recueillies; et^ de plus, il constituait

alors la responsabilité des hommes du dépouillement^ chacun deux

ri ayant à s'occuper que dun certain nombre de journaux désignés

d! avance.

2' opération. — Les journaux étant ainsi classés et numérotés^

les SOUS' officiers les prirent un à un avec mission d indiquer^ en

face de chaque observation de huit heures^ à quel carré de 5 degrés

elle appartenait. A cet effets ils avaient sous les yeux un danûer où

la surface des mers était divisée en carrés de 5 degrés^ et sur lequel

ils traçaient point par point , les routes des bâtiments dont ils dé"

pouillaient les journaux. Les carrés dé 5 degrés du damier étaient

réunis par groupes de quatre ^ formant des carrés de 10 degrés; et

chaque carré de 10 degrés était numéroté. Le carré n"" 175, par

exemple , contenait quatre carrés de 5 degrés pouvant être repré-

175 175 175 175 sentes par -y-, -^, — , — .

En face de chaque observation , les sous^offiders avaient donc à

inscrire sur le journal un nombre tel que — ^.

3* opération. — La troisième opération consista à écrire les observations des journaux sur les feuilles de dépouillement, dont les numéros correspondaient aux numéros des carrés de 10 degrés du damier. Sur ces feuilles de dépouillement, reliées par mois^ les observations furent inscrites avec un signe conventionnel qui permettait de distinguer immédiatement à laquelle des subdivisions de 5 degrés ces observations appartenaient dans le Carré de 10 degrés représenté par la feuille de dépouillement où elles se trouvaient inscrites.

4* opération. — Les 20000 journaux de bord étant ainsi dépouillés^ il ne resta plus qu'à faire des additions pour avoir en chiffres les probabilités cherchées.

Ce qu'il convient surtout de remarquer dans cette suite d'opérations, c'est que ce qu'on est convenu d'appeler le coup de pouce

( la perte d'un grand nombre de travaux de ce genre) est ici absolument impossible. Et, en effet, l'homme qui écrit en face de Tobservation le carré auquel elle appartient n'est pas ordinairement le môme que celui qui inscrit l'observation sur les feuilles de dépouillement, et fût-il le même, du moment que celui qui inscrit l'observation n'a plus sous ses yeux le damier de dépouillement, il ne sait plus à quel endroit du globe correspond l'observation qu'il inscrit. Ajoutons encore que pas un des hommes employés au travail du dépouillement ne connaissant les lois de Maury, ne pouvait désirer les voir vérifier ou infirmer.

C'est là un grand point.

Je n'ai assurément pas la prétention de dire qu'il n'y a aucune faute dans mon dépouillement ; il a dû nécessairement s'en glisser dans ces centaines de mille d'observations, malgré tout le soin qu'on a mis à les éviter. Je dis seulement qu'il n'y a pas eu de coup de pouce , c'est-à-dire que finalement les courbes sont l'expression immédiate des observations, et que, par conséquent, toute vérité émanée des courbes peut être tenue pour valable.

V. — Le dépouillement fait, j'avais donc dans les feuilles de dépouillement des centaines de mille d'observations de direction, d'intensité et de succession. Restait encore la construction graphique.

Je résolus alors de laisser de côté, pour le moment , les observations de succession (quitte à les reprendre plus tard), et de construire seulement des cartes donnant la direction et Pintensité probables des vents.

Jusqu'ici, les cartes de vents ne donnaient, comme on le saitj que la direction probable. Les nouvelles cartes météorologiques que publie en ce moment le Dépôt de la marine donnent à la fois la direction probable et Yintensité probable^ c'est-à-dire lui élément de plus, et un élément indispensable, tant au point de vuô pratique qu'au point de vue théorique. Le marin, en effet, se

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sert du vent comme d'une force; or une force est définie par sa direction et son intensité; aussi le marin a-t-il besoin, pour conclure rationnellement de cette force, de connaître ses deux éléments : son intensité et sa direction. De son côté le météorologiste, — lorsqu'il cherche à relier V effets qu'indiquent les dénivellations barométriques, avec la cause ^ — acquiert bien vite cette conviction : qu'il convient d'étudier avec soin la répartition de l'intensité des vents sur la surface du globe.

II intensité Aq^ vents est donc une des faces de la grande question de la circulation atmosphérique. Maury, du reste, l'avait ainsi compris, et sans la guerre de sécession, il est probable qu'il eût construit des cartes d'intensité comme il avait construit des cartes de direction. Ce que Maury n'a pu entreprendre à cause des événements, j'ai essayé de le faire.

Et voici maintenant comment, par une modification très-simple apportée à la méthode ordinaire, je suis arrivé à donner en même temps, sur une carte, et la direction et l'm/cw^eVe probables.

Cette gravure reproduit exactement un des carrés de 5 degrés des nouvelles cartes météorologiques.

La figure intérieure au carré est ce que j'appelle xm polygone teinté. Tous les carrés d'une carte contiennent un polygone teinté;

et, comme tous les polygones teintés sont construits sur le même principe, il suffit de pouvoir en lire un pour les savoir lire tous.

Chaque polygone teinté d'une carte représente les lois de la direction probable et de Y intensité probable des vents dans le carré de 5 degrés de côté, où il se trouve placé.

La teinte générale qu'on aperçoit sur le polygone est la même pour tous ; elle n'a été mise que pour mieux faire saisir le mouvement général des vents, quand on donne un coup d'œil d'ensemble sur la carte entière. Le petit cercle intérieur (qui, dans l'exemple précédent, contient le nombre 166) est aussi le même dans tous les polygones ; il a environ 6 millimètres de diamètre, et n'a été tracé que pour éviter la confusion qui existerait si les flèches étaient prolongées jusqu'au centre. Ce petit cercle intérieur ne représente donc -rien par lui-même ; mais il contient un nombre important, le nombre des observations recueillies dans le carré, qui ont servi à construire le polygone ; de plus, de sa circonférence émanent dans les directions des seize rhumbs du vent N., N.-N.-E., N.-E., E.-N.-E., E., E.-S.-E., S.-E., etc., des flèches dont la longueur et la nature représentent ainsi qu'il suit la direction et l'intensité probables des vents :

Direction probable. — Dans chaque polygone, les longueurs des flèches ont été tracées proportionnelles aux nombres (Tobservations trouvées pour les directions que ces flèche^ représentent , en prenant comme point de départ la plus grande flèche, dont l'extrémité s'arrête sur une circonférence inscrite dans le carré. Il s'ensuit que si, dans un polygone quelconque, parmi toutes les flèches, la flèche représentant les vents de S.-O. est la plus longue, cela veut dire que ce sont les vents de S.-O. qui sont les plus fréquents dans le carré où se trouve le polygone; de plus, si la flèche des vents de S. est moitié de celle des vents de S.-O., on en conclura qu'il y a, dans le carré, moitié moins de chance de vents de S. que de vents de S.-O.

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En un mot, dans chaque carré ^ les longueurs des flèches du polygone sont proportionnelles à la fréquence des vents quelles représentent

Intensité probable, — Vintensité probable est donnée d'après les indications suivantes :

Vent grand frais et Vent frais.

Forte brise et Bonne brise.

Jolie brise. D I I Petite brise.

E ___. Légère brise.

Si dans un polygone la flèche S.-O., par exemple, est composée des tracés (G), (D), (E), dans les proportions 1/2, 1/4, 1/6, cela signifie que lorsqu'il souffle du vent de S.-O. dans le carré où se trouve le polygone, il y a 1/2 de chance de jolie brise, 1/4 de chance àe petite brise^ 1/6 de chance de légère brise.

On lira de même V intensité probable pour toutes les directions.

Calmes, — La proportion des calmes est donnée par un cercle, le cercle des calmes, extérieur et concentrique au petit cercle intérieur qui contient le nombre des observations du rectangle.

Si dans un recfaw^/e quelconque, la distance des circonférences du cercle des calmes et du petit cercle intérieur est 1/4 de la longueur de la plus grande flèche, cela veut dire que dans ce carré la probabilité des calmes est 1/4 ou 25 p. 100.

Autrement dit, on prendra le rapport de la distance des deux circonférences à la longueur de la plus grande flèche^ et ce rapport donnera^ en tant pour 100, la probabilité des calmes dans le rectangle considéré,

VI. — En mer, les marins se servent aujourd'hui beaucoup des cartes de direction. Ils cherchent sur ces cartes ce qu'ils aippellent Isi probabilité du vent. Supposons, par exemple, que sur

une carie de direction^ un officier de marine, examinant le carré dans lequel se trouve son navire, constate que le dépouillement qui a servi à construire la carte a fourni 200 observations pour ce carré. Supposons, en outre, que les longueurs respectives des flèches lui prouvent que ces 200 observations étaierit composées de 100 de N.-E, 40d'E.-N..E., 40 deN.-N.-E., lOd'E., 4 deN., 2 d'O., 2 de S.-O., 2 de S. Cet officier en conclura qu'il y a, dans le carré ou il navigue, 50 p. 100 de vents de N.-E., 20 p. 100 d'E.-N.-E., 20 p. 100 de N.-N.-E., 5 p. 100 d'E., 2 p. 100 de N., 1 p. 100 d'O., de S.-O. et de S. C'est d'après ces données, jointes à quelques connaissances acquises jusqu'ici sur les courants de la mer, qu'il tracera sur sa carte la route qu'il a à suivre, sa route probable^ suivant l'expression consacrée.

Mais, voici l'objection que ne manquent pas de lui faire ceux qui n'ont qu'une confiance limitée dans les cartes des vents. Ils . lui disent : « Nous voyons bien que sur la carte dont vous disposez, les observations recueillies donnent 50 p. 100 de N.-E., 20p. 100 d'E.-N.-E., 20 p. 100 deN.-N.-E., 5 p. 100 d'E., et pour ainsi dire pas de vents des autres douze directions ; mais qui vous dit que si, au lieu de 200 observations, on avait accumulé 300, la courbe de direction se fût trouvée la même ; que si, au lieu de 300, on en avait eu 400, la courbe ne différerait pas encore, etc. ? car enfin, avec un nombre quelconque d'observations, on peut toujours tracer une courbe de direction. En un mot, qu'est-ce qui prouve, que la courbe, qui est sur votre carte, est l'expression de la loi dont vous avez besoin ; et si elle ne l'est pas, que signifie votre conclusion? »

Il y aurait beaucoup à répondre à ceux qui parlent ainsi. Je me bornerai à soumettre à leur appréciation trois faits indiscutables, qui leur feront toucher du doigt la valeur de leur objection :

1' Dans certains carrés des alizés, le dépouillement français a fourni jusqu'à 500 et même 1000 observations; et, lorsqu'on

construit la courbe des vents dans ces carrés, successivemeni; avec 20, 30, 40, 60, 80, 100, 200, 300, etc., observations prises au hasard parmi les 1000 observations recueillies, on constate que les courbes faites avec 20, 30, 40, 60, 80 observations diffèrent en général beaucoup les unes des autres, tandis que, à partir de 80, les courbes restent les mêmes, à des différences près absolument négligeables.

Or, si les courbes restent les mêmes avec 80, 100, 200, 300, 1000 observations, est-il réellement d'un esprit scientifique de croire à priori qu'avec 1100 elles doivent changer, et n'est-il pas absolument rationnel de penser, au contraire, que 80 observations françaises suffisent pour déterminer la courbe cherchée dans ces carrés, et que, par conséquent, la courbe de direction, qu'on y trouve, représente bien la loi demandée ?

2* On peut répéter l'expérience pour des carrés où la loi de la direction, sans être très-compliquée, est cependant moins simple que dans les ahzés (les vents d'ouest par exemple) ; et là, on arrive à constater qu'il faut jusqu'à 120, 150 observations, mais pas plus, pour déterminer la loi de.la direction.

3* Enfin , si l'on considère les vents variables (de l'Atlantique Nord), il est facile de s'assurer que dans certains carrés^ 300 et même 400 observations sont quelquefois nécessaires pour arriver à déterminer la véritable courbe de direction.

Ces trois faits étant admis, que devient l'objection précédente en face d'une carte ordinaire des vents, surtout si celui qui a construit cette carte en a vérifié , de la façon que nous venons d'indiquer, les courbes de direction ? — L'objection s'annule. On voit donc que, faite à la méthode elle-même, elle est sans fondement.

Est-ce à dire que sur les cartes de vents, même les meilleures, toutes les courbes ont pu être vérifiées? Non. Mais rien n'est plus facile que de distinguer à première vue, sur une carte donnée, les courbes douteuses. Ceux qui ont travaillé ce qu'on est convenu

d'appeler les sciences exactes ne seront point étonnés de nous entendre dire que la continuité d'unS courbe de direction suffit à définir sa valeur ; lorsqu'une courbe est continue et que cette continuité indique un mouvement général dont l'ensemble s'accorde avec les mouvements des courbes voisines, on ne saurait craindre d'affirmer que cette courbe est bonne, ou, si l'on veut, qu'elle représente bien la loi cherchée.

A ce propos je crois pouvoir indiquer, comme exemple d'une continuité qui n'avait encore jamais été atteinte dans les cartes de vents, la nouvelle carte météorologique d'été (juillet-août-septembre) de l'Atlantique Nord.

VIL — Enfin, pour terminer cette première partie de ma communication, la partie . pratique , je demanderai la permission d'insister quelques instants sur l'utilité des nouvelles cartes météorologiques, au point de vue de la navigation. On comprendra mieux alors combien-j'ai dû, comme officier de marine, apporter de soin à leur construction.

Pour bien comprendre cette utilité, il suffit d'examiner sérieusement le problème des itinéraires maritimes^ de le dégager de tous les accessoires qui l'embrouillent, de le regarder en face, et de le définir.

La navigation traite surtout de la traversée. Aller de A en B sur la surface des mers en dirigeant rationnellement sa route , telle est la question. La bien résoudre, c'est bien naviguer.

Or, cette question si simple en apparence est assez complexe. Et tout d'abord elle se divise en trois parties, dans le cas le plus général , celui où A et B sont deux points de terre éloignés : 1* quitter A , s'éloigner de la côte ; 2*» aller de A vers B par la pleine mer; 3* atterrir en B.

Quitter A et atterrir en B sont deux problèmes qui ont plus d'un point commun, mais qui ne sont pas identiques. Il est d'ordinaire plus difficile d'atterrir en B que de s'éloigner de A. En

partant, on colinaît la terre; en atterrissant, il faut la reconnaître. C'est pour quitter A et atterrir en B que sont construites toutes les cartes hydrographiques des côtes, travail si important, qu'il constitue presqu'à lui seul une branche de la science : l'hydrographie maritime.

. Quant au problème d'aller de A vers B par la pleine mer, il est le problème principal de la navigation, celui de V itinéraire maritime. Et il ne s'agit pas ici seulement de la possibilité d'aller de A vers B , car alors l'étude du point et du compas serait suffisante pour résoudre la question ; mais il s'agit encore de diriger le bâtiment soit de façon qu'il arrive en B dans le moins de temps possible (c'est le cas le plus ordinaire), soit de telle sorte qu'il ait à supporter des efforts minimum de la part des milieux dans lesquels il se meut (ce serait le cas d'un navire avarié), soit enfin en remplissant telle ou telle condition qu'exige la position dans laquelle il se trouve. Or, les milieux ici en question sont l'air et l'eau, dont les mouvements de cause peu connue produisent les courants et les vents ; ces courants et ces vents sont des forces variables en intensité et en direction. Il résulte de là que le problème principal de la navigation peut être ainsi complètement défini : Diriger un corps flottant dekenB à travers des forces variables en direction et en intensité^ de façon à remplir une condition donnée^ laquelle est le plus généralement celle de mettre le moins de temps possible à arriver en B.

Mais pour pouvoir diriger ainsi un corps à travers des forces variables en remplissant une condition déterminée , il faut savoir comment varient ces forces. Gela est nécessaire. Et s'il est vrai que dans le cas considéré les lois de leur variation ne peuvent être connues qu'à l'état de probabilité, il faut, pour arriver à la solution cherchée, connaître :

La direction probable et Vintensité probable des vents ,

La direction probable et Vintensité ipvohable des courants.

Ce sont les quatre grandes lois indispensables à celui qui na-

vigue et sans lesquelles il abandonne, comme il le dit avec raison, beaucoup de sa route au hasard : car, encore une fois, il ne se propose pas seulement d'aller de A en B, mais aussi le plus généralement d'arriver promptement à destination ; et, en conséquence, le problème se trouve divisé en deux parties auxquelles on peut donner respectivement pour titres : 1" Des moyens qui fournissent au navigateur la possibilité- d'aller de A vers B ; 2" Des données qui lui permettent d'aller de A en B dans le moins de temps possible ou en remplissant toute autre condition donnée d'avance.

De ces deux parties du problème, la première fut longtemps la seule connue. Sans chercher à préciser l'époque à laquelle fut découverte la boussole , et depuis quand on sait lire au ciel les coordonnées approchées de la position d'un bâtiment, on peut affirmer, la raison le démontre aussi bien que l'histoire, que la boussok et le point suffisent pour traverser les mers. C'est ainsi, en effet, que nos pères parcoururent le monde. Mais combien ne durent-ils pas parfois se trouver embarrassés pour rentrer au port après une avarie majeure ! Gomment trouver la route la plus favorable, celle où le navire devait rencontrer les vents les plus doux? Ils se posaient cette question sans pouvoir la résoudre. Et quand plus tard ils cherchèrent cet autre problème de la traversée la plus courte en temps, manquant de données, ils arrivèrent à des solutions bizarres. Voici , par exemple , la traversée aller et retour d'Angleterre à Sydney : il n'y a pas quarante ans la durée de ce voyage était de 250 à 260 jours. Ceux-là passaient pour forts navigateurs qui le faisaient en 240 jours. Et lorsque l'un d'eux, plus expérimenté, arrivait à l'accomplir en 225, on devait citer partout son talent et son savoir. Ce fut alors qu'un homme, jeune encore, éleva la voix pour déclarer à ces vieux marins que la route qu'ils suivaient était la mauvaise , et qu'il se faisait fort de diminuer de beaucoup la plus courte de leurs traversées. Et en effet quand Maury

ET DE LA CIRCULATION ATMOSPHÉRIQUE DE l'ATLANTIQUE NORD. 59

eut donné ses instructions, on fit en 130 jours ce qu'on faisait auparavant en 250. Voilà les résultats de la science et dans quelle proportion elle peut ajouter à la pratique. Personne ne peut nier ces résultats, et Maury aura toujours la gloire d'avoir fait entrer la navigation dans une voie telle, que le navigateur pourra bientôt y raisonner le problème des routes probables , comme il raisonne depuis longtemps l'emploi du sextant, son utilité, sa rectification, etc...

Que fit le célèbre lieutenant américain pour diminuer ainsi d'un seul coup toutes les traversées qu'il étudia? Il examina attentivement la question et vit clairement que le problème de la durée d'une traversée dépendait presque exclusivement de la connaissance des lois de la direction et de l'intensité des vents, de la direction et de l'intensité des courants. Ce fut là son point de départ, la base de toutes ses recherches en navigation. C'est gr&ce à ce qu'il put connaître de ces quatre grandes lois qu'il réduisit de 41 à 24 jours la traversée des États-Unis en Californie, etc...

Et cependant, pour des raisons multiples, Maury est loin d'avoir donne l'expression probable des lois dont il parla. Il a surtout étudié la principale d'entre elles : la loi de la direction des vents. Il n'eut pas le temps d'entreprendre l'étude de celle de leur intensite. Et quant aux courants, il n'a fait qu'en indiquer, sans trop de précision, la marche générale.

Quoi qu'il en soit , ce qui précède suflBt à montrer toute l'importance des cartes de vents pour la navigation ; et les cartes que j'ai faites, n'eussent-elles d'autre mérite que celui de compléter la loi de la direction et d'ajouter à celle-ci la loi de l'intensité, seraient, je crois, déjà dignes de fixer l'attention de la. Société météoroloffiqzœ j et celle de tous ceux qui s'intéressent au progrès de la navigation.

De la circulation atmosphérique de t Atlantique Nord.

I. — Dans la partie de son œuvre qui traite du régime des vents sur la surface du globe, Maury avait réuni 196791 observations rien que pour l'Atlantique Nord. Or, le travail que je viens de faire sur le même sujet m'a déjà permis de réunir plus de 650 000 observations pour les mêmes parages. Il n'est donc pas étonnant que je sois aujourd'hui en mesure de rectifier plusieurs des assertions de rillustre Américain , d'en compléter certaines autres , et d'ajouter aux connaissances déjà acquises quelques faits nouveaux relatifs à ce grand bassin de l'Atlantique Nord , dont les phénomènes météorologiques intéressent si vivement toutes les contrées de l'Europe.

Maury a dessiné lui-même , sur une mappemonde hydrographique (projection de Mercator) (1), la circulation générale des couches inférieures de l'atmosphère, telle qu'il l'envisageait.

Pour l'Atlantique Nord, cette circulation lui paraissait ainsi définie :

1" Une bande de calmes, un peu au-dessus de l'équateur, bande partout parallèle à l'équateur, si ce n'est près de la côte d'Afrique, où il la relevait vers le N.-E. ; •

2** Au-dessus des alizés, une petite bande de calmes et de folles brises (calmes des tropiques) ;

4" Enfin, au-dessus des calmes du Cancer, les vents de S.-O., d'O. et de N.-O.

Maury donnait, en outre , à cette circulation générale un mou-

(1) La projection de Mercator est assez défectueuse pour certaines questions de météorologie, et parmi les projections aujourd'hui connues (voir le beau Traité des Projections de M. l'ingénieur Germain) , il serait peut- être facile d'en trouver une qui leur convînt mieux.

ET DE LA CIRCULATION ATMOSPHÉRIQUE DE L'aTLANTIQUE NORD. 61

vement d'ensemble , et disait, non sans quelque raison : «Les vents suivent le soleil » , c'est-à-dire la bande des calmes équatotoriaux descend avec le soleil en hiver, remonte avec lui en été, et, dans son mouvement, entraîne tous les autres vents. Il indiquait aussi sur sa carte une déformation, suivant les saisons, de la bande de calmes de Téquateur. La déformation indiquée était bien dans le sens de la vérité , mais elle était loin d'y être entièrement conforme.

Je dirai tout de suite, et en un mot, ce qu'il faut, je crois, penser de cette circulation générale, décrite par Maury. Elle a un vice radical , elle n'est pas en accord avec les observations connues, pas plus avec les observations de Maury qu'avec les nôtres. Elle doit donc être rejetée.

On s'étonnera sans doute de voir le grand météorologiste américain se mettre aussi facilement en désaccord avec lui-même, c'est-à-dire avec les observations qu'il avait recueillies sur l'Atlantique Nord.

Il y a à cela trois raisons principales :

D'abord , il faut se rappeler que Maury n'avait pas traduit graphiquement ses observations ; il les avait données sous forme de tableaux circulaires , qui n'offraient guère à l'œil qu'une agglomération de chiffres difllciles à lire. Ensuite, — et c'est un point qu'on n'aperçoit pas lorsqu'on ne regarde que superficiellement son travail, — dans son dépouillement, Maury avait été mal servi, pour l'Atlantique Nord, par ses journaux de bord; ceux-ci lui avaient donné beaucoup d'observations dans les alizés , là où un petit .nombre d'observations suffit à déterminer la loi de la direction ; tandis que dans les temps variables, où la loi est difficile à trouver, ils ne lui avaient donné relativement que peu d'observations. Enfin , la troisième raison , la principale , est que Maury semble être entré dans la voie des recherches météorologiques avec une idée préconçue. Or, rien n'est plus funeste qu'une idée préconçue dans l'étude des sciences expérimentales. Maury paraît

avoir été convaincu d'avance que tous les phénomènes météorologiques semblables devaient se passer suivant des zones terrestres , c'est-à-dire entre des parallèles tels qu'on les dessine lorsqu'on trace sur une mappemonde le canevas des coordonnées du globe. Cette idée de zone le suit partout. Pour lui, il y a une zone de calmes à l'équateur, une zone de vents alizés , une zone de calmes tropicaux , une zone de vents d'ouest. C'est encore par zones qu'il fait toutes ses moyennes , par zones qu'il donne en nombres approchés les directions des alizés dans l'Atlantique Nord.

Et il en est de même pour les hauteurs barométriques. Maury a publié un tableau des hauteurs barométriques moyennes de l'Atlantique Nord, fait avec plus de 51000 observations. Ce tableau indique :

Entre 0* et 5" N., une hauteur barométrique de 759 ■"

5' et 10» N., — —

10' et 15» N., — —

15* et 20' N., — —

20« et 25- N., — —

25* et 30* N., —

30* et 35" N., — —